3.2.1. Các chất thải trong sản xuất tinh bột
3.2.1.1.Chất thải rắn
Chất thải rắn trong sản xuất tinh bột gồm vỏ và bã của sắn củ, dong củ có lẫn cả các tạp chất cát, sạn. Bã dong và sắn chứa chủ yếu là xơ (xenlulo) và một lượng nhỏ tinh bột. Vỏ lụa của sắn chủ yếu chứa pectin, tinh bột và xơ. Các chất thải rắn phát sinh chủ yếu từ công đoạn rửa củ, bóc vỏ và tách bã.
Khối lượng chất thải rắn phát sinh theo lượng nguyên liệu ở các làng nghề sản xuất tinh bột theo sơ đồ cân bằng vật chất (hình 3.3, hình 3.4)[2].
Bùi Thị Lan Phương 17 K53 Quản lý TNTN
Bảng 3.1. Định mức thải trung bình của 1 tấn nguyên liệu:
Nguyên liệu Bã ( tấn) Vỏ, cát sạn (tấn)
Sắn 0,4 0,05
Dong giềng 0,5 0,1
Hình 3.3. Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột từ dong củ
Hình 3.4. Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột sắn
Bã sắn được sử dụng làm thức ăn cho cá và nuôi lợn… Bã dong có chứa hàm lượng xơ cao nên một phần được đem phơi khô để đốt, phần lớn còn lại được thải xuống cống rãnh gây tắc nghẽn dòng chảy, khi bị phân hủy gây mùi xú uế.
3.2.1.2.Nước thải
a. Đặc điểm của nước thải chế biến nông sản
Khảo sát và đánh giá chất lượng nước thải
Bùi Thị Lan Phương 18 K53 Quản lý TNTN
Sắn củ 1 tấn (100%)
Vỏ, đất, cát xả ra 0,05 tấn (5%) Theo nước thải
0,05 tấn (5%) Bột nghiền 0,95 tấn (95%) Bã sắn 0,4 tấn (40%) Tinh bột độ ẩm 42% 0,5 tấn (50%) Dong củ 1 tấn (100%) Vỏ, đất, cát xả ra 0,1 tấn (10%) Bột nghiền 0,9 tấn (90%) Theo nước thải
0,1 tấn (10%)
Tinh bột 0,3 tấn(30%)
Bã dong 0,5 tấn (50%)
Nước thải sản xuất CBNS có COD tương đối cao 4000-6000 mg/l, độ đục tương đối lớn 400-600 NTU[5]. Trong quá trình sản xuất ở làng nghề Dương Liễu, lượng cặn bã thải được thải thẳng ra cống rãnh theo nước mà không thông qua hệ thống sàng lọc nào cả do đó nước có màu đen, mùi chua thối rất khó chịu, pH nước thải khá thấp. Nước thải sản xuất CBNS thải chung xuống cống cùng với nước thải sinh hoạt, chăn nuôi gây ô nhiễm nặng cho sông Đáy.
Một số thông số quan trọng đánh giá chất lượng nước thải
Để tiến hành xử lý một nguồn thải trước hết cần biết thành phần các chất gây ô nhiễm và nguồn gốc phát sinh ra chúng. Phải phân tích xác định các chỉ tiêu để làm cơ sở cho việc lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp.
pH
Giá trị pH của nước thải có một ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý. Giá trị pH cho phép ta quyết định xử lý nước theo phương pháp thích hợp, hoặc điều chỉnh lượng hóa chất cần thiết trong quá trình xử lý nước. Các công trình xử lý nước thải áp dụng các quá trình sinh học làm việc tốt khi pH nằm trong giới hạn từ 7 – 7,6.
Độ đục
Nước tự nhiên sạch thường không chứa những chất rắn lơ lửng nên trong suốt và không màu. Độ đục do các chất rắn lơ lửng gây ra. Những hạt vật chất gây đục thường hấp phụ các kim loại nặng cùng các vi sinh vật gây bệnh. Nước đục còn ngăn cản quá trình chiếu sáng của mặt trời xuống đáy làm giảm quá trình quang hợp và nồng độ oxy hòa tan trong nước.
Mùi
Mùi hôi thối khó ngửi của nước thải do các chất hữu cơ bị phân hủy, mùi
của các hóa chất, dầu mỡ có trong nước. Các chất có mùi như NH3, các amin, các
hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh.
Hàm lượng các chất rắn
Tổng chất rắn – TS (Total Solid): TS là một thành phần đặc trưng rất quan
trọng của nước thải bao gồm các chất rắn nổi, lơ lửng, keo và tan.
Bùi Thị Lan Phương 19 K53 Quản lý TNTN
Tổng chất rắn dạng huyền phù – TSS (Total Suspended Solid): TSS là toàn bộ lượng chất rắn ở trạng thái lơ lửng trong nước.
Chất rắn hòa tan – DS (Dissolved Solid):Hàm lượng chất rắn hòa tan chính
là hiệu số của tổng chất rắn (TS) với tổng chất rắn dạng huyền phù (TSS): DS = TS – TSS (mg/l)
Chất rắn bay hơi (VS):Hàm lượng chất rắn bay hơi là trọng lượng mất đi khi
nung lượng chất rắn huyền phù ở 5500C trong một khoảng thời gian xác định.
Chất rắn có thể lắng:Chất rắn có thể lắng là số ml phần chất rắn của 1 lít
mẫu nước đã lắng xuống đáy phễu sau một khoảng thời gian (thường là 1 giờ). Hàm lượng oxi hòa tan DO (Dissolved Oxygen)
Hàm lượng oxi hòa tan là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của nước thải vì oxi không thể thiếu được với các quá trình sống. Oxi duy trì quá trình trao đổi chất sinh ra năng lượng cho sự sinh trưởng, sinh sản và tái sản xuất. Khi thải các chất thải vào các nguồn nước quá trình oxi hóa chúng sẽ làm giảm nồng độ oxi hòa tan trong các nguồn nước này thậm chí có thể đe dọa sự sống của các loại cá cũng như các sinh vật trong nước.
Việc theo dõi thường xuyên thông số về hàm lượng oxy hòa tan có ý nghĩa quan trọng trong việc duy trì điều kiện hiếu khí trong quá trình xử lý nước thải. Mặt khác lượng oxy hòa tan còn là cơ sở của phép phân tích xác định nhu cầu oxy sinh hóa.
Nhu cầu oxy sinh hóa BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Nhu cầu oxy sinh hóa BOD là lượng oxy cần thiết cho việc oxi hóa các hợp chất hữu cơ dưới tác dụng của vi sinh vật (sự phân hủy sinh học các hợp chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học) . Đơn vị tính theo mg O2/l
Quá trình phân hủy sinh học các hợp chất hữu cơ có thể biểu diễn bởi phương trình tổng quát sau:
Chất hữu cơ + O2 Vi sinh vật CO2 + H2O + Sinh khối
Chỉ số BOD là thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước. Chỉ số BOD càng cao chứng tỏ lượng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nước càng lớn.
Nhu cầu oxy hóa học COD (Chemical Oxygen Demand)
Nhu cầu oxy hóa học COD là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa toàn bộ các chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO2 và H2O bằng tác nhân oxy hóa hóa học mạnh.
Bùi Thị Lan Phương 20 K53 Quản lý TNTN
Trong thực tế COD được dùng rộng rãi để đánh giá mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ có trong nước. Do việc xác định chỉ số này nhanh hơn so với việc xác định BOD.
Tổng hàm lượng Photpho
Ngày nay người ta quan tâm đến việc kiểm soát hàm lượng các hợp chất chứa photpho trong nước bề mặt, nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp vì nguyên tố này là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự phát triển bùng nổ của tảo ở một số nguồn nước mặt (hiện tượng phú dưỡng). Chỉ tiêu này có ý nghĩa quan trọng để kiểm soát sự hình thành cặn rỉ ăn mòn và xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học.
Tiêu chuẩn vi sinh:
Trong nước thải thường có rất nhiều loại vi khuẩn có hại, chúng là các vi trùng từ nguồn nước thải sinh hoạt, đặc biệt là nước thải bệnh viện. Trong đó vi khuẩn E-coli là loại vi khuẩn đặc trưng cho sự nhiễm trùng nước. Chỉ số E-coli chính là số lượng vi khuẩn này có trong 100 ml nước.
b. Nước thải trong chế biến nông sản Dương Liễu
Sản xuất tinh bột là ngành sản xuất có nhu cầu nước rất lớn. Ở mỗi công đoạn của sản xuất nhu cầu nước cũng khác nhau (Bảng 3.2)
Bảng 3.2. Định mức nước trong sản xuất tinh bột (cho 1 tấn nguyên liệu)[2]
Mục đích sử dụng Củ sắn Củ dong giềng
Lượng, m3 Tỷ lệ, % Lượng, m3 Tỷ lệ, %
Rửa củ 0,75 14 1,7 11,2
Ngâm củ 0,5 9 - -
Lọc bột 4 72,5 9 60
Rửa bột - - 3,5 23,4
Rửa thiết bị bể chứa 0,25 4,5 0,8 5,4
Tổng 5,5 100 15 100
Nước sử dụng cho công đoạn tinh chế bột (tách bã và tách bột đen) chiếm khối lượng nước lớn (60 – 75%). Nước thải từ công đoạn này cũng là nước thải có độ ô nhiễm cao nhất.
Định mức thải trung bình của 1 tấn tinh bột sắn thành phẩm khoảng 0,9 tấn bã, 0,1 tấn vỏ và đất cát; cùng với khoảng 13 m3 nước thải (cho rửa nguyên liệu, ngâm ủ, lọc tách bột, rửa máy móc thiết bị). Tương tự định mức thải trung bình cho 1 tấn sản phẩm tinh bột dong thành phẩm khoảng 1,7 tấn bã dong (thải trực tiếp
Bùi Thị Lan Phương 21 K53 Quản lý TNTN
cùng nước thải), 0,3 tấn vỏ, đất cát; cùng với khoảng 41 m3 nước thải (rửa củ, lọc tách bột, rửa bột, rửa thiết bị). [2]
Theo đặc trưng công nghệ của mỗi công đoạn, nước thải ở mỗi công đoạn có độ ô nhiễm khác nhau. Kết quả khảo sát nước thải sản xuất tinh bột tại làng nghề Dương Liễu cho thấy: Nước rửa củ sắn, dong thường có pH cao hơn nhưng độ ô nhiễm thấp hơn so với nước thải từ khâu tinh chế bột dong và nước tách bột đen ở sắn (Bảng 3.3). Đặc biệt nước tách bột đen trong sản xuất tinh bột từ sắn củ có COD rất cao, gấp 122 lần và BOD5 gấp 128 lần TCCP (COD = 12289 mg/l, BOD5 = 6400 mg/l). Nước tách bột đen chiếm 60% tổng lượng nước sử dụng trong sản xuất tinh bột từ sắn.
Bảng 3.3. Đặc trưng nước thải sản xuất tinh bột làng nghề [2]
TT Chỉ tiêu SX tinh bột từ củ sắn SX tinh bột từ củ dong giềng M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 1 pH 6,8 6,5 3,86 6,8 5,2 3,8 4,3 6,07 2 COD, mg/l 856 982 12289 1142 4762 3429 1375 345 3 BOD5, mg/l 550 660 6400 782 2600 1700 1100 240 4 TS, mg/l 426 320 7912 860 4904 1876 250 - 5 SS, mg/l 42 52 1186 296 2395 847 105 25 6 ∑N, mg/l 41,63 23,45 286,36 58,70 241,85 124,15 34,37 - 7 ∑P, mg/l 5,86 3,80 15,17 11,74 48,37 34,83 5,73 -
Bùi Thị Lan Phương 22 K53 Quản lý TNTN
Ghi chú:
M1: Nước rửa, bóc vỏ củ sắn M2: Nước ngâm củ sắn sau bóc vỏ M3: Nước tách bột đen
M4: Nước rửa củ dong M5: Nước tách tinh bột dong M6: Nước rửa tinh bột dong lần 1 M7: Nước rửa tinh bột dong lần 2 M8: Nước rửa tinh bột dong lần 3
3.2.2. Các chất thải khác
a. Chất thải sinh hoạt
Chất thải sinh hoạt là những chất thải ra trong hoạt động của con người. Chất thải sinh hoạt bao gồm chất thải rắn và nước thải.
Chất thải rắn bao gồm các chất hữu cơ, thức ăn thừa, xác thực vật, bao nilon khó phân hủy… Thành phần, khối lượng của chất thải rắn phụ thuộc vào sự phát triển của khu vực đó.
Nước thải sinh hoạt là nước đã dùng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt, tắm rửa… Nói chung nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của con người. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơ cao (55- 65% tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật có cả vi sinh vật gây bệnh, vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ cần thiết cho các quá trình chuyển hóa chất bẩn trong nước thải.
b. Chất thải chăn nuôi
Chất thải chăn nuôi tác động đến môi trường và sức khỏe con người trên nhiều khía cạnh: gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, ô nhiễm môi trường không khí, đất và các sản phẩm nông nghiệp. Đây là nguyên nhân chính gây ra các bệnh về hô hấp, tiêu hóa, do chất thải chăn nuôi chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh, trứng giun, sán…
Hầu hết các hộ chăn nuôi đều để nước thải chảy tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối. Trong nước thải chăn nuôi có chứa NH3, H2S với nồng độ cao. Ngoài ra còn có Coliform, E.coli, COD và trứng giun cao hơn nhiều lần tiêu chuẩn cho phép.
Chất thải chăn nuôi gồm có: Chất thải rắn, chất thải lỏng, khí thải.
Chất thải rắn: Chất thải rắn chủ yếu là phân, rác, thức ăn thừa của vật nuôi… Lượng phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi và khầu phần ăn. Lượng phân thải trung bình của vật nuôi trong 24 giờ, và thành phần của các chất trong phân của vật nuôi được thể hiện bằng bảng sau:
Bảng 3.4. Khối lượng phân và nước tiểu của gia súc trong 1 ngày đêm[3]
Loại gia súc Lượng phân (kg) Nước tiểu (l)
Trâu bò lớn 20 – 25 10 – 15
Lợn (< 10kg) 0,1 – 1 0,3 – 0,7
Lợn (15 – 45kg) 1 – 3 0,7 – 2,0
Lợn (45 – 100kg) 3 – 5 2 – 4
Bùi Thị Lan Phương 23 K53 Quản lý
TNTN
Nước phân: Nước phân là hỗn hợp phân, nước tiểu và nước rửa chuồng. Vì vậy nước phân chuồng rất giàu dinh dưỡng và có giá trị lớn về mặt phân bón. Trong 1m3 nước phân có khoảng: 5-6kg Nitơ nguyên chất; 0,1kg P2O5; 1,2kg K2O.
Nước thải: Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất đặc trưng và có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, cạn lơ lửng, Nitơ, Photpho và vi sinh vật gây bệnh.
Khí thải: Chăn nuôi phát nhiều loại khí thải ( CO2, NH3, CH4, H2S…) do các hoạt động hô hấp, tiêu hóa của vật nuôi, chế biến thức ăn, phân hủy phân, thức ăn thừa…
c. Chất thải xây dựng
Hiện nay cùng với quá trình phát triển kinh tế xã hội, ngày càng có nhiều các công trình được xây dựng, bên cạnh đó cũng thải ra môi trường nhiều chất thải và nước thải xây dựng.
Hình 3.5. Hình ảnh về chất thải xây dựng Hình 3.6. Nước thải từ sx miến
d. Chất thải khác:
Ngoài ra còn có chất thải thương mại dịch vụ, chất thải từ hoạt động nông nghiệp: thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, dư lượng phân bón hóa học… góp phần làm ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí.
