Bảng 1 .1 Cơ cấu và tỷ lệ sử dụng đất của xã Bình Phú
Bảng 1.2 Định mức tiêu thụ nguyên liệu
STT Nguyên nhiên liệu
1 Nước dừa
2 Men giống
3 Đường saccaro
4 Sunfat amon (SA)
5 Acid acetic
6 DiAmonPhotphat (DAP)
7 Nước
Nguồn: Bộ Công thương và Bộ Giáo dục và Đào Tạo, (2011) – Tài liệu hướng
dẫn sản xuất sạch hơn
Nước dừa
Nước dừa là nguyên liệu chính dùng để chế biến thạch dừa. Trung bình một quả dừa có chứa 300 ml nước, chiếm 25% trọng lượng trái dừa. Nước dừa già được
thu nhận ở các nhà máy sản xuất cơm dừa nạo sấy. Thành phần gồm: đường, protein, dầu béo, khống, vitamin... hồ tan và một số tạp chất khác.
Bảng 1. 3. Thành phần hố học của nước dừa có trong 1 trái dừa STT 1 Chất khô 2 Đường tổng số 3 Tro 4 K 5 Na 6 Ca 7 Mg 8 Fe 9 Cu 10 P 11 S 12 Protein 13 Dầu béo 14 Tỉ trọng
Nguồn: Bộ Công thương và Bộ Giáo dục và Đào Tạo, (2011) – Tài liệu hướng dẫn
Bảng 1. 4. Các vitamin có trong nước dừa STT 1 Acid ascorbic 2 Penthothennic 3 Acid nicotinic 4 Acid folic 5 Riboflavin
Nguồn: Bộ Công thương và Bộ Giáo dục và Đào Tạo, (2011) – Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn
Bảng 1. 5. Các acid amin có trong nước dừa
STT Acid amin 1 Acid glutamic 2 Arginine 3 Leucine 4 Lysine 5 Proline 6 Aspartic 7 Tyrosine 8 Alamine 9 Histidine 10 Phenyl alanin 11 Senine 12 Cystein
Nguồn: Bộ Công thương và Bộ Giáo dục và Đào Tạo, (2011) – Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn
Men giống
Men giống d ng cho quá trình lên men sản xuất thạch dừa là vi khuẩn Acetobacter xylinum. Men giống phục vụ cho sản xuất được cung cấp bởi các đơn vị có chun mơn sâu về vi sinh như các viện nghiên cứu, trung tâm ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ... Chủng Acetobacter xylinum có nguồn gốc từ Philipine và thuộc nhóm vi khuẩn acetic.. Acetobacter xylinum là loại vi khuẩn dài khoảng 2μm, đứng riêng lẽ ho c xếp thành chu i, có khả năng tạo váng hemicellulose khá dày.
Acetobacter xylinum sinh trưởng ở điều kiện pH < 5, nhiệt độ khoảng 28 – 32oC và có thể tích luỹ .5% acid acetic. Acid acetic là sản phẩm sinh ra trong quá
trình hoạt động của vi khuẩn, nhưng khi chúng vượt quá mức cho phép, chúng sẽ quay ngược trở lại làm ức chế hoạt động của vi khuẩn.
Acetobacter xylinum hấp thụ đường glucose từ môi trường và kết hợp với acid béo tạo thành một tiền chất nằm trên màng tế bào. Kế đó nó được thốt ra ngồi tế bào cùng với một enzyme. Enzyme này có thể polyme hố glucose thành cellulose.
Acetobacter xylinum tạo nên lớp cellulose dày là do mơi trường nước dừa có bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết. Cellulose là những polisaccharide không tan trong nước mà tan trong môi trường kiềm. Đó cũng là thành phần chính của màng tế bào thực vật. Polysaccharide của vi sinh vật thường được tích tụ đáng kể trong các mơi trường lỏng. Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các oligo và polysaccharide. Lượng các oligo và các polysaccharide nội bào có thể đạt tới 60% trọng lượng khơ của tế bào.
Tất cả các oligo và polysaccharide được tổng hợp bằng cách kéo dài chuoi saccharide có trước nhờ vào việc thêm vào đơn vị monosaccharide. Đơn vị monosaccharide được thêm vào tham gia phản ứng ở dạng nucleotide, monosaccharide được hoạt hoá thường là dẫn xuất của các uridin diphosphat (UDP-
X) nhưng đôi khi cũng với các nucleotide, purin và các pirimidin khác. Sự tổng hợp diễn ra theo các phản ứng sau:
…X-X-X-X- + UDP-X = …X-X-X-X-X + UDP
n nhánh (n+1) nhánh
Cơ chế quá trình sinh tổng hợp diễn ra theo sự tổng hợp các loại polysaccharide phân nhánh hiện chưa rõ. Người ta cho rằng thứ tự các gốc đường và tính đ c trưng tham gia của chúng vào chuoi polysaccharide phụ thuộc vào các enzyme ransferase. Acetobacter xylinum sống thích hợp ở nhiệt độ 28-32oC. Ở nhiệt độ này q trình hình thành các sản phẩm trong đó có thạch dừa là tốt nhất.
Nước
Nước được sử dụng ở một số cơng đoạn trong q trình sản xuất thạch dừa: rửa sản phẩm thạch thô, rửa thạch trước khi cắt, sau khi ngâm tẩy sô đa, vệ sinh nhà
xưởng, các thiết bị sản xuất... Mức tiêu thụ nước phụ thuộc vào hệ thống thiết bị, phương thức quản lý và vận hành của moi cơ sở chế biến.
Hiện nay ở Việt Nam, lượng nước trung bình sử dụng cho 1 tấn sản phẩm thạch thô là 6 m3/tấn sản phẩm thạch thô, với sản phẩm thạch thương phẩm là 10 m3/tấn (không bao gồm nước của q trình sản xuất thạch thơ). Ngun nhân sử dụng nhiều nước chủ yếu là do:
- Ý thức công nhân về các vấn đề tiết kiệm nước là rất kém.
- Các nhà sản xuất đa phần là các hộ sản xuất thủ công ho c các công ty tư nhân nhỏ lẻ, chưa ý thức được giá trị nguồn nước và tác động của nước thải đến môi trường.
- Các cơ sở chế biến thạch dừa chưa có cơ hội tiếp cận được với các giải pháp sản xuất sạch hơn.
1.3.2.2. Nhu cầu năng lượng
Năng lượng dùng trong quá trình chế biến thạch dừa được sử dụng từ củi và điện. Củi dùng chủ yếu để nấu nguyên liệu làm thạch gồm nước dừa, Sunfat Amon (SA), DiAmonPhotphat (DAP), đường cát và nước, hon hợp dung dịch này sẽ được đun sôi khoảng 10-15 phút để tiêu diệt vi sinh và vớt sạch bọt bằng tay. Điện dùng trong hoạt động thắp sáng, máy bơm nước. Nhu cầu tiêu thụ năng lượng được thể hiện ở Bảng sau:
Bảng 1. 6. Định mức tiêu thụ năng lượng
STT Năng lượng
1 Điện
2 Củi
1.3.2.3. Các vấn đề mơi trường có liên quan
Làng nghề có vai trị của quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội địa phương như tạo việc làm cho người lao động và giảm thời gian nông nhà nông thôn; tăng thu nhập và cải thiện đời sống cho người lao động; khai thác các nguồn lực nhà roi và nguyên vật liệu tại địa phương; bảo tồn các giá trị văn hóa ở địa phương và phát triển du lịch; tăng giá trị sản xuất hàng hóa và kim ngạch xuất khẩu; thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu kinh tế và q trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa ở nơng thơn.
Tuy nhiên hiện nay, làng nghề phát triển mạnh, nhưng cơ bản vẫn mang tính tự phát, nhỏ lẻ; thiết bị thủ công, đơn giản; công nghệ lạc hậu, m t bằng sản xuất nhỏ hẹp cộng thêm ý thức người dân làng nghề trong việc bảo vệ môi trường sinh thái và bảo vệ sức khoẻ con người cịn hạn chế. Chính những yếu tố nêu trên đã tạo sức ép không nhỏ đến chất lượng môi trường sống của làng nghề và cộng đồng xung quanh.
1.3.2.3.1. Nước thải
Nước thải sinh hoạt: phát sinh từ hoạt động vệ sinh của công nhân viên tại cơ
sở. Các c n bã, chất hữu cơ dễ phân huỷ là những thành phần chủ yếu của nước thải sinh hoạt. Thông thường nước thải sinh hoạt được thu gom dẫn về hệ thống xử lý nước thải riêng bằng bể tự hoại.
Nước thải sản xuất: phát sinh từ công đoạn tách và ép sản phẩm thạch dừa
3m3/mẻ (một mẻ là 6m3 nước dừa). Nước thải có thành phần ơ nhiễm chủ yếu là BOD, COD, SS và pH thấp …Các cơ sở sản xuất thạch dừa thường chưa có hệ thống xử lý nước thải hay bất kỳ một thao tác xử lý nào đối với nước thải trước khi xả ra mơi trường. Kết quả phân tích của một cơ sở sản xuất được trình bày trong bảng 1.7 dưới đây.
Bảng 1. 7. Tính chất nước thải tại cơng đoạn tách và ép sản phẩm thạch dừa
STT Chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng Kết quả QCVN 40:2011/BTNMT
STT Chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng
1 pH
2 Nhu cầu oxy sinh học BOD5 (mgO2/l)
3 Nhu cầu oxy hoá học COD (mgO2/l)
4 Tổng SS (mg/l) 5 Tổng NKj(mg/l)
6 Tổng Phospho Ptc (mg/l)
Nguồn: Bộ Công thương và Bộ Giáo dục và Đào Tạo, (2011) – Tài liệu hướng
dẫn sản xuất sạch hơn
Kết quả này cho thấy chất lượng nước thải tại cơ sở có hàm lượng chất ơ nhiễm rất cao, khó xử lý. Tuy nhiên nếu xem xét dưới góc độ khác thì đây có thể xem là một nguồn ngun liệu có giá trị sử dụng vì có các chất sinh dưỡng hàm lượng cao (tổng Nitơ), có chứa một lượng đường cịn sót lại trong q trình lên men và có độ pH thấp nên có thể tái sử dụng nguồn thải này một cách hợp lý sẽ giảm nguồn nguyên liệu cần cung cấp mới và giảm tải lượng ô nhiễm môi trường đáng kể.
Ngồi ra, nước thải cịn chiếm một lượng lớn từ quá trình vệ sinh dụng cụ, các nồi nấu và nhà xưởng, lưu lượng thải ước tính khoảng 30m3/mẻ (một mẻ 6m3 nước dừa) với các thành phần chủ yếu là: BOD COD, SS, Chlorine dư, chất tẩy rửa… tuy nhiên mức độ ô nhiễm tương đối thấp.
Nguồn ô nhiễm khơng khí chủ yếu trong cơ sở thạch dừa là khó thải lị nấu nước dừa. Nhiên liệu nầu thường sử dụng là gáo dừa. Thành phần khí thải chủ yếu là bụi, CO, SO2, NOx. Một cơ sở sản xuất thạch dừa sử dụng gáo dừa làm nhiên liệu
với lượng khoảng 4200 kg/tháng thì tải lượng ơ nhiễm vào mơi trường ước tính như sau:
Bảng 1. 8. Tính tốn tải lượng ơ nhiễm khơng khí do đốt gáo dừa
STT Chất gây ô nhiễm
1 Bụi
2 CO
3 NOx
4 Hydrocarbon
1 Nguồn: Bộ Công thương và Bộ Giáo dục và Đào Tạo, (2011) – Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn
1.3.2.3.3. Chất thải rắn
Rác thải sinh hoạt: gồm rác thải từ nhà ăn. Ở các cơ sở nhỏ khoảng 10-20 lao động/cơ sở thì lượng rác thải phát sinh không đáng kể.
Chất thải rắn sản xuất thông thường: chủ yếu phát sinh từ các nguồn thải do thải bỏ giấy báo bọc khay thạch dừa trong quá trình lên men và thạch giống sau khi châm giống. Hầu hết các loại chất thải sản xuất của các cơ sở này đều được thu gom bán cho các nhu cầu khác.
Các loại chất thải rắn khác không tận dụng được và chất thải sinh hoạt được thu gom và xử lý moi ngày bởi cơng ty Mơi trường cơng ích trong khu vực.
Chất thải rắn nguy hại: trong q trình sản xuất khơng phát sinh chất thải rắn nguy hại.
1.4. Một số mơ hình khép kín theo kiểu kỹ thuật sinh thái1.4.1. Mơ hình VAC và các dạng cải tiến 1.4.1. Mơ hình VAC và các dạng cải tiến
Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã và đang triển khai áp dụng rộng rãi mơ hình VAC, VACB và VACR ở Việt Nam. Đây là mơ hình khái qt của hệ sinh thái với chu trình khép kín trong sản xuất nơng nghiệp ở nơng thôn Việt Nam
mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người dân và cũng đã giúp giảm thiểu ô nhiễm mơi trường đáng kể. Trong mơ hình này thì chất thải của khâu này sẽ được tận dụng làm nguyên liệu cho khâu khác. Tuy nhiên mơ hình chỉ mới hướng tới giảm một phần ô nhiễm, chưa xử lý đạt các tiêu chuẩn hiện hành và địi hỏi diện tích lớn. Các mơ hình này hiện nay được áp dụng rộng rãi khơng chỉ tại Việt Nam mà cịn ở các nước như Indonesia, Sri lanka [14].
Trên nền tảng mơ hình VAC, một số mơ hình khác cũng được phát triển đó là:
- Mơ hình khơng có điều kiện tiếp cận với nguồn nước m t, gồm có các thành phần: Vườn + Chuồng + Ruộng + Rẫy (mơ hình VCRR). Thành phần Vườn là cấu thành ln ln có m t trong mơ hình nơng nghiệp của các nông hộ. Các thành phần Chuồng, Ruộng và Rẫy có thể khơng có trong một số hộ.
Mơ hình có điều kiện tiếp cận với nguồn nước m t, gồm các thành phần: Vườn
+ Ao + Chuồng + Ruộng + Rẫy (mơ hình VACRR). Thành phần Vườn và Ao là cấu thành ln ln có m t trong mơ hình nơng nghiệp của các nơng hộ. Các thành phần Chuồng, Ruộng và Rẫy có thể khơng có trong một số hộ.
Mơ hình Ni heo – Biogas – Cây ăn trái. Đ c trưng của mơ hình ở hình trên này là: Chăn ni heo, sản xuất biogas kết hợp với trồng cây ăn trái ho c các loại cây trồng khác (cà phê, hồ tiêu, khoai mì, rau, củ,…); ni cá và các hình thức sản xuất khác. Cốt lõi của mơ hình này là hầm ủ tạo khí biogas. Các chất thải của con người và đàn heo được chuyển đổi thành biogas để sử dụng trong sinh hoạt. Phần cịn lại của q trình sản xuất biogas (sinh khối – như là phân hữu cơ) có thể được sử dụng để trồng cây ăn trái, cây cơng nghiệp, trồng rau, ni cá.
Mơ hình 4 trong 1. Đ c trưng của mơ hình này như là: Kết hợp trồng rau sạch, chăn nuôi heo và xây hầm ủ tạo khí biogas trong một nhà kính sử dụng năng lượng m t trời (solar greenhouse). Nhà kính duy trì nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cho sự phát triển của đàn heo, rau sạch, và gia tăng tốc độ sinh khí biogas; và đàn heo có thể làm tăng nhiệt độ trong nhà kính. Hơi thở của đàn heo và việc đốt biogas cung cấp khí CO2 cho rau xanh, có thể tăng sản lượng lá rau lên 30%. Nhìn chung, một
hộ gia đình có thể ni 10 con heo, trồng 150 m2 rau xanh, và sản xuất được 300 m3 biogas moi năm [14].
1.4.2. Mơ hình làng nghề sinh thái
Mơ hình làng nghề sinh thái là do nhóm tác giả của Đại học Văn Lang đề xuất cho nghề sản xuất tinh bột khoai mì. Tuy nhiên mơ hình này đề xuất cho cả làng nghề chứ không phải quy mơ hộ gia đình. Các dịng vật chất được trao đổi cả bên trong và bên ngồi làng nghề. Trong mơ hình này chất thải rắn được dùng làm thức ăn gia súc và ủ phân compost, nước thải sản xuất sau khi xử lý được dùng để tưới tiêu cho các diện tích trồng sắn và dùng để ni cá [14].
1.4.3. Mơ hình thị trấn sinh khối
Mơ hình này được phát triển mạnh mẽ ở Nhật. Hiện nay mơ hình này đã được nghiên cứu thí điểm tại Việt Nam, do nhóm nghiên cứu của Đại học Bách khoa hợp tác với nhóm nghiên cứu của Nhật thực hiện, mơ hình này tận dụng chất thải nơng nghiệp, chăn ni để sản xuất khí sinh học phục vụ cho q trình sinh hoạt và sản xuất xăng sinh học. C n từ các quá trình này sẽ được sử dụng làm phân bón cho cây trồng. Nhìn chung mơ hình sản xuất theo hướng sinh thái khép kín hiện có đã góp phần giảm thiểu ơ nhiễm tuy nhiên chỉ những dịng vật chất nổi bật mới được tận dụng vì vậy chưa mang tính tổng thể nên lợi ích về kinh tế và mơi trường khơng cao. Các mơ hình trên chỉ giảm thiểu ô nhiễm chứ không xử lý triệt để và chỉ phù hợp với sản xuất nơng nghiệp, nơng thơn. Trong khi đó các hộ làm nghề sản xuất tiểu thủ công nghiệp bị chi phối mạnh bởi các tiêu chuẩn mơi trường, do vậy cần phải có mơ hình tổng thể phù hợp để giải quyết được các vấn đề mơi trường phát sinh của các hộ làm nghề [14].
1.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước 1.5.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong các nghiên cứu về làng nghề, vấn đề môi trường đang được nhiều tác giả quan tâm, thực tế thì vấn đề này đang gây nhiều bức xúc và nan giải đối với kinh tế xã hội nói chung:
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và thiệt bị để xử lý chất thải trong các vùng chế biến nông sản của Nguyễn Thế Truyền (2003) đã đưa ra thành phần tính chất nước thải và các tiêu chọn lựa công nghệ xử lý xử lý nước thải phù hợp cho làng nghề chế biến tinh bột, nấu rượu và nước thải chế biến thủy sản.
Cuốn sách “Làng nghề Việt Nam và môi trường” của Đ ng Kim Chi và cộng sự (2005) trong đã nêu tổng quát nhất về vấn đề làng nghề và thực trạng ô nhiễm môi trường các làng nghề hiện nay. Tác giả đã nêu rõ từ lịch sử phát triển, phân loại, các đ c điểm cơ bản làng nghề cũng như hiện trạng kinh tế, xã hội của các làng nghề