Khảo sát hiện trạng và ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải làng nghề bún khắc niệm, thành phố bắc ninh

Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải tinh bột từ nước thải làng nghề bún Khắc Niệm.. Phương pháp nghiên cứu vi sinh vật trong xử lý nước thải làng nghề sản

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Giang

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiêncứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo

vệ để nhận bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám

ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thúy Hằng

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được

sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè,đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc TS Nguyễn Văn Giang đã nhiệt tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình họctập cũng như nghiên cứu

Tôi xin cảm ơn TS Nguyễn Xuân Cảnh, Th.S Trần Thị Đào cùng toàn thể cán bộthuộc Bộ môn Công nghệ vi sinh, các thầy, cô giáo Khoa Công nghệ sinh học đã giúp

đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi trong quá trình họctập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn

-Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ công chức, viên chức Trungtâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốtquá trình thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọiđiều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thànhluận văn./

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả Luận văn

Nguyễn Thị Thúy Hằng

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn

ii Mục lục

iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii Trích yếu luận văn viii Thesis abstract x Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 GIả thiết khoa học 2

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.4 Phạm vi nghên cứu 2

1.5 Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học hoặc thực tiễn

2 Phần 2 Tổng quan tài liệu 3

2.1 Tổng quan làng nghề và quá trình phát triển

3 2.1.1 Tình hình phát triển làng nghề ở Bắc Ninh 3

2.1.2 Làng nghề và vấn đề xã hội

3 2.1.3 Vấn đề môi trường làng nghề 5

2.1.4 Làng nghề chế biến thực phẩm và áp lực môi trường 9

2.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và tình hình sản xuất bún ở làng nghề bún Khắc Niệm 9

2.2.1 Điều kiện tự nhiên 9

2.2.2 Đặc điểm kinh tế, xã hội

11 2.2.3 Công nghệ sản xuất bún truyền thống tại làng bún Khắc Niệm

12 2.3 Các biện pháp xử lý nước thải hiện nay của làng bún

15 2.3.1 Công nghệ xử lý nước thải đang áp dụng tại làng bún Khắc Niệm 15

2.3.2 Cơ sở sinh học của quá trình làm sạch nước thải 17

2.3.3 Cơ chế phân giải tinh bột nhờ vi sinh vật 18

Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 20

3.1 Địa điểm nghiên cứu 20

3.2 Thời gian nghiên cứu 20

3.3 Đối tượng nghiên cứu 20

3.4 Nội dung nghiên cứu 20

3.4.1 Khảo sát hiện trạng môi trường nước thải tại làng nghề bún Khắc Niệm 20

3.4.2 Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải tinh bột từ nước thải làng nghề bún Khắc Niệm 20

3.4.3 Xác định một số đặc tính sinh học và nghiên cứu sự sinh trưởng và khả năng sinh enzyme của chủng vi sinh vật đã tuyển chọn 20

3.4.4 Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải của chủng vi sinh vật được tuyển chọn 20

3.5 Hóa chất và môi trường 20

3.6 Phương pháp nghiên cứu 21

3.6.1 Phương pháp nghiên cứu hiện trạng môi trường nước thải 21

3.6.2 Phương pháp nghiên cứu vi sinh vật trong xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún Khắc Niệm 26

Phần 4 Kết quả và thảo luận 33

4.1 Kết quả 33

4.1.1 Hiện trạng sản xuất bún làng nghề Khắc Niệm 33

4.1.2 Hiện trạng môi trường nước thải làng nghề 34

4.1.3 Đánh giá của người dân về quản lý môi trường và ảnh hưởng của làng nghề với sức khỏe cộng đồng 38

4.1.4 Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả công tác quản lý môi trường nước thải làng nghề sản xuất bún Khắc Niệm 40

4.1.5 Phân lập và tuyển chọn 41

4.1.6 Khảo sát một số đặc điểm sinh hóa của các chủng vi khuẩn phân lập 43

4.1.7 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng của các chủng vi khuẩn 43

4.1.8 Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt độ enzyme 45

4.1.9 Khảo sát khả năng xử lý ô nhiễm của ba chủng khuẩn trong nước thải 48

4.2 Thảo luận 53

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 55

5.1 Kết luận 55

5.2 Kiến nghị 55

Tài liệu tham khảo 56

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Nghĩa tiếng việt

BOD Nhu cầu oxy sinh hóa BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trườngBVMT Bảo vệ môi trường

CBTP Chế biến thực phẩmCOD Nhu cầu oxy hóa học NSTP Nông sản thực phẩm QCCP Quy chuẩn cho phép QCVN Quy chuẩn Việt Nam QLMT Quản lý môi trường TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TSS Tổng chất rắn lơ lửngTTCN Tiểu thủ công nghiệp UBND Ủy ban nhân dân

VSV Vi sinh vật

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Đặc trưng ô nhiễm từ sản xuất của một số loại hình làng nghề 6

Bảng 2.2 Đặc trưng nước thải tại một số làng nghề chế biến nông sản thực phẩm điển hình 7

Bảng 2.3 Ước tính tải lượng ô nhiễm thải ra từ một số làng nghề dệt nhuộm 8

Bảng 2.4 Tải lượng ô nhiễm do sử dụng than ở một số làng nghề sản xuất vật liệu xây dựng 8

Bảng 2.5 Kết quả phân tích nước thải qua từng công đoạn xử lý 17

Bảng 3.1 Vị trí lấy mẫu nước thải tại làng nghề bún Khắc Niệm 23

Bảng 3.2 Vị trí lấy mẫu nước mặt tại làng nghề bún Khắc Niệm 24

Bảng 3.3 Các thông số phân tích nước và phương pháp thử 25

Bảng 3.4 Đường chuẩn glucose 30

Bảng 4.1 Định mức tiêu thụ nguyên, nhiên liệu trong quy trình sản xuất 33

Bảng 4.2 Đánh giá tác động của các công đoạn sản xuất tới môi trường 34

Bảng 4.3 Lưu lượng nước tại các điểm xả thải 35

Bảng 4.4 Kết quả phân tích chất lượng nước thải tại làng nghê bún 36

Bảng 4.5 Chất lượng môi trường nước mặt tại phường Khắc Niệm 38

Bảng 4.6 Lượng nước sử dụng và nước thải trong quá trình sản xuất bún 39

Bảng 4.7 Kết quả một số thử nghiệm hóa sinh của ba chủng vi khuẩn 43

Bảng 4.8 Kết quả phân tích mẫu nước thải khi mới lấy về 49

Bảng 4.9 Kết quả phân tích nước thải khi bổ sung đơn chủng 50

Bảng 4.10 Kết quả hiệu suất xử lý nước thải của các chủng khuẩn đã tuyển chọn 51

Bảng 4.11 Kết quả kiểm tra nước thải sau 3 ngày xử lý kết hợp các chủng vi khuẩn 52

Bảng 4.12 Kết quả hiệu suất xử lý nước thải khi kết hợp các chủng khuẩn đã tuyển chọn ở điều kiện nuôi lắc 52

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Bản đồ hành chính phường Khắc Niệm, TP Bắc Ninh 10

Hình 2.2 Quy trình sản xuất bún 14

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải áp dụng tại làng nghề bún Khắc Niệm 15

Hình 2.4 Quá trình thủy phân tinh bột của enzyme amylase 19

Hình 3.1 Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước thải, nước mặt 24

Hình 4.1 Hình thái khuẩn lạc, hình thái tế bào chủng C1.1 42

Hình 4.2 Hình thái khuẩn lạc, hình thái tế bào chủng B2.1 42

Hình 4.3 Hình thái khuẩn lạc, hình thái tế bào 42

Hình 4.4 Ảnh hưởng pH đến khả năng sinh trưởng của chủng C1.1 44

Hình 4.5 Ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng của chủng B2.1 44

Hình 4.6 Ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng của chủng B2.2 45

Hình 4.7 Ảnh hưởng của pH đến hoạt độ enzyme ba chủng C1.1, B2.1, B2.2 46

Hình 4.8 Ảnh hưởng của nguồn nitơ đến khả năng sinh enzyme của các chủng vi khuẩn thí nghiệm 47

Hình 4.9 Biểu đồ ảnh hưởng của nguồn Nitơ đến khả năng sinh enzyme của các chủng 48

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Nguyễn Thị Thúy Hằng

Tên Luận văn: Khảo sát hiện trạng và ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải làngnghề sản xuất bún Khắc Niệm, thành phố Bắc Ninh

Các kết quả chính của luận văn:

Hiện trạng môi trường nước thải tại làng nghề

Phân lập được các vi sinh vật có khả năng xử lý nước thải làng nghề bún

Khảo sát một số đặc tính của chủng vi khuẩn đã tuyển chọn và khảo sát ảnhhưởng của một số điều kiện nuôi cấy lên khả năng sinh trưởng và khả năng sinh enzymecủa các chủng đã tuyển chọn

Ứng dụng VSV được tuyển chọn xử lý nước thải trong phòng thí nghiệm

Kết luận:

- Phường Khắc Niệm, thành phố Bắc Ninh, hiện có hơn 700 hộ làm nghề sản xuấtbún, tập trung ở 3 thôn: Thôn Tiền Trong (366 hộ), thôn Tiền Ngoài (218 hộ) và Thôn

Mồ (132 hộ)

- Chất lượng môi trường nước thải hầu hết có các thông số đều vượt QCVN(QCVN 40:2011/BTNMT) cho phép; các chỉ tiêu như BOD, COD, TSS, tổng N, tổng P,Coliform vượt quá QCVN từ 1,3 đến 58 lần

- Đã tuyển chọn được 3 chủng C1.1, B2.1, B2.2 có hoạt tính thủy phân tinh bột

Cả ba chủng C1.1, B2.1, B2.2 có đặc điểm hóa sinh phù hợp với chi Bacillus, chúng đềusinh trưởng tốt ở điều kiện pH trung tính

- Khi bổ sung sinh khối của ba chủng vi khuẩn nghiên cứu với tỷ lệ 5% có khảnăng xử lý cao nhất sau ba ngày trong điều kiện nuôi lắc Chủng B2.2 có khả năng xử lýcao nhất với kết quả hàm lượng tinh bột giảm 97,8%; hàm lượng COD giảm 91%; hàmlượng BOD5 giảm 86% Khi kết hợp các chủng vi khuẩn với nhau cho thấy kết hợp cả

ba chủng vi khuẩn cho hiệu quả xử lý nước thải cao nhất trong điều kiện nuôi lắc

Kiến nghị:

Trên cơ sở các chủng có hoạt tính enzyme cao và kết quả ứng dụng VSV trong xử

lý nước thải phòng thí nghiệm cần tiến hành các nghiên cứu tiếp theo để có thể ứngdụng các VSV đã tuyển chọn trong xử lý nước thải làng nghề

THESIS ABSTRACT

Master candidate: Nguyen Thi Thuy Hang

Thesis title: Survey status quo and apply microorganisms in wastewater treatment atKhac Niem noodle village, Bac Ninh city

Major: Biotechnology Code: 60.42.02.01

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)

Research Objectives

The problem of environmental pollution caused by production activities at thevillage community is always interested and need to have the integrated solutions aboutmanagement and technician to improve the quality of village environment, contributing

to sustainable village development Khac Niem noodle village, Bac Ninh city, is onesuch village, so the theme was given: Survey status quo and apply microorganisms inwastewater treatment at Khac Niem noodle village, Bac Ninh city

Research objectives: Assess the current state of Khac Niem noodle village’swastewater, identify capable of village wastewater treatment of microorganisms andapplication of microorganisms in noodle village wastewater treatment

Research Methods: method of collecting secondary data; method of interviews,method of group meetings, method of field survey; method of laboratory analysis andsynthesis, method of processing data analysis, method of isolation and selection ofmicroorganisms, method of examination of some biochemical characteristics, method ofdetermination of motility enzyme amylase, method of capacity of microorganisms’wastewater treatment in laboratory

Main results:

The status quo of villages’ wastewater

Isolation of microorganisms which have capable of handling wastewater treatment

Conclution:

- There are more than 700 households of noodle production in Khac Niem Ward,Bac Ninh city, concentrated in three villages: Tien Trong village (366 households), TienNgoai village (218 households) and Mo village (132 households)

- Most of indicators of wastewater have exceeded Viet Nam Standard; such asBOD, COD, TSS, total N, total P, Coliform exceeds from 1.3 to 58 times

- 3 strains of C1.1, 2.1, B2.2 have strong amylase activity were selected forfurther studies Three strains of C1.1, 2.1,, B2.2 have biochemical features which aresuitable with Bacillus genus, they are growing well in the neutral pH condition

- Additional concentrations with 5% of each strain showed the highest wastewatertreatment capability after three days in shaking culture conditions B2.2 strain reduced97.8% amylose concentration in wastewater, COD - 91%; BOD5 - 86% Combiningthree strains is given the highest wastewater treatment in shook culture condition

Request:

On the basis of these strains have higher enzyme activity and results ofmicroorganism applications in labratory’s wastewater treatment, we need take morestudies in order to apply the selected microorganisms in village wastewater treatment

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Bắc Ninh là một trong những tỉnh có nhiều làng nghề nhất trong cả nước.Toàn tỉnh Bắc Ninh hiện có 62 làng nghề trong đó có 30 làng nghề truyền thống,

32 làng nghề mới với những sản phẩm nổi tiếng như làng nghề chế biến đồ gỗ

mỹ nghệ Đồng Kỵ, sắt thép (Đa Hội, Châu Khê), Giấy (Phong Khê, Phú Lâm),Rượu (Tam Đa, Đại Lâm), tái chế nhôm (Văn Môn), đúc đồng (Đại Bái), Trong

đó, có 8 làng nghề chế biến thực phẩm như nấu rượu ở Đại Lâm (Yên Phong),Đông Nguyên (Từ Sơn), làng Bún thôn Đoài (thành phố Bắc Ninh) mỳ sợi LộBao (Tiên Du)

Sự phát triển của làng nghề đem lại nhiều lợi ích kinh tế nhưng song songvới nó là tiềm ẩn những nguy cơ gây ô nhiễm môi trường Mức độ ô nhiễm nướcthải làng nghề đang ở mức báo động, ảnh hưởng mạnh đến nguồn nước mặt,nước ngầm cũng như không khí trong làng nghề

Là một trong những làng nghề truyền thống vốn có từ lâu đời của tỉnh BắcNinh, làng nghề sản xuất bún Khắc Niệm cũng đang phải đối mặt với vấn đề ônhiễm môi trường nghiêm trọng Đi đều với phát triển kinh tế giải quyết đượccông việc cho hàng ngàn người thì vấn đề xử lý nước thải tại làng nghề bún KhắcNiệm đang trở thành nỗi niềm của những nhà quản lý, nhà hoạch định môitrường nơi đây

Bên cạnh vấn đề về xử lý nước thải sinh hoạt là giải quyết xử lý nước thảilàng nghề Theo thống kê, phường Khắc Niệm có hơn 700 hộ làm bún, tập trungchủ yếu tại các thôn Tiền Trong, Tiền Ngoài và thôn Mộ với công suất mỗi hộ từ

7 tạ đến 1 tấn bún/ngày Mỗi ngày có khoảng 5000m3 nước thải chưa qua xử lýđược xả ra hệ thống cống, rãnh đang khiến môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng.Kết quả phân tích chất lượng nước thải làng nghề sản xuất bún Khắc Niệm củaChi cục bảo vệ môi trường tỉnh Bắc Ninh cho thấy, các chỉ tiêu cơ bản để đánhgiá chất lượng nước như COD, BOD, tổng nitơ, tổng photpho, hàm lượngcoliform đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 20 – 30 lần Do đặc thù của nướcthải sản xuất bún là ô nhiễm chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học nên việc áp dụngcác biện pháp sinh học để xử lý nước thải là hoàn toàn phù hợp Vì vậy việc ứngdụng vi sinh vật trong xử lý nước thải làng nghề là giải pháp mang lại hiệu quả,

dễ áp dụng và đặc biệt là an toàn cho môi trường Do vậy, chúng tôi đã tiến hành

thực hiện đề tài “ Khảo sát hiện trạng và ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún Khắc Niệm, tỉnh Bắc Ninh”

1.2 GIẢ THIẾT KHOA HỌC

Vấn đề ô nhiễm môi trường do hoạt động sản xuất tại các làng nghề luônđược cộng đồng quan tâm và mong muốn có được các giải pháp tổng hợp vềquản lý và kỹ thuật nhằm cải thiện chất lượng môi trường làng nghề Làng nghềlàm bún Khắc Niệm, thành phố Bắc Ninh là một trong những làng nghề như vậy,kết quả phân tích nước thải làng nghề cho thấy các kết quả BOD, COD, TSS,tổng Nitơ vượt quá QCVN từ 5 – 30 lần Vì vậy cần có giải pháp xử lý nước thảilàng nghề Câu hỏi đạt ra là:

Hiện trạng môi trường làng nghề bún Khắc Niệm như thế nào? Mức độ ônhiễm như thế nào?

Giải pháp xử lý nước thải nàocó lợi và thân thiện với môi trường nhất?1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Khảo sát hiện trạng môi trường nước thải sản xuất bún tại Khắc Niệm

- Phân lập và tuyển chọn được chủng vi sinh vật có khả năng xử lý nướcthải làng nghề

- Xác định một số đặc tính sinh học và nghiên cứu khả năng sinh trưởng

và khả năng sinh enzyme của các chủng vi sinh vật tuyển chọn

- Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải của chủng vi sinh vật đượctuyển chọn

1.4 PHẠM VI NGHÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu: nước thải làng nghề bún Khắc Niệm

- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 1 – tháng 10/2016

- Địa điểm nghiên cứu: phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Vi sinh,Khoa Công nghệ Sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam; phòng thí nghiệmtrung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Bắc Ninh

1.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC HOẶC THỰC TIỄN

Các kết quả nghiên cứu của đề tài về ô nhiễm môi trường nước thải củalàng nghề và giải pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật là tài liệu thực tiễn chocông cuộc xử lý ô nhiễm môi trường nước thải làng nghề bún Khắc Niệm

đa dạng đáp ứng một phần nhu cầu tiêu dùng của nhân dân, một số mặt hàng đã

có chỗ đứng xuất khẩu ra nước ngoài được bạn hàng ưa chuộng chiếm tỷ trọnglớn trong tổng giá trị sản xuất công nghiệp ngoài quốc doanh Mô hình hoạt độngsản xuất chủ yếu là hộ gia đình và doanh nghiệp tư nhân

Theo báo cáo của Sở Tài nguyên và Môi trường thì Bắc Ninh có tổng số

62 làng nghề với 32 làng nghề truyền thống và 30 làng nghề mới Thực tế, tổng

số làng nghề của Bắc Ninh lớn hơn nhiều do báo cáo sử dụng các làng nghề lớntrong một vài xã để đại diện cho tất các làng nghề của xã, làng nghề tỉnh BắcNinh được phân loại theo 06 nhóm ngành nghề, cụ thể như sau: (Sở TN&MTBắc Ninh, 2015)

nghề, đại bộ phận người dân tham gia làm nghề thủ công nhưng vẫn duy trì sảnxuất nông nghiệp ở một mức độ nhất định Kết quả thống kê tại nhiều làng có

nghề, tỷ trọng công nghiệp và dịch vụ đạt từ 60-80%; nông nghiệp chiếm khoảng

20 - 40% Số hộ sản xuất và cơ sở ngành nghề nông thôn đang ngày một tăng lênvới tốc độ tăng bình quân từ 8,8 - 9,8%/năm, kim ngạch xuất khẩu từ các sảnphẩm làng nghề không ngừng gia tăng Mức thu nhập của người lao động sảnxuất nghề cao gấp 3 - 4 lần so với thu nhập của sản xuất thuần nông Nghiên cứucủa Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã thực hiện năm 2014 chỉ ra rằng,

tỷ lệ hộ nghèo trong số hộ sản xuất thủ công nghiệp là 3,7%, thấp hơn nhiều sovới mức trung bình cả nước là 10,4% Như vậy có thể thấy, làng nghề đóng mộtvai trò quan trọng trong xóa đói giảm nghèo, trực tiếp giải quyết công ăn việclàm cho người lao động trong lúc nông nhàn, góp phần đáng kể trong việc nângcao chất lượng cuộc sống của người dân nông thôn

Bên cạnh đó, làng nghề còn có một ý nghĩa gián tiếp đặc biệt quan trọngkhác, đó là hạn chế việc di dân tự do từ khu vực nông thôn vào khu vực thành thịtrong thời kỳ nông nhàn, để tìm kiếm công ăn, việc làm và thu nhập

Đặc biệt đối với các làng nghề mà nhất là các làng nghề truyền thống, hoạtđộng sản xuất còn có một ý nghĩa xã hội tích cực khác là sử dụng được lao động

là người cao tuổi, người khuyết tật, những người rất khó kiếm việc làm từ cáchoạt động sản xuất nông nghiệp và công nghiệp tập trung cũng như các ngànhkinh doanh, dịch vụ khác Sự phát triển của làng nghề đã và đang đóng góp đáng

kể vào GDP, góp phần quan trọng trong chuyển dịch cơ cấu kinh tế của địaphương

Làng nghề truyền thống được xem như một nguồn tài nguyên du lịch vănhóa vật thể và phi vật thể đầy tiềm năng Nhiều tên tuổi sản phẩm đã gắn vớithương hiệu của các làng nghề từ Nam đến Bắc, được người tiêu dùng trong nước

và nước ngoài ưa chuộng như gốm sứ Bình Dương; gốm Bát Tràng, Hà Nội; gốmChu Đậu, Hải Dương; gốm Phù Lãng, Bắc Ninh (Đặng Kim Chi, 2005)

2.1.2.2 Vai trò của làng nghề đối với các vấn đề xã hội

Bảo tồn và phát triển làng nghề có vai trò quan trọng trong công tác “bảotồn các giá trị văn hóa dân tộc” Lịch sử phát triển của các làng nghề truyềnthống gắn liền với lịch sử văn hóa dân tộc Nhiều sản phẩm truyền thống vừamang tính nghệ thuật cao, vừa đậm bản sắc đặc thù của mỗi địa phương Pháttriển làng nghề đã tạo môi trường thuận lợi cho việc kế thừa và phát huy các tinhhoa văn hóa của dân tộc, bảo vệ giá trị “nghệ tinh” cao quý của các nghệ nhân cótài năng với bí quyết nghề gia truyền qua nhiều thế hệ, thông qua đó bảo tồnnhững giá trị đặc biệt của bản sắc văn hóa dân tộc Việt Nam

2.1.2.3 Vai trò của làng nghề trong phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật nông thôn

Điều kiện cơ sở hạ tầng kỹ thuật là một yếu tố cực kỳ quan trọng hỗ trợphát triển các làng nghề Khả năng tiếp cận thông tin, điện, nước sạch, giao thông

và các yếu tố khác về cơ sở vật chất là rất cần thiết đối với sự tăng trưởng và pháttriển của các làng nghề

Cơ sở hạ tầng kỹ thuật ở những nơi tập trung nhiều làng nghề như khu vựcĐồng bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ và Đông Nam Bộ nhìn chung phát triểnkhá tốt do các làng nghề phần lớn được hình thành, phát triển ở những nơi tiếpcận thuận lợi mạng lưới đường quốc lộ, tỉnh lộ, cùng sự hỗ trợ của các chính sách

từ chính quyền tỉnh/thành phố nhằm đẩy mạnh phát triển làng nghề

2.1.3 Vấn đề môi trường làng nghề

2.1.3.1 Áp lực từ quá trình phát triển làng nghề tới môi trường

Sự phát triển nhanh chóng có tính tự phát, không theo quy hoạch đã gâynhững tác động tiêu cực tới môi trường tại các làng nghề và ảnh hưởng tới sứckhỏe cộng đồng

- Công tác quản lý bảo vệ môi trường tại các làng nghề còn ít được quantâm: Hầu hết chưa có quy hoạch môi trường, chưa có chương trình quản lý giáodục môi trường, tuyên truyền nâng cao nhận thức, hiểu biết về tác động của ônhiễm môi trường cũng như các biện pháp phòng tránh

- Chưa có được các giải pháp đồng bộ của các cấp ngành từ trung ương tớiđịa phương về quy hoạch, quản lý, giáo dục tới giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiệntừng bước môi trường làng nghề

Tất cả những áp lực trên đã ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường làng nghề

và làm suy giảm chất lượng sống tại nông thôn

2.1.3.2 Hiện trạng ô nhiễm môi trường làng nghề

* Đặc điểm của ô nhiễm môi trường làng nghề:

Các chất thải phát sinh tại nhiều làng nghề đã và đang gây ô nhiễm và làmsuy thoái môi trường nghiêm trọng, tác động trực tiếp tới sức khỏe người dân và

- Bụi, SiO2, CO,

SO2, NOx, HF,THC

- Bụi, hơi xăng,dung môi, oxitsắt, Zn, Cr, Pb

BOD5, COD,

SS, tổng N, tổng

P, Coliform BOD5, COD, độmàu, tổng N, hóachất, thuốc tẩy,

Cr6+ (thuộc da)BOD5, COD,

SS, độ màu, dầu

mỡ công nghiệp

- pH, BOD5,

Xỉ than, chấtthải rắn từnguyên liệu

Xỉ than, tơ sợi,vải vụn, cặn vàbao bì hóa chất

Xỉ than (gốmsứ), phế phẩm,cặn hóa chất

Ô nhiễmnhiệt

(gốm sứ)

- Tái chế giấy hơi kiềm- Bụi, SO2, H2S,

- Bụi, CO, hơi

COD, SS, tổng

N, tổng P, độmàu

- COD, SS, dầu

chất từ giấy phếliệu, bao bì hóachất

- Xỉ than, rỉ sắt,

- Ô nhiễmnhiệt

- Tái chế kim loại

- Tái chế nhựa

5 Vật liệu xây

kim loại, hơiaxit, Pb, Zn, HF,HCl, THC

- Bụi, CO, Cl2,HCl, THC, hơidung môi

Bụi, CO, SO2,

mỡ, CN-, kimloại

- BOD5, COD,tổng N, tổng P,

độ màu, dầu mỡ

vụn kim loạinặng (Cr6+, Zn²+

…)

- Nhãn mác, tạpkhông tái sinh,chi tiết kimloại, cao su

Xỉ than, xỉ đá,

- Ô nhiễmnhiệt

- Ô nhiễmnhiệt

Ô nhiễmdựng, khai thác đá NOx, HF, THC SS, Si, Cr đá vụn nhiệt, tiếngồn, độ rung

Nguồn: Đặng Kim Chi (2005)

- Ô nhiễm môi trường tại làng nghề là dạng ô nhiễm phân tán trong phạm

vi một khu vực (thôn, làng, xã…) Do quy mô sản xuất nhỏ, phân tán, đan xenvới khu sinh hoạt nên đây là loại hình ô nhiễm khó quy hoạch và kiểm soát

- Ô nhiễm môi trường tại làng nghề mang đậm nét đặc thù của hoạt độngsản xuất theo ngành nghề và loại hình sản phẩm (Bảng 2.1) và tác động trực tiếptới môi trường nước, khí, đất trong khu vực

Ô nhiễm môi trường tại các làng nghề thường khá cao tại khu vực sảnxuất, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người lao động.

Chất lượng môi trường tại hầu hết khu vực sản xuất trong các làng nghềđều không đạt tiêu chuẩn Các nguy cơ mà người lao động tiếp xúc khá cao: 95%người lao động có nguy cơ tiếp xúc với bụi, 85,9% tiếp xúc với nhiệt, 59,6% tiếpxúc với hóa chất Kết quả khảo sát 52 làng nghề điển hình trong cả nước cho thấytrong số đó, 46% làng nghề có môi trường bị ô nhiễm nặng (đối với không khíhoặc nước hoặc đất hoặc cả ba dạng), 27% ô nhiễm vừa và 27% ô nhiễm nhẹ(Nguyễn Thị Hồng Tú và cs, 2005) Các kết quả quan trắc trong thời gian gầnđây cho thấy mức độ ô nhiễm của các làng nghề không giảm mà còn có xu hướnggia tăng

* Hiện trạng ô nhiễm môi trường làng nghề

a Hiện trạng môi trường làng nghề chế biến nông sản thực phẩm:

Đây là ngành sử dụng nước nhiều, ô nhiễm chủ yếu do nước thải Nướcthải sản xuất của các làng nghề đều có BOD5, COD rất cao Một số đặc trưng vềsản xuất cũng như chất lượng môi trường nước tại một số làng nghề chế biếnnông sản thực phẩm điển hình thể hiện tóm tắt trên Bảng 2.2

Bảng 2.2 Đặc trưng nước thải tại một số làng nghề chế biến nông sản

thực phẩm điển hình

Làng nghề

Nguyê

n liệu(tấn/

Sản phẩm(tấn/ngày)

Lượngnước tiêuthụ(m³/tấn

Đặc trưng nước thải

COD BOD5 SS COD BOD5 SS

34 (búntươi)

10 - 12 10451 5600 124 25080 13440 298

4,5-5,0 5300 2400 414 900 615 70

* Ghi chú: Các giá trị về đặc trưng của nước thải và tải lượng là ước tính cho thời điểm sản xuất lớn nhất

Nguồn: Đặng Kim Chi và cs (2011)

b Hiện trạng môi trường làng nghề dệt nhuộm:

Loại hình làng nghề này sử dụng hóa chất, thuốc nhuộm cao, trong đó gần90% lượng hóa chất trên đi vào nước thải Do vậy, ô nhiễm chủ yếu do nước thảisản xuất có hàm lượng hóa chất, thuốc nhuộm cao Giá trị COD trong các côngđoạn tẩy và nhuộm vượt 3-8 lần so với tiêu chuẩn cho phép Nước thải thườngmang tính kiềm (pH = 6,5-9,8) và độ màu vượt TCCP nhiều lần (746 Pt-Co).Bảng 2.3 Ước tính tải lượng ô nhiễm thải ra từ một số làng nghề dệt nhuộm

Nguồn: Đặng Kim Chi và cs (2011)

c Hiện trạng môi trường làng nghề sản xuất vật liệu xây dựng:

Đối với làng nghề sản xuất vật liệu xây dựng, ô nhiễm chủ yếu do sử dụngnhiên liệu là than, củi Khí thải chứa các chất ô nhiễm SO2, NO2, CO, bụi và gây

ô nhiễm nhiệt khu vực lân cận Tại một số làng nghề, hàm lượng SO2 và bụi rấtcao, lên tới 0,75 mg/m3 với SO2 và 2,66 mg/m3 với bụi Tải lượng ô nhiễm dodùng than ở một số làng nghề được thể hiện ở Bảng 2.5

Bảng 2.4 Tải lượng ô nhiễm do sử dụng than ở một số làng nghề sản xuất

iễm(tấnN

/năm)V

d Hiện trạng môi trường làng nghề tái chế:

Hoạt động của các làng nghề tái chế gây ô nhiễm đối với môi trường khí,nước, đất (do chất thải rắn), mức độ gây ô nhiễm nặng nhẹ tùy thuộc vào loại sảnphẩm như tái chế nhựa gây ô nhiễm khí, nước, chất thải rắn; làng nghề tái chếgiấy gây ô nhiễm khí, nước, mùi; làng nghề tái chế kim loại chì, nhôm gây ônhiễm nặng môi trường nước, không khí

Tại làng nghề sản xuất giấy Phong Khê (thành phố Bắc Ninh, tỉnh BắcNinh) nước thải có hàm lượng COD rất cao, vượt TCCP từ 2,1-12 lần, hàmlượng phenol vượt TCCP hơn 10 lần Tại làng nghề giấy Phú Lâm (huyện Tiên

Du, tỉnh Bắc Ninh) hàm lượng BOD5 trong nước thải lên tới 196-403 mg/l, hàmlượng TSS = 78-289 mg/l (Sở TN&MT tỉnh Bắc Ninh, giai đoạn 2011 - 2015).2.1.4 Làng nghề chế biến thực phẩm và áp lực môi trường

Phần lớn các làng nghề chế biến lương thực, thực phẩm của nước ta là cáclàng nghề thủ công truyền thống, theo kết quả điều tra, hiện cả nước có 197 làngnghề chế biến lương thực, thực phẩm, chiếm 13,6% tổng số làng nghề của cảnước, tập trung chủ yếu ở miền Bắc (chiếm 134 làng, 68,02%) (Đặng Kim Chi,2014)

Chế biến lương thực, thực phẩm là một ngành có nhu cầu nước rất lớn vàcũng thải ra môi trường một lượng nước thải rất lớn, giàu chất hữu cơ gây ônhiễm môi trường Tuỳ theo mục đích sử dụng, nước thải chế biến thực phẩm cóthể có BOD5 lên tới 5.000- 12.000 mg/l, COD lên tới 13.000- 20.000 mg/l (nướctách bột đen trong sản xuất tinh bột sắn) Nước thải cống chung của các làngnghề chế biến nông sản thực phẩm trên toàn quốc đều vượt QCVN, TCVN chophép nhiều lần

Không ngoài quy luật trên, nước thải của các làng nghề sản xuất bún bánhđều có BOD vượt QCVN cho phép nhiều lần, hầu hết nước thải có pH thấp, thểhiện chất thải hữu cơ đã bị phân giải yếm khí

Với làng nghề sản xuất chế biến NSTP nói chung, nguồn gây ô nhiễmđiển hình nhất là từ các chất hữu cơ dạng rắn và chất hữu cơ tồn đọng trong nướcthải bị phân hủy yếm khí tạo ra các mùi hôi thối nồng nặc khó chịu

2.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BÚN Ở LÀNG NGHỀ BÚN KHẮC NIỆM

2.2.1 Điều kiện tự nhiên

Khắc Niệm là phường nằm phía Tây Nam thành phố Bắc Ninh, tỉnh BắcNinh, có toạ độ địa lý 21o8’44” vĩ độ Bắc, 106o3’23” kinh độ Đông

- Phía Đông tiếp giáp với phường Hạp Lĩnh, xã Nam Sơn, thành phốBắc Ninh

- Phía Bắc giáp với phường Võ Cường, thành phố Bắc Ninh

- Phía Tây giáp với xã Liên Bão, huyện Tiên Du

- Phía Nam giáp với xã Hiên Vân, huyện Tiên Du

Hình 2.1 Bản đồ hành chính phường Khắc Niệm, TP Bắc Ninh

Phường Khắc Niệm cách thủ đô Hà Nội khoảng 25 km về phía Tây Namvới mạng lưới giao thông đa dạng, thuận tiện cho việc đi lại, tạo ra lợi thế tronghoạt động trao đổi giao lưu buôn bán và tiếp thu kỹ thuật tiến bộ trong phát triểnsản xuất

Tổng diện tích tự nhiên của phường Khắc Niệm là 750 ha, trong đó, diệntích đất nông nghiệp là 462,54 ha, diện tích nuôi trồng thủy sản là 24,94 ha Diệntích đất chuyên dùng 276,05 ha và còn lại là đất mục đích khác và chưa sử dụng.Tổng diện tích canh tác là 805,9 ha, trong đó diện tích lúa chiếm 749 ha, sảnlượng đạt khoảng 5,5 tấn/ha Hệ số sử dụng đất của toàn phường bằng 2,0 lần

Nhìn chung địa hình phường Khắc Niệm thuận lợi cho việc phát triểnmạng lưới giao thông, xây dựng cơ sở hạ tầng, đặc biệt là hệ thống thuỷ lợi đápứng cho việc tưới tiêu, chủ động cho các khu đồng ruộng, tạo ra những chuyêncanh lúa, chất lượng cao và phát triển các cây rau màu và cây công nghiệp, gópphần tăng thu nhập trên một đơn vị diện tích

Theo tài liệu của Sở Tài nguyên và Môi trường Bắc Ninh năm 2012 nềnđất khu vực nghiên cứu trong độ sâu khảo sát được chia thành 3 lớp gồm:

Lớp 1: Bùn rác thải và cỏ rễ thực vật: Bùn đất, lẫn cỏ rễ thực vật, kết cấukém chặt, dạng lỏng Phân bố trên toàn bộ khu vực nghiên cứu, nằm lộ trên bềmặt tự nhiên, đều gặp ở các hố khoan, bề dày từ 0.2  0.3m

Lớp 2: Sét vàng, xám xanh, xám ghi, dẻo mềm Phân bố trên toàn bộ khuvực nghiên cứu, nằm ngay dưới lớp 1, độ sâu gặp lớp từ 0.4 đến 1.5m, bề dày biến đổi từ 1.2 đến 1.3m, độ sâu đáy lớp biến đổi từ 1.2 đến 1.5m

Lớp 3: Sét, nâu vàng loang ghi, nửa cứng Phân bố trên toàn bộ khu vựcnghiên cứu, nằm kề ngay dưới lớp 2, độ sâu gặp lớp 1.6m đến 3.0m, bề dày biếnđổi từ 1.3m - 1.4m, độ sâu đáy lớp trên 3m

2.2.2 Đặc điểm kinh tế, xã hội

Phường Khắc Niệm được thành lập trên cơ sở xã Khắc Niệm theo Nghịquyết số 137/NQ-CP ngày 29/12/2013 của Chính phủ về việc thành lập cácphường Khắc Niệm, Khúc Xuyên và Phong Khê thuộc thành phố Bắc Ninh, tỉnhBắc Ninh

Phường Khắc Niệm, thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh là một nơi cónghề chế biến bún rất phát triển, khá đại diện cho các vùng làng nghề chế biến ởmiền Bắc về hình thức tổ chức sản xuất chế biến, sản xuất nông nghiệp

Dân số phường Khắc Niệm tính đến 2015 là 15.896 người với 2.815 hộ.Phường Khắc Niệm có 7 thôn bao gồm: Thôn Tiền Trong, Thôn Tiền Ngoài,Thôn Mồ, Thôn Đoài, Thôn Sơn, Thôn Đông, Thôn Thượng Trong đó, thôn lớnnhất là thôn Thượng với 3.910 người và 851 hộ gia đình, đây cũng là thôn lớnnhất về diện tích, chia thành 3 khu dân cư tách biệt Thôn Tiền Trong là thôn nhỏnhất với 898 người và 318 hộ gia đình

Trong phường Khắc Niệm hiện có khoảng hơn 700 hộ là làm nghề chếbiến bún bánh và các hộ này chủ yếu tập trung ở 3 thôn trong phường là TiềnTrong, Tiền Ngoài, Mồ

Chăn nuôi của phường phát triển chủ yếu là lợn, trâu bò và gia cầm Hiệntại, toàn phường có 8.100 con lợn, 250 con trâu bò các loại và gần 21.000 con gàvịt Chăn nuôi lợn trong khu vực đặc biệt phát triển do tận dụng được lượng nướcthải từ vo gạo để ngâm bột phục vụ chăn nuôi Số hộ gia đình có quy mô chăn

nuôi 5 - 6 con lợn chiếm tỷ lệ khá lớn, khoảng 400 hộ Như vậy lượng chất thảichăn nuôi mỗi ngày thải ra là tương đối lớn và cũng là bài toán khó đối với giảiquyết ô nhiễm môi trường

Đến năm 2015, phường đã cơ bản hoàn thành chương trình nông thônmới, trong đó có một số tiêu chí về cơ sở hạ tầng, môi trường và nước sạch đangđược đẩy nhanh tiến độ để hoàn thành

Một số hoạt động kinh tế, xã hội chủ yếu trên địa bàn:

+ Sản xuất nông nghiệp: Do có nhiều diễn biến phức tạp về thời tiết nênảnh hưởng nhiều đến sản xuất nông nghiệp của người dân Năng suất lúa đạt 53,3tạ/ha, sản lượng 4.189,3 tấn đều giảm so với năm 2014 Hoạt động chăn nuôi,thủy sản đều giảm so với năm 2014 do các yếu tố về dịch bệnh và suy thoái kinh

tế tác động

+ Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp: Nghề làm bún được duy trì và pháttriển mạnh, cơ khí hóa được đưa vào sản xuất (hiện nay có khoảng 120 máy làmbún) góp phần tăng năng suất Ngoài ra còn một số nghề khác: nghề mộc, nghềthợ nề, thợ xây… Hiện tại với hơn 700 hộ kinh doanh cá thể tạo việc làm chokhoảng 2.000 lao động

+ Hoạt động văn hóa xã hội của phường: hiện tại 6/7 làng đạt làng văn hóa

và khoảng 90% hộ gia đình đạt gia đình văn hóa Hệ thống trường học mầm non,cấp 1, cấp 2 tương đối hoàn thiện về cơ sở vật chất và đội ngũ giáo viên

2.2.3 Công nghệ sản xuất bún truyền thống tại làng bún Khắc Niệm

2.2.3.1 Tình hình sản xuất chung

Nghề làm bún truyền thống ở phường Khắc Niệm, thành phố Bắc Ninh đã

có từ lâu, ban đầu chỉ là một nghề phụ trong những ngày nông nhàn Theo thờigian, nghề làm bún dần khẳng định chỗ đứng, đem lại thu nhập, giải quyết công

ăn, việc làm cho hàng nghìn người dân

Hiện nay, số lượng các cơ sở sản xuất trên địa bàn Khắc Niệm đã lên tớihơn 700 hộ làm nghề sản xuất bún, tập trung ở 3 thôn: Thôn Tiền Trong (366hộ), thôn Tiền Ngoài (218 hộ) và Thôn Mồ (132 hộ)

Tổng sản lượng của làng nghề làm bún Khắc Niệm khoảng 8-10 nghìn tấnbún/ngày

Nhằm nâng cao năng suất, phát triển quy mô kinh doanh, nhiều hộ giađình đã đầu tư máy móc, cải tiến công nghệ sản xuất Tính đến nay, trên địa bànphường đã có 140 hộ sử dụng máy làm bún công suất lớn

Nhằm tạo ra nhiều sản phẩm có chất lượng đáp ứng nhu cầu thị trường và

để bảo tồn, phát triển làng nghề, phường Khắc Niệm đã đa dạng hoá các hìnhthức sản xuất, kinh doanh trong làng Một số hộ đã liên doanh, hợp tác để thànhlập các doanh nghiệp tư nhân để quảng bá thị trường và mở rộng quy mô sảnxuất Toàn phường Khắc Niệm, tổng số hộ tham gia sản xuất bún chiếm khoảng30% tổng số hộ của phường

Hoạt động sản xuất tại làng nghề hầu hết bắt nguồn từ nguồn vốn sẵn cócủa các hộ gia đình Có nhiều bên tham gia mạng lưới tiêu thụ sản phẩm của làngnghề Để đến được tay người tiêu dùng, sản phẩm làng nghề phải qua nhiều khâu.Hoạt động tiêu thụ được chuyên môn hoá theo luồng làm cho khả năng tiêu thụtăng lên, nhưng tạo ra những bất cập là phải trải qua nhiều khâu tiêu thụ làm giatăng sự xa cách giữa người sản xuất và thị trường, mặt khác làm giảm thu nhậpcủa người sản xuất

Sản phẩm từ các hộ gia đình được tiêu thụ chủ yếu bởi những người bán

lẻ, bởi những doanh nghiệp, những cơ sở kinh doanh tại làng nghề, sau đó tiếptục được tiêu thụ bởi các nhà bán buôn trong nước để đến tay người tiêu dùng.Trung bình 1 ngày, tại làng nghề làm bún Khắc Niệm sản xuất được 8-10 tấn bún

để tiêu thụ ra thị trường

2.2.3.2 Quy trình sản xuất bún

Quy trình sản xuất bún tại làng nghề được truyền từ đời này qua đời kháctrong nhiều năm Quy trình cũng đã có những thay đổi cải tiến, tuy nhiên về cơbản như sau (có kèm theo dòng thải):

* Thuyết minh quy trình sản xuất

Nguyên liệu: gạo xát trắng, lá chuối lót bún, nước

Nhiên liệu: than, củi, điện

Công cụ sản xuất: máy xóc gạo, máy đánh bột, máy xay bột, máy vặn bún,thùng, xoong, chậu, rổ

Ngâm bột Nước thải

- Xay nghiền: gạo đã rửa sạch được vớt ra để ráo nước rồi mang xay thành bột nước, trong quá trình xay gạo có bổ sung nước tạo thành dung dịch có hàm lượng bột

40% Giai đoạn này cần sử dụng 0,3 m3 nước để xay 50 kg gạo đã được ngâm.

- Ngâm bột, lọc ép: hỗn hợp dịch bột sau khi xay đem ngâm và cứ 12 tiếngthì chắt nước thay một lần, sau đó gạn nước và nén ép thành bột đặc

- Thấu bột: bột đặc được đưa vào máy nhào, có bổ sung nước sôi và nhào trộn thành hỗn hợp đồng nhất có tỷ lệ bột 20%

- Máy vặn bún: hỗn hợp bột đặc đưa vào máy vặn bún Máy tự động ép tạo sợi, cho sợi bún qua nồi nước sôi

2.3 CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN NAY CỦA LÀNG BÚN2.3.1 Công nghệ xử lý nước thải đang áp dụng tại làng bún Khắc Niệm

Nước thải từ các hộ gia đình

Hệ thống thu gom nước thải (rãnh tiêu nướcthải từng ngõ, mương tiêu cứng của thôn)

Tiêu thoát nước mưa Cụm hố ga, phai điều tiết

Cụm bể lắng

Cụm bể xử lý vách ngăn kỵ khí

Cụm bể lọc kỵ khí

Ao sinh học xử lý háo khí

Hệ thống kênh tiêu chung

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải áp dụng tại làng nghề

bún Khắc Niệm

1 Hố ga và phai điều tiết: Nước thải trước khi chảy vào bể được chảy qua

hố ga để tách các chất rắn vô cơ ra khỏi nước thải (cát, đá, đất…) Phai điều tiết

có nhiệm vụ chắn rác và chặn không cho nước mưa chảy vào bể xử lý trong cáctrường hợp có mưa lớn hoặc sử dụng trong các trường hợp phải bảo dưỡng / sửachữa bể xử lý Hố ga được đặt ngay trên rãnh thoát nước chính trước cửa điều tiếtdòng thải vào bể xử lý

2 Bể lắng (Settler): Chủ yếu làm nhiệm vụ loại bỏ các chất thải rắn cókích thước lớn dễ lắng ra khỏi dòng thải trước khi đi vào các ngăn xử lý phía sau.Dựa trên nguyên tắc cơ bản của bể lắng trong đó cặn lắng sẽ được ổn định bởiquá trình phân hủy yếm khí

3 Bể xử lý vách ngăn kỵ khí: Trong các bể này nước thải được chảyngược từ dưới lên qua lớp bông bùn hoạt tính trong các ngăn bể và các vi sinh vật

kỵ khí trong lớp bùn hoạt tính sử dụng các chất dinh dưỡng trong nước thải đểtăng sinh khối của chúng Quá trình xử lý nước thải sẽ tạo ra bùn cặn và nướcthải khi đi ra khỏi bể đã được làm sạch

4 Bể lọc kỵ khí (AF): Xử lý chất rắn hoà tan và không lắng bằng cách đưachúng tiếp xúc gần với lượng dư bùn hoạt tính và các vi sinh vật bán trên các giáthể lọc

5 Ao sinh học xử lý háo khí: Được thiết kế nhằm giảm thiểu mùi hôi củanước thải sau quá trình phân huỷ kỵ khí, giảm lượng Coliform còn lại trong nướcthải Ngoài ra, bèo (hoặc một số loại thực vật thủy sinh khác) sẽ được thả 1/3diện tích mặt ao nhằm mục đích giảm thiểu lượng Nitrogen và Photphorus cótrong nước thải Nước thải sẽ được thu gom, ổn định tại ao sinh học trước khi đổ

ra nguồn tiếp nhận hoặc sử dụng để tưới cho cây trồng

Hiệu quả xử lý:

Hệ thống xử lý nước thải làng nghề chế biến bún Khắc Niệm đã đi vàohoạt động được hơn 2 năm đóng góp tích cực vào hoạt động bảo vệ môi trườngtrong chương trình xây dựng nông thôn mới

Hiệu quả xử lý nước thải trong giai đoạn đầu-năm 2011 (Bảng 2.5)

Bảng 2.5 Kết quả phân tích nước thải qua từng công đoạn xử lý

H2(

M3

H3(

M4

H4(

M5

H5 H1(%)

16,

171,

85,7

25

85,4

18

28

98,7

20,

115,

82,9

23,5

79,7

16,7

28,7

98

10,0

20,

39,1

11,6

43,1

7,

32,8

79Nguồn: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, 2011

Ghi chú:

M1: Mẫu nước trước khi xử lý H1: Hiệu suất xử lý nước thải sau khi qua HTXL

M2: Mẫu nước sau bể lắng H2: Hiệu suất xử lý nước thải sau bể lắng

M3: Mẫu nước sau bể xử lý có vách ngăn H3: Hiệu suất xử lý nước thải sau bể XT có vách ngăn M4: Mẫu nước sau bể lọc H4: Hiệu suất xử lý nước thải sau bể lọc

M5: Mẫu nước trên kênh tiếp nhận H5: Hiệu suất xử lý nước thải sau hồ sinh học

2.3.2 Cơ sở sinh học của quá trình làm sạch nước thải

Các quá trình vật lý, hóa học như sự sa lắng và sự oxy hóa giữ vai tròquan trọng trong quá trình làm sạch nước thải Tuy nhiên, đóng vai trò quyết địnhtrong làm sạch nước thải vẫn là các quá trình sinh học Tại chỗ nước thải đổ ra,thường tụ tập các loại chim, cá Chúng sử dụng các phế thải từ đồ ăn và rác làmthức ăn Tiếp sau đó là các động vật bậc thấp như ấu trùng của côn trùng, giun vànguyên sinh động vật Chúng sử dụng các hạt thức ăn cực nhỏ làm nguồn dinhdưỡng Song cần phải nhấn mạnh vai trò quyết định của các VSV trong quá trìnhlàm sạch nước thải Cơ chế của quá trình làm sạch nước thải do các VSV baogồm ba giai đoạn sau:

- Các hợp chất hữu cơ tiếp xúc với bề mặt tế bào VSV;

- Quá trình khuyếch tán và hấp thụ các chất ô nhiễm nước qua màng bámthấm vào tế bào VSV;

- Chuyển hóa các chất ô nhiễm trong nội bào để sinh ra năng lượng vàtổng hợp các vật liệu mới cho tế bào VSV

Cả ba giai đoạn này có mối liên hệ rất chặt chẽ với nhau làm nồng độ cácchất gây ô nhiễm trong nước giảm dần

Trong số các nhóm VSV làm sạch nước thải, vi khuẩn có số lượng nhiềunhất và cũng đóng vai trò quan trọng nhất Ngoài ra, cũng có các nhóm VSV

khác như nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn nhưng số lượng ít hơn vi khuẩn Nhữngnhóm này là các VSV dị dưỡng hiếu khí Nhiều loại nấm, kể cả nấm độc có khảnăng phân hủy xenlulozơ, hemixenlulozơ và đặc biệt là lignin Tuy nhiên, vai tròcủa nấm, kế cả nấm nấm mốc, nấm men, cũng như xạ khuẩn trong quá trình xử lýnước thải không quan trọng bằng vi khuẩn.

2.3.3 Cơ chế phân giải tinh bột nhờ vi sinh

vật

Nước thải của các cơ sở sản xuất lương thực, đặc biệt là nước thải từ cáclàng nghề sản xuất bún, bánh phở, miến … có hàm lượng tinh bột cao Tinh bộtbao gồm các mạch amilo và amilopectin Amilo là những chuỗi không phânnhánh bao gồm hàng trăn đơn vị glucoza liên kết với nhau bằng dãy nối 1,4glucozit Amilopectin là các chuỗi phân nhánh, các đơn vị glucoza liên kết vớinhau bằng liên kết 1,4 và 1,6 glucozit Cơ chế quá trình phân giải tinh bột nhờVSV được mô tả như sau:

VSV phân giải tinh bột có khả năng tiết ra môi trường hệ enzyme amylasebao gồm 4 enzyme:

+ α – amylase có khả năng tác động vào bất kỳ một mối liên kết 1,4glucozit nào trong phân tử tinh bột Bởi vậy, α – amylase còn được gọi làendoamylase Dưới tác động của α – amylase, phân tử tinh bột được cắt thànhnhiều đoạn ngắn gọi là sự dịch hóa tinh bột Sản phẩm của sự dịch hóa thường l;àcác đường 3 cacbon gọi là mantotrioza

+ β- amylase chỉ có khả năng cắt đứt mối liên kết 1,4 glucozit ở cuối phân

tử tinh bột, bởi thế còn gọi là exoamylase Sản phẩm của β- amylase thường làđường disaccarit mantoza

+ Amilo 1,6 glucosidaza có khả năng cắt đứt mối liên kết 1,6 glucozit tạinhững chỗ phân nhánh của amilopectin

+ Glucoamylase phân giả tinh bột thành glucoza và các oligosaccarit.Enzyme này có khả năng phân cắt cả hai loại liên kết 1,4 và 1,6 glucozit

Dưới tác động của 4 loại enzyme trên, phân tử tinh bột được phân giảithành đường glucoza

Hình 2.4 Quá trình thủy phân tinh bột của enzyme amylase

VSV có hệ amylase rất phong phú và đa dạng Rất nhiều nhóm VSV ởtrong đất và nước thải như: vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, xạ khuẩn có khả năngsinh amylase

Những vi khuẩn hiếu khí có khả năng sinh amylase cao phần lớn thuộcloài Bacillus subtilis, B lichenifomic, B Circulan chịu nhiệt cao và nhóm vikhuẩn Cytophaga Nhóm vi khuẩn kỵ khí sinh amylase thường gặp là Clochidiumthermosulfurrogens và Thermoanaerobacter, Pyrococceus thuộc vi khuẩn cổ

Các loài nấm mốc sinh amylase thường gặp là Aspergillus niger, A.awamori, Rizopus niveus, Chalara paradoxa, còn nấm men thường gặp loàiCryptococcus spp., Endomycopsis fibulegera, Limomyces spp Xạ khuẩn cũng cómột số chi có khả năng phân hủy tinh bột

Trong các loại VSV kể trên thì các vi khuẩn nhóm Bacillus có khả năngsinh amylase mạnh nhất Một số VSV có khả năng tiết ra môi trường đầy đủ cácloại enzyme trong hệ enzyme amilaze nhưng một số loài khác chỉ có thể tiết ramột hoặc vài enzyme trong hệ đó, các nhóm này cộng tác với nhau trong quátrình phân hủy tinh bột thành đường

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

Địa bàn phường Khắc Niệm, thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh

3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 01/2016-10/2016

3.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Nước thải làng nghề sản xuất bún Khắc Niệm – Thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh

- Các chủng vi sinh vật được phân lập, tuyển chọn từ nước thải làng nghềKhắc Niệm

3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

3.4.1 Khảo sát hiện trạng môi trường nước thải tại làng nghề bún Khắc Niệm3.4.2 Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải tinh bột từ nước thải làng nghề bún Khắc Niệm

3.4.3 Xác định một số đặc tính sinh học và nghiên cứu sự sinh trưởng và khả năng sinh enzyme của chủng vi sinh vật đã tuyển chọn

3.4.4 Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải của chủng vi sinh vật được tuyển chọn

3.5 HÓA CHẤT VÀ MÔI TRƯỜNG

Các dung dịch và đệm:

- Dung dịch đệm Phosphate 0,05 M, pH=7 (K2HPO4, KH2PO4)

- Đệm sodium acetate pH=5, 20 mM (CH3COOH, CH3COONa)

- Đệm Britton pH=4-9 (CH3COOH, H3PO4, H3BO3, NaOH)

- Dung dịch DNS 1%: 1 g DNS, 200 mg phenol tinh thể, 50 mg sodium sulfite, 6 g Rochelle salt, 1 g NaOH trong 100 ml nước

- Dung dịch glucose 0,1%: 100 mg glucose trong 100 ml nước

- Các hóa chất nhuộm: tím gentian, lugol 1X, fucshin, amido black 10B, xanh methylene 6%

Các môi trường (MT) đều được khử trùng ở 121oC, 1atm trong 15 phútgồm:

3.6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.6.1 Phương pháp nghiên cứu hiện trạng môi trường nước thải

3.6.1.1 Phương pháp điều tra thu thập số liệu thứ cấp

- Thu thập số liệu thông tin có sẵn từ các cơ quan, phòng ban chức năng từtrung ương đến địa phương, Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh, Trung tâmQuan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh, Phòng Tài nguyên và Môitrường thành phố Bắc Ninh, UBND phường Khắc Niệm

- Thu thập tài liệu về hiện trạng quản lý Nhà nước về làng nghề tại tỉnhBắc Ninh nói chung và làng nghề sản xuất bún Khắc Niệm nói riêng

- Các văn bản pháp lý liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu

- Kế thừa có chọn lọc những tài liệu điều tra cơ bản và tài liệu nghiêncứu của các nhà khoa học có liên quan đến công tác quản lý, xử lý chất thải tạilàng nghề

3.6.1.2 Phương pháp phỏng vấn người dân bằng phiếu câu hỏi

- Đối tượng được phỏng vấn: người dân hoạt động sản xuất tại làng nghề.Các phiếu điều tra được phát theo phương pháp ngẫu nhiên dựa trên danh sáchcác hộ ở địa phương

- Nội dung phỏng vấn gồm: đánh giá về tình hình sản xuất, tình hình môitrường nước thải và công tác quản lý, ảnh hưởng của nước thải đối với sức khỏecộng đồng

3.6.1.3 Phương pháp họp nhóm

Tiến hành họp nhóm những người có nhiều kinh nghiệm, với số lượng 30người, các thành phần gồm nam giới, nữ giới, người dân có và không sản xuấtbún, cán bộ quản lý môi trường Nội dung thảo luận nhóm nhằm đánh giá điểmmạnh, điểm yếu, cơ hội và thách thức về công tác quản lý môi trường làng nghề(SWOT) Ngoài ra thông qua họp nhóm, thu thập các thông tin liên quan đến sảnxuất và vấn đề môi trường của phường Khắc Niệm Sau khi họp nhóm cần tiếnhành phân tích, tổng hợp các thông tin đã thu được để đánh giá ảnh hưởng củacác công đoạn sản xuất tới môi trường, tác động của môi trường làng nghề tớisức khỏe cộng đồng

3.6.1.4 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa

Phương pháp này được sử dụng phổ biến trong hầu hết các nghiên cứukhoa học, vì nó giúp thị sát tình hình thực tế, có cái nhìn khách quan khi tiếnhành nghiên cứu Đồng thời bổ sung được những nội dung, những thông tin màcác nghiên cứu trên tài liệu có thể chưa phản ánh được hết Ngay cả sau khi đãđưa ra kết quả vẫn cần đến khâu thực địa, khảo sát thực tế để kiểm chứng nhữngkết quả đó Học viên đã tiến hành đi thực địa 4 lần nhằm thu thập các thông tin,lấy mẫu phân tích và phỏng vấn các hộ sản xuất

3.6.1.5 Phương pháp lấy mẫu hiện trường, phân tích phòng thí nghiệm

* Đối với mẫu nước thải: Tiến hành lấy mẫu nước thải trước khi thải ramôi trường của 06 cơ sở sản xuất đại diện Các chỉ tiêu phân tích là: pH, DO,TSS, COD, BOD5, Amoni, Coliform và được so sánh với QCVN40:2011/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải làng nghề

Dựa vào địa hình thực tế ở khu vực khảo sát và hướng các dòng chảynước thải chính để lựa chọn các vị trí lấy mẫu đánh giá, cụ thể như sau:

Bảng 3.1 Vị trí lấy mẫu nước thải tại làng nghề bún Khắc Niệm

TT Vị trí các điểm lấy mẫu Tên mẫu

nguyên và MT Quy định quy trình kỹ thuật quan trắc môi trường nước thải

+ Áp dụng TCVN 6663-1: 2011 về chất lượng nước - phương pháp lấy mẫu(phần hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu nước thải)

+ Thời điểm lấy mẫu được học viên lấy khi cơ sở sản xuất đang hoạt động trong điều kiện bình thường

+ Tần suất lấy mẫu: 01 lần/01 cơ sở sản xuất

+ Cách lấy mẫu được áp dụng theo quy trình thao tác chuẩn (SOP) cách lấy mẫu nước thải của Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh

* Đối với mẫu nước mặt: các chỉ tiêu phân tích là: pH, DO, TSS, COD,BOD5, Amoni, Coliform và được so sánh với QCVN 08:2015/BTNMT - Quychuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt

- Phương pháp lấy mẫu:

+ Theo thông tư số 29/2011/TT-BTNMT ngày 01/8/2011 của Bộ Tài nguyên và MT Quy định quy trình kỹ thuật quan trắc môi trường nước mặt

+ Áp dụng TCVN 6663-1: 2011 về chất lượng nước - phương pháp lấy mẫu(phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu)

+ Thời điểm lấy mẫu được học viên lấy khi các cơ sở sản xuất đang hoạt động bình thường, điều kiện thời tiết trời không mưa, quang mây

+ Tần suất lấy mẫu: 01 lần/01 vị trí

+ Cách lấy mẫu được áp dụng theo quy trình thao tác chuẩn (SOP) cách lấy mẫu nước mặt của Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh

+ Vị trí lấy mẫu nước mặt được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 3.2 Vị trí lấy mẫu nước mặt tại làng nghề bún Khắc Niệm

Hình 3.1 Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước thải, nước mặt

* Thông số phân tích nước và phương pháp thử:

Bảng 3.3 Các thông số phân tích nước và phương pháp thử

TT Thông số Đơn vị Phương pháp thử

10 Hàm lượng tinh bột mg/l Phương pháp hóa học

Trong quá trình quan trắc tuân thủ các yêu cầu QA/QC theo Thông tư21/2012/TT-BTNMT quy định việc bảo đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng trong quan trắc môi trường

Trên cơ sở các kết quả có được từ điều tra, thu thập tài liệu các nguồnkhác nhau, phân tích đánh giá tổng hợp các thông tin thu thập được để đưa ra cácgiải pháp và kết luận

3.6.1.6 Phương pháp phân tích tinh bột

* Dựng đường chuẩn tinh bột

Đối với mẫu tiến hành lấy 2ml mẫu, thêm 6ml HCl 6N, tiến hành tương tựnhư một điểm chuẩn, đo bằng máy DR5000 ta được kết quả hàm lượng tinh bộtcủa mẫu

3.6.2.1 Phân lập, làm thuần và giữ giống vi khuẩn

Pha loãng mẫu: Nước thải được pha loãng với nước cất vô trùng đến nồng

độ cần thiết (10-3-10-8)

Cấy phân lập: Hút 100 µl mẫu nước thải đã pha loãng ở các nồng độ lên đĩa petrichứa môi trường phân lập NA đặc Dùng que cấy trang vô trùng trang đều dịchlên bề mặt thạch Các đĩa sau đó được ủ ở 30oC Sau 2-7 ngày quan sát sự hìnhthành khuẩn lạc của vi khuẩn

Làm thuần: Trên đĩa phân lập, lựa chọn các khuẩn lạc riêng rẽ cấy chuyểnsang đĩa môi trường mới đến khi trên đĩa chỉ còn một loại khuẩn lạc (Saraswathi,2010) thì quan sát và mô tả đặc điểm màu sắc, cấu trúc của khuẩn lạc

Giữ giống trong ống thạch nghiêng: Các chủng vi sinh vật đã được làmthuần, được giữ giống trên môi trường thạch nghiêng bằng cách cấy ria trong ốngnghiệm rồi đem nuôi ở 30oC trong 2-3 ngày Sau đó, các ống giống được bảoquản ở 4oC Các chủng vi khuẩn được cấy chuyển hàng tháng và được hoạt hóatrước khi nhân giống

Giữ giống trong glycerol: Dịch vi khuẩn nuôi lỏng đến đầu pha ổn địnhđược bổ sung khoảng 30% glycerol (v/v) làm lạnh nhanh trong nitơ lỏng và giữ ở-80ºC Việc giữ giống theo cách này có thể giúp bảo quản vi khuẩn trong vài năm

và vi khuẩn cần được hoạt hoá trước khi nhân giống (Lương Đức Phẩm, 2004).3.6.2.2 Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột

- Môi trường: Bổ sung tinh bột tan (0,2 %) vào môi trường thử hoạt tínhkhử trùng ở 121oC trong 20 phút, đổ ra đĩa Pettri

- Lấy vi khuẩn mới hoạt hóa cấy vạch hay cấy chấm lên đĩa thạch Sau 2 –

5 ngày nhỏ thuốc thử lugol lên vết cấy để quan sát khả năng phân giải tinh bột