4. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
5.1.3. CHẤT THẢI RẮN
Nguồn tạp chất cũng như phế phụ phẩm trong quá trình sản xuất cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm. Trong sản xuất tinh bột sắn từ củ tươi, chất thải rắn chủ yếu phát sinh từ các công đoạn rửa củ, bóc vỏ và các công đoạn lọc. Chất thải rắn từ khâu rửa củ bao gồm đất, cát, lớp vỏ lụa và một phần thịt củ bị vỡ do va chạm mạnh hoặc do sắn nguyên liệu bị dập, thối, lượng chất thải này chiếm khoảng 5% sắn nguyên liệu. Trong công đoạn tách bã, phần còn lại là nguồn phát sinh chất thải rắn vô cùng lớn, chiếm khoảng 40% sắn nguyên liệu
bột tại thiết bị xử lý. Thiết bị xử lý được dùng hầu hết các nhà máy chế biến tinh bột sắn là thiết bị lọc túi vải (được bố trí bên ngoài phòng đóng bao thành phẩm). Bụi bột chỉ giới hạn trong phòng đóng bao sản phẩm, nên không ảnh hưởng đến môi trường không khí ở các khu vực lân cận. Bụi bột có khả năng thoát ra môi trường bên ngoài chỉ xảy ra khi có người ra vào phòng. Do đó việc hạn chế ra vào đối với những người không có nhiện vụ cũng là một biện pháp hạn chế ảnh hưởng của nguồn ô nhiễm này.
5.2.1.2 . Đối với ô nhiễm bụi do hoạt động giao thông và khu vực thu mua nguyên vật liệu
Bụi phát sinh do hoạt động của các phương tiện giao thông ra vào nhà máy, bụi từ các khu vực tập trung nguyên liệu và vận chuyển sản phẩm. Do đây là nguồn ô nhiễm phân tán nên thường dùng biện pháp phun nước tại khu vực bãi nguyên liệu và khu vực có hoạt động giao thông để khống chế nguồn ô nhiễm này.
5.2.2. Giảm thiểu ô nhiễm khí thải
Hiện nay hầu hết các nhà máy chế biến tinh bột sắn dùng nhiên liệu dầu FO tạo hơi nóng cấp nhiệt để sấy khô tinh bột. Khí thải từ quá trình đốt dầu phát sinh khí ô nhiễm như bụi, SO2, NO2, ...Tuy nhiên biện pháp giảm thiểu hữu hiệu nhất có thể giảm thiểu ô nhiễm khí độc là thay thế nhiên liệu này bằng các nhiên liệu sạch như gas, năng lượng mặt trời ... Năng lượng này có thể thu hồi từ khí Biogas sinh ra từ quá trình xử lý yếm khí.
5.2.3. Giảm thiểu ô nhiễm mùi từ bãi chứa chất thải rắn và nước thải
+ Bố trí nhà xưởng thoáng, tạo điều kiện thông gió tự nhiên tại các vị trí phát sinh mùi hôi.
+ Giảm thiểu bã thải rắn tồn đọng lâu ngày, thường xuyên dọn vệ sinh mặt bằng.
+ Vấn đề quản lý nội vi được chú trọng, vệ sinh nhà xưởng sạch sẽ, không để nước tù đọng gây ô nhiễm mùi.
+ Hệ thống cống dẫn nước thải phải được khơi thông thường xuyên tránh gây tác nghẽn, công nghệ xử lý nước thải phù hợp
5.3. BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU CHẤT THẢI RẮN VÀ BÃ THẢI
Có thể áp dụng các biện pháp sau để giảm thiểuô nhiễm từ chất thải rắn và bã thải : + Đối với bã sắn có độ ẩm cao từ 80 – 90%, tinh bột chứa 5 – 7% ,11 – 15% chất khô. Thông thường bã sắn được xử lý theo các cách sau:
• Làm phân bón vi sinh • Lên men để sản xuất cồn…
+ Đối với vỏ cùi có hàm lượng tinh bột chiếm từ 5 – 8% nhưng vỏ cùi chứa nhiều độc tố nên hạn chế làm thức ăn gia súc. Vỏ cùi có thể tách riêng ủ làm phân bón. Riêng vỏ lụa, đất, cát nên thiết kế bãi chôn lấp hoặc đốt.
+ Đối với bùn, cặn từ hệ thống xử lý nước thải: Sau khi được làm khô nước lượng bùn cặn này có thể làm phân bón hay đem đi chôn lấp
5.3.1. Các biện pháp áp dụng xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn5.3.1.1. Phân luồng dòng thải 5.3.1.1. Phân luồng dòng thải
Cần phân luồng dòng thải để giảm tải lượng nước thải cần xử lý, giảm thể tích bể cần xử lý. Việc phân luồng dòng thải trước khi xử lý sẽ tiết kiệm được chi phí đầu tư xây dựng, giảm diện tích mặt bằng cần thiết cũng như chi phí vận hành sau này.
Nước thải trong nhà máy chế biến tinh bột sắn có hai nguồn chính là nước thải rửa củ và nước thải trong quá trình tinh chế bột, ngoài ra còn có một lượng nước thải trong quá trình rửa sàn nhà, phòng thí nghiệm, nước thải sinh hoạt của nhà máy. Vì vậy, có thể phân luồng như sau:
+ Dòng nước thải ít ô nhiễm: Nước thải thu được trong quá trình rửa sắn củ tươi chứa chủ yếu là đất, cát và một lượng nhỏ sắn bị vỡ do va đập trong quá trình rửa củ. Lượng nước này do có độ ô nhiễm không cao nên được xử lý chủ yếu bằng cơ học: lắng lọc để tách đất, cát và vỏ sắn. Nước sau xử lý được quay trở lại cùng với nước sạch để rửa sắn nguyên liệu. Phần các tạp chất còn lại được đưa đi chôn lấp.
+ Dòng nước thải ô nhiễm vừa: Nước rửa nhà sàn, thiết bị, nước thải từ phòng thí nghiệm, từ sinh hoạt của cán bộ công nhân viên...
+ Dòng nước thải ô nhiễm nặng: Nước thải trong quá trình sàng lọc và trích ly chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, hàm lượng cặn lơ lửng lớn, pH thấp, nước thải sản xuất tinh bột sắn còn chứa các chất khó hoặc chậm chuyển hoá như: Dịch bào, xơ sắn,
Bao gồm các quá trình xử lý sơ bộ, lắng, lọc. Phương pháp này thường được sử dụng trong giai đoạn tiền xử lý nhằm tách các vật nổi có kích thước lớn, tách các tạp chất lắng ra khỏi nước thải để đảm bảo cho bơm, đường ống, hoạt động hiệu quả không bị tắc đồng thời giảm tải lượng ô nhiễm.
+ Đối với nước thải rữa củ tinh bột sắn có chứa nhiều đất, cát, sạn, vỏ... Ta có thể áp dụng phương pháp lắng lọc cơ học để xử lý nước thải này trước khi đưa đến các công trình xử lý tiếp theo. Những tạp chất này có kích thước tương đối lớn, dễ dàng tách ra khỏi nước thải, Phần cặn lơ lửng có kích thước nhỏ hơn được tách nhờ lọc. Như vậy ta có thể sử dụng bể lắng cát để xử lý nước thải rửa củ.
+ Đối với nước thải tinh chế bột: nước thải này có hàm lượng tinh bột và zenluloza lớn, nước thải này cũng cần lắng để tách cặn thô trước khi xử lý sơ cấp. Nước sau khi lắng có hàm lượng SS, TS giảm, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý tiếp theo. Cặn lắng chứa xơ mịn và tinh bột có thể tận dụng làm thức ăn gia súc hoặc làm phân bón.
b. Xử lý hoá lý
Dựa trên quá trình đông tụ và keo tụ, tuyển nổi, trao đổi ion, tách bằng màng, điện hoá. Các phương pháp hoá lý thường được ứng dụng để tách các chất ô nhiễm ở dạng keo, hoà tan, chất hoạt động bề mặt hay kim loại nặng trong nước thải. Trong đó keo tụ là phương pháp đơn giản, xử lý hiệu quả nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng lớn, nên đối với nước thải trích ly của nhà máy chế biến tinh bột sắn được áp dụng xử lý. Tác nhân keo tụ là các chất có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp. Ta thường dùng polymer hữu cơ (PAA) vì chất này khá phổ biến và rẻ tiền, dễ sử dụng đặc biệt là không gây ô nhiễm thứ cấp, dễ dàng tự hủy trong thời gian ngắn. Sau khi keo tụ tạo thành các bông có kích thước lớn nên dễ dàng tách nhờ quá trình lắng
c. Phương pháp sinh học
Là phương pháp sử dụng các vi sinh vật để phân giải các chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao. Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào, đồng thời để khai thác năng lượng cho quá trình sống. Nhờ hoạt động sống của vi sinh vật, các chất ô nhiễm được chuyển hoá và nước thải được làm sạch
Ưu điểm của phương pháp: + Khá đơn giản, rẻ tiền
+ Ngoài ra còn thu Biogas trong quá trình phân huỷ sinh học làm nhiên liệu khí đốt. Phương pháp sinh học được chia làm hai phương pháp: xử lý sinh học yếm khí và xử lý sinh học hiếu khí.
d. Phương pháp xử lý hiếu khí:
Là phương pháp sử dụng vi sinh vật để oxy hoá các hợp chất hữu cơ có trong nước thải. Thông thường phương pháp này chỉ áp dụng cho nước thải có hàm lượng BOD thấp (BOD < 1500mg/l)
Ưu điểm:
+ Tốc độ oxy hoá nhanh.
+ Thời gian lưu trong hệ thống ngắn. + Không gây mùi như xử lý yếm khí. Nhược điểm:
+ Tốn năng lượng cho sục khí.
+ Chỉ xử lý nước thải có hàm lượng ô nhiễm thấp. + Sau xử lý sinh ra lượng bùn lớn.
Trong các phương pháp xử lý hiếu khí như: lọc sinh học, Aeroten, hồ hiếu khí, ...Sử dụng hệ thống Aeroten là có hiệu quả và phổ biến nhất.
e. Phương pháp xử lý yếm khí
Chủ yếu là sử dụng các hồ sinh học để xử lý Nước thải trong các hồ được làm sạch nhờ các quá trình phân huỷ tự nhiên của các vi sinh vật yếm khí và tùy tiện. Các hồ có độ sâu khoảng 3m, nước thải sau khi xử lý được qua hồ đối chứng rồi thải ra nguồn tiếp nhận.
+ Ưu điểm:
Diện tích xây dựng lớn; Hiệu quả xử lý không cao do phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên; Thời gian lưu nước trong các hồ kéo dài (30 – 60 ngày) nên nước thải và bùn tích tụ trong các hồ lâu ngày gây mùi hôi thối, ảnh hưởng đến môi trường không khí. Đây là phương pháp sử dụng vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ có trong nước thải. Sản phẩm phân giải hoàn toàn các hợp chất hữu cơ của quá trình xử lý yếm khí là khí sinh học(Biogas), chủ yếu là CH4 và CO2 có thể làm khí đốt. Thông thường phương pháp này chỉ áp dụng cho nước thải có hàm lượng ô nhiễm cao (BOD > 1800mg/l; SS ≥ 3000mg/l).
Cơ chế của quá trình xử lý yếm khí: quá trình phân giải yếm khí các hợp chất hữu cơ thường xãy theo 4 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: thủy phân các hợp chất hữu cơ có phân tử lượng lớn như protein, gluxit, lipit...bị phân hủy dưới tác dụng của các. Enzim hydrolaza của vi sinh vật thành các chất hữu cơ phân tử lượng nhỏ như đường đơn, axit ammin...
Giai đoạn 2: lên men các axit hữu cơ. Các sản phẩm thủy phân sẽ được các vi sinh vật hấp thụ và chuyển hóa trong điều kiện yếm khí, sản phẩm phân giải là các acid hữu cơ phân tử lượng nhỏ như acid propionic, acid butyric, acid lactic, các chất trung tính như rượu, andehyt, axeton. Thành phần của các sản phẩm trong giai đoạn lên men phụ thuộc vào bản chất các chất ô nhiễm, tác nhân sinh học và điều kiện môi trường. Ngoài ra trong giai đoạn này các acid ammin hình thành do thủy phân protein cũng được khử ammin, một phần gốc ammin được các vi sinh vật sử dụng cho quá trình sinh trưởng và phát triển, một phần được khử.
+ Giai đoạn 3: giai đoạn lên men tạo acid axetic. Các sản phẩm lên men phân tử lượng lớn như axit béo, axit lactic... sẽ được chuyển hóa đến axit axetic.
CH3-CHOH-COOH 2CH3-CH2-COOH + CH3-COOH + CO2 + H2O +Giai đoạn 4: giai đoạn metan hóa.
4CH3-CH2-COOH + 2H2O 7CH4 + 5CO2 2CH3-(CH2)2-COOH + 2H2O 5CH4 + 3CO2
CH4 cũng có thể được hình thành do decacboxy các chất trung tính 2C2H5OH 3CH4 + CO2
CH3-CO-CH3 + H2O 2CH4 + CO2
• Sự hình thành CH4 theo cơ chế khử CO2, Hydro được hình thành do quá trình lên men axit hữu cơ, trong điều kiện yếm khí sẽ được các vi khuẩn Methanogene sử dụng như là chất nhượng hydro để khử CO2. Quá trình khử có thể bằng hydro phân tử hoặc bằng oxi hóa khử.
Xử lý nước thải bằng phương pháp yếm khí có rất nhiều ưu điểm:
+ Có thể xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ rất cao và có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ có phân tử lượng lớn, cấu trúc phức tạp mà các phương pháp khác hầu như không xử lý được.
+ Chi phí năng lượng cho xử lý thấp. + Lượng bùn tạo ra nhỏ.
+ Sản phẩm phân giải hoàn toàn các hợp chất hữu cơ trong quá trình xử lý là khí sinh học (biogas), thành phần chủ yếu là CH4, CO2.
Tuy nhiên cũng có một số nhược điểm
+ Thời gian lưu nước thải lâu, nên chi phí cho xây dựng lớn. + Thời gian ổn định công nghệ dài.
+ Quy trình vận hành khá phức tạp.
+ Hiệu quả xử lý thường chỉ đạt 75 – 90%. + Bùn có mùi đặc trưng.
Nước thải tinh chế bột sắn có hàm lượng ô nhiễm rất cao, hàm lượng cặn lơ lửng lớn. Với đặc trưng của nước thải như vậy nên sử dụng phương pháp yếm khí để xử lý. Tuy nhiên dòng thải sau khi xử lý yếm khí cần được xử lý tiếp bằng phương pháp hiếu khí... để đạt TCCP trước khi ra nguồn tiếp nhận.
PHỤ LỤC Xây dựng bảng SWOT
Nhân tố ảnh hưởng:" CUNG CẤP NGUYÊN LIỆU"
SWOT Khả năng cung cấp nguyên liệu Mức đánh giá Điểm Mặt
mạnh
khối lượng cung cấp cho công nghiệp chế biến lớn với chất lượng tốt, khả năng cung cấp nguyên liệu lâu dài. Vùng trồng sắn có truyền thống. Điều kiện giao thông tốt
rất thuận lợi 4
Mặt yếu
không
Cơ hội tương lai sẽ trở thành vùng chuyên canh lớn
Nhân tố ảnh hưởng:" CUNG CẤP NGUYÊN LIỆU"
SWOT Giá nguyên vật liệu Mức đánh giá Điểm
Mặt mạnh
khối lượng cung cấp cho công nghiệp chế biến lớn với chất lượng tốt, khả năng cung cấp nguyên liệu lâu dài. Vùng trồng sắn có truyền thống. Điều kiện giao thông tốt
thuận lợi 3
Mặt yếu
nguồn nguyên liệu bị các thương lái Trung Quốc mua phá giá
Cơ hội vùng nguyên liệu có tiềm năng phát triển
Nhân tố ảnh hưởng:" CUNG CẤP NGUYÊN LIỆU"
SWOT Khả năng cung cấp nguyên liệu Mức đánh giá Điểm
Mặt mạnh
khối lượng nguyên liệu cung cấp lớn, chất lượng phù hợp
ít thuận lợi 2
Mặt yếu
điều kiện vận chuyển nguyên liệu trong khu vực còn thấp, các vùng cung cấp nguyên liệu còn ít,điều kiện vận chuyển tương đối
Cơ hội chưa rõ
Nhân tố ảnh hưởng:" CUNG CẤP NGUYÊN LIỆU"
SWOT Khả năng cung cấp nguyên liệu Mức đánh giá Điểm
Mặt mạnh
khối lượng nguyên liệu sắn đủ để cung cấp, đạc yêu cầu
không thuận lợi 1
Mặt yếu
các vùng trồng sắn phân bố rải rác. Điều kiện vận chuyển trong khu vực nguyên liệu thấp
Cơ hội chưa rõ
Đe dọa sự phát triển của các cơ sỡ thu mua nguyên liệu chưa mạnh, bảo quản nguyên liệu còn yếu, bị các thương lái Trung Quốc ép giá
Nhân tố ảnh hưởng:" TIÊU THỤ SẢN PHẨM"
SWOT Vị trí trong thị trường Mức đánh giá Điểm
Mặt mạnh
thị trường tiêu thụ rộng lớn, giao thông thuận tiện cho việc vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ
rất thuận lợi 4
Mặt yếu không
Cơ hội tương lai sẽ mở rộng thị trường ra toàn thế giới
Nhân tố ảnh hưởng:" TIÊU THỤ SẢN PHẨM"
SWOT Đặc điểm thị trường Mức đánh giá Điểm
Mặt mạnh
thị trường tiêu thụ rộng lớn, giao thông thuận tiện cho việc vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ
thuận lợi 3
Mặt yếu thị trường tiêu thụ hạn chế phụ thuộc nhiều vào thị trường trung quốc
Cơ hội tương lai mỡ rộng ra nhiều thị trường có tiềm năng
Nhân tố ảnh hưởng:" TIÊU THỤ SẢN PHẨM"
SWOT Đặc điểm thị trường Mức đánh giá Điểm
Mặt mạnh
thị trương tiêu thụ lớn, giao thông tương đối tốt để vận chuyễn nguyên liệu tới nơi tiêu thu sản phẩm
ít thuận lợi 2
Mặt yếu
chịu sức ép của thị trường trong và ngoài nước