Cũng như nhiều nơi khác, chất thải sản xuất tinh bột mì tại thôn Vĩnh Thái gồm nước thải, chất thải rắn và mùi:
- Nước thải: chủ yếu là từ quá trình lắng bột và một phần từ vệ sinh thiết bị, nền nhà. Lượng nước thải khoảng 3 – 5 m3/tấn mì tươi.
Lượng nước thải có tính axit và hàm lượng chất hữu cơ, chất lơ lửng cao nhưng vẫn chưa có biện pháp xử lý phù hợp trước khi thải ra môi trường. Nước thải chỉ qua một hoặc hai hồ lắng đã được xả trực tiếp ra các ao hồ, mương dẫn. Có hộ gia đình lại đào hố để cho nước thải tự rút, hoặc tận dụng đất rẫy sau nhà cho nước thải thấm tự nhiên trên đất. Một số hộ ở đội II được lợi thế gần suối vừa bơm nước suối lên để sản xuất, sau đó lại xả nước thải vào hướng cuối nguồn, gây ô nhiễm nguồn nước ảnh hưởng đời sống người dân trong khu vực.
Với cách xử lý như vậy các nơi tiếp nhận nguồn thải bị ô nhiễm nghiêm trọng. Các chất lơ lửng có trong nước thải lắng xuống lòng ao hồ, mương dẫn phân hủy phát sinh mùi hôi gây ô nhiễm môi trường không khí rất lớn. Nước thải có chứa chất độc cyanua làm chết các loài động thực vật sống trong khu vực thải nước. Đối với các hộ gia đình đào hố thu để nước thải tự rút thì hố chỉ cách nơi sản xuất khoảng 2 đến 5 mét, nên khả năng ô nhiễm nguồn nước ngầm là rất lớn.
Ngoài ra, một số hộ gia đình bơm nước thải từ các hồ chứa để tưới đất mì hoặc tưới mía. Nếu tưới trước khi trồng mì khoảng 1 đến 2 tháng thì đất sẽ được bổ sung chất dinh dưỡng rất tốt cho sự phát triển của cây mì. Nhưng trên thực tế, mùa vụ kéo dài khoảng 3 tháng, lượng nước thải sinh ra quá nhiều (trung bình 8 m3/ngày đối với hộ sản xuất 2 tấn mì/ngày), nên không thể dùng hết lượng nước thải sinh ra để tưới. Một số hộ gia đình khác đã tưới trực tiếp lên rẫy mía, làm cho lá mía bị úa vàng do hàm lượng axit trong nước thải cao.
Từ thực tế cho thấy nhu cầu giảm thiểu lượng nước thải sinh ra và có một hệ thống xử lý nước thải sản xuất bột mì phù hợp là điều hết sức cần thiết đối với các
hộ gia đình làm bột mì tại thôn Vĩnh Thái, cũng như những đơn vị sản xuất bột mì khác trong địa bàn huyện Cam Lâm và trên cả nước.
- Chất thải rắn: loại chất thải phát sinh trong quá trình chế biến tinh bột khoai mì gồm có:
+ Bã khoai mì: khối lượng sinh ra khoảng 24% nguyên liệu chứa nhiều nước có độ ẩm 78 – 80%, lượng tinh bột còn lại 5 – 7%, sản phẩm có dạng bột nhão. Trong quá trình sản xuất, bã từ giai đoạn lọc được chất thành đống. Do lượng tinh bột còn lại trong bã bị phân hủy nên gây mùi chua và hôi thối trong suốt thời gian dự trữ, phơi khô.
Khối lượng bã phơi khô sinh ra khoảng 80 kg/tấn củ mì tươi và được bán làm thức ăn cho gia súc với giá thành là 1200 – 1500 đồng/kg. Đây là cách giải quyết đơn giản nhưng hiệu quả kinh tế chưa cao, cần phải có phương pháp thích hợp sử dụng các loại chất thải này.
+ Bột mủ: thường được thu lại từ phần nước lắng sau cùng vào các thùng, hố chứa hoặc từ các bể thu gom nước thải sau một khoảng thời gian lắng. Bột mủ thường được dùng làm thức ăn cho gia súc, hoặc phơi khô để làm phân bón.
- Mùi và bụi:
+ Mùi chua và hôi hình thành do sự phân hủy các chất hữu cơ có trong quá trình sản xuất bột mì. Bao gồm cả trong quá trình ủ mì, ngâm tách bột, trong bã thải hoặc lưu đọng trong thiết bị sản xuất và khu vực nhà xưởng. Nước thải lưu trữ trong các bể hoặc ao hồ tiếp nhận bị phân hủy yếm khí cũng gây mùi hôi và gây khó chịu đối với những người trực tiếp sản xuất và dân cư lân cận.
+ Bụi chủ yếu phát sinh tại khu vực tập kết nguyên liệu (bụi đất, cát) và từ quá trình đóng bao thành phẩm.
Ô nhiễm do mùi và bụi là khó kiểm soát. Hiện tại, ở đây vẫn chưa áp dụng biện pháp nào để khống chế loại chất thải này.
3.1.3. Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng
Nhờ sự quản lý, giám sát gắt gao của các cơ quan chức năng địa phương trong thời gian gần đây, nên đa phần các hộ gia đình sản xuất tinh bột khoai mì ở thôn
Vĩnh Thái có phần chú trọng đến vấn đề môi trường hơn. Tuy nhiên, bên cạnh đó cũng có một số trường hợp cố tình xả thải trực tiếp nước thải vào các hệ thống mương dẫn gây ô nhiễm nghiêm trọng.
Theo thông tin từ anh Hoàng Quốc Chương – Công an viên xã Cam Hiệp Nam cũng là người ở thôn Vĩnh Thái cho biết trong ngày 14 tháng 3 năm 2013 đã có bốn trường hợp vi phạm xả thải trực tiếp gây ô nhiễm môi trường và phải đình chỉ hoạt động là:
Hộ gia đình Ông Nguyễn Hữu Tình (đội II) Hộ gia đình Ông Nguyễn Tài (đội II) Hộ gia đình Ông Trần Văn Huệ (đội III) Hộ gia đình Ông Đoàn Văn Thuận (đội III)
3.2. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp về sản xuất sạch hơn vào quá trình sản xuất tinh bột khoai mì của hộ gia đình Ông Phan Văn Hiệp xuất tinh bột khoai mì của hộ gia đình Ông Phan Văn Hiệp
3.2.1. Tổng quan về hoạt động sản xuất
Sản xuất tinh bột khoai mì là công việc chính yếu của gia đình ông Phan Văn Hiệp với công suất hoạt động là 2 tấn củ mì tươi/ngày.
Các số liệu sản xuất tại gia đình ông Phan Văn Hiệp.
Bảng 3.1. Thống kê sản lƣợng và doanh thu của gia đình ông Hiệp Năm Sản lƣợng tinh bột khoai mì (tấn) Giá khoai mì
(nghìn đồng/kg) (triệu đồng)Thu nhập
Vụ chính Vụ phụ Cả năm
2011 24 17 41 7.500 307,5
2012 27 15 42 5.800 243,6
2013 25 - - 6.900 172,5
Bảng 3.2. Định mức tiêu thụ nguyên, nhiên liệu/1 tấn sản phẩm tại gia đình ông Hiệp STT Nguyên, nhiên liệu Lƣợng
1 Nguyên liệu củ 3,33 tấn
2 Điện 10,3 KWh
3 Nước 18,6 m3
Một số hình ảnh sản xuất tại gia đình Ông Phan Văn Hiệp:
Hình 3.3. Máy nghiền
Hình 3.4. Bột sau khi nghiền Hình 3.5. Máy lọc bột
Hình 3.7. Bã sắn Hình 3.6. Bể lắng bột
3.2.1.1. Mô tả về các công đoạn sản xuất
Củ khoai mì thu hoạch về được đưa vào sản xuất ngay.
Cho củ vào máy nghiền, nghiền nhỏ ra để giải phóng tinh bột. Một lượng nước nhỏ được cho vào để quá trình nghiền dễ dàng hơn, tránh bị tắt nghẽn.
Sau khi nghiền xong hết mới bắt đầu lọc bột. Quá trình ly tâm tách bã (hay lọc bột) được thực hiện một cách gián đoạn gồm 12 giã/1 tấn mì và được tiến hành như sau:
Cho khoảng 80 kg bột sắn mì vào cối lọc, nước được bơm trực tiếp từ giếng chảy vào theo hướng từ phía trên xuống. Nước giội mạnh vào cùng với lực quay của cánh khuấy giúp giải phóng tinh bột và hòa tan vào nước. Nước chứa tinh bột đi qua lớp vải ở đáy thùng theo ống nhựa chảy ra bể lắng bột.
Để tiết kiệm nước cơ sở đã tiến hành hồi lưu nước từ bể lắng để lọc bột.
Đầu tiên, bơm nước từ bể lắng bột vào cối lọc để xay lần 1, nước thu được chứa hàm lượng tinh bột rất cao sẽ chảy vào bể lắng bột.
Lần 2, bơm nước từ hồ dự bị (chứa nước lọc bột lần 3), nước bột mì thu được cũng chảy vào bể lắng bột.
Lần 3, bơm nước từ giếng, nước thu được chứa hàm lượng bột không cao sẽ được chảy vào hồ dự bị để dùng cho lần lọc bột thứ 2 của giã kế tiếp. Nước tinh bột chứa trong bể lắng bột có lót nhựa thể tích 5 m3, để lắng tự nhiên, thời gian lắng từ 6 – 5 h. Trong quá trình lắng, lớp nước trong ở phía trên dần dần được tháo chảy ra ngoài theo các vách ngăn tháo nước. Tinh bột sau lắng được đem sang bể chứa bột đến số lượng nhiều sẽ mang đi phơi.
Bột được phơi trên những tấm bạt thành lớp mỏng. Có khoảng 20 tấm bạt (kích thước 8 x3 m), bạt này được dùng lại sau khi đã lót bể lắng 2 – 3 tháng.
3.2.1.2. Hiện trạng môi trƣờng của gia đình Ông Hiệp Nƣớc thải
Nước thải do quá trình sản xuất vào khoảng 14,3 m3/1 tấn sản phẩm đối với vụ chính. Trong vụ trái mùa là khoảng 17,6 m3/1 tấn sản phẩm gồm 14,3 m3 nước thải từ lắng bột và 3,3 m3 từ hồ rửa củ. Bên cạnh đó, còn có nước rò rỉ
từ các ống dẫn nước, từ hoạt động vệ sinh thiết bị, nền nhà và sự sinh hoạt của gia đình.
Nước thải chứa hàm lượng chất hữu cơ, chất lơ lửng cao, độ pH thấp.
Hiện tại, nước thải được xả theo một đường mương nhỏ chảy ra rẫy mì phía sau nhà, chưa có biện pháp xử lý phù hợp.
Chất thải rắn
Bã mì sau quá trình lọc đổ thành đống sau đó đem phơi để bán làm thức ăn cho gia súc.
Bột mủ cũng được thu lại phơi khô lưu trữ đến lúc trồng khoai mì thêm 50% phân NPK để bón.
Mùi – khí thải
Được lợi thế không gian tương đối rộng và thoáng nên vấn đề ô nhiễm không khí không nghiêm trọng như những hộ gia đình khác.
Bụi sinh ra lúc thu hồi bột sau khi phơi không kiểm soát được.
Ngoài ra, còn có ô nhiễm tiếng ồn do máy nổ để nghiền bột và máy ly tâm tách bã.
3.2.1.3. Xác định các công đoạn gây lãng phí nhất
Từ quy trình sản xuất kèm theo dòng thải ở phần trên, ta nhận thấy một số công đoạn cần chú ý như:
Chưa tiến hành rửa củ và loại bỏ lớp vỏ gỗ bên ngoài củ mì. Sử dụng nhiều nước.
Chưa có thiết bị xử lý nước thải
Quản lý bã thải để không gây ô nhiễm môi trường. Chất lượng bột mì chưa cao, lẫn nhiều tạp chất đất cát.
3.2.2. Phân tích các công đoạn sản xuất 3.2.2.1. Sơ đồ dòng chi tiết 3.2.2.1. Sơ đồ dòng chi tiết
Cân bằng nguyên vật liệu:
Đặc điểm của quá trình sản xuất tinh bột sắn mì là sử dụng nhiều nước. Do quy mô sản xuất nhỏ lẻ, không có đồng hồ theo dõi nước nên lượng nước sử dụng ở từng công đoạn được ước lượng tính toán theo phương pháp mở máy bơm nước và tính thời gian.
Nước sử dụng = Lưu lượng nước x Thời gian (m3)
Sau quá trình lắng bột, phần nước lắng ở trên được thải bỏ hết, chỉ có một phần nhỏ nước ở trong bột mủ được gạn ra để riêng nên lượng nước thải được tính
Nghiền Lắng Lọc tách bã (1) Phơi Nhập nguyên liệu Dầu diezen nước Đóng bao Nước, điện Nước thải, bột mủ Bã ướt Bột rơi vãi, bụi sắn Lọc tách bã (3) Lọc tách bã (2) Nước Nước Điện Điện Điện Hình 3.8. Sơ đồ dòng thải
dựa vào kích thước bể chứa bột. Lượng nước thải chính là thể tích phần chứa nước trong của hồ.
Thể tích nước thải = Chiều dài x Chiều rộng x Chiều cao (m3)
(Với chiều dài, rộng, cao là kích thước bể lắng bột - phần chứa nước thải). Do quá trình sản xuất được chia làm 2 lần/ngày mỗi lần xay 1 tấn củ. Vì thế để tiện cho việc tính toán, cân bằng vật liệu được thực hiện dựa vào số liệu đo đạc và tính cho 1 tấn củ khoai mì tươi.
Bảng 3.3. Cân bằng vật liệu cho 1 tấn sắn nguyên liệu tại nhà Ông Hiệp Công
đoạn Tên Đầu vào Lƣợng Đầu ra Dòng thải
(kg) Tên Lƣợng (kg) Tên Lƣợng (kg)
1.Xay-
nghiền Củ sắn Nước 1000 4,2 Bột nhão 1004,2 2.Lọc,
Tách bã Bột nhão Nước 4,3 (m1004,2 3) Nước bột sắn Bã ướt (80%) 360 3.Lắng
Tách bột
Nước bột sắn Tinh bột ướt 440 (40%) Bột mủ ướt Nước thải 60 4 (m3) 4.Phơi
bột Tinh bột ướt 450 Tinh bột khô (14%) 300
Số liệu về độ ẩm của tinh bột dựa theo kết quả nghiên cứu của Th.S Cao văn Hùng (2001). Cũng trong tài liệu nghiên cứu này được biết thành phần của tinh bột mì thành phẩm có: hàm lượng tinh bột 80 – 98% chất khô, tro 0,2 – 1%, xơ 0,3 – 0,8%, độ ẩm 8 – 14%, pH 3,8 – 7.
Đối với địa bàn thôn Vĩnh Thái sản xuất tinh bột mì còn rất thô sơ và không có cả công đoạn rửa củ chất lượng tinh bột không cao, nên chọn hàm lượng tinh bột chiếm 85% chất khô.
Củ mì tươi có hàm lượng tinh bột trung bình chiếm 28% củ mì tươi theo Bộ công thương (2010).
Từ những số liệu trên cân bằng vật liệu trên 1 tấn sắn nguyên liệu sẽ được tính toán và trình bày trên Bảng 3.4.
Bảng 3.4. Kết quả cân bằng vật liệu cho 1 tấn sắn nguyên liệu tại nhà Ông Hiệp STT KẾT QUẢ CÂN BẰNG VẬT CHẤT TRÊN 1 TẤN CỦ LƢỢNG
1 Khối lượng củ chế biến 1000 kg
3 Khối lượng bã xay (80%) 360 kg
4 Khối lượng bột mủ khô thu hồi 20 kg
5 Khối lượng sản phẩm tinh bột 300 kg
6 Khối lượng chất khô thu được (300* (1 – 0,14))
Khối lượng tinh bột thực tế thu được (219* 85/100)
258 kg 219 kg 7 Khối lượng tinh bột khô tính theo lí thuyết
( Hàm lượng tinh bột chiếm 28% củ mì)
280 kg
8 Hiệu suất thu hồi tinh bột trên thực tế (219*100/280) 78,2% 9 Tinh bột không được thu hồi trong chế biến 21,8%
10 Khối lượng nước dùng 4,3 m3
Như vậy, hiệu suất thu hồi tinh bột là tương đối thấp, 21,8% tinh bột không thu hồi được trong đó có khoảng 7,1% (20kg) là bột mủ và còn lại là thất thoát vào nước thải, bã thải và rơi vãi bột lúc phơi và đóng bao.
Định mức thải trung bình của 1 tấn tinh bột sắn thành phẩm là:
Bã ướt: 1,2 tấn,
Nước thải: 14,3 m3 (trong đó 13,3 m3 cho lọc tách bột, 1 m3 vệ sinh thiết bị, nhà xưởng) và nếu tính thêm cả phần nước dùng rửa củ (1m3/tấn củ tươi) thì định mức nước thải sẽ là 17,6 m3.
Cân bằng năng lƣợng:
Tiến hành một phép cân bằng năng lượng là nhiệm vụ phức tạp hơn nhiều so với cân bằng nguyên liệu. Mặt dù đối với dòng năng lượng, người ta vẫn áp dụng chung quy luật cơ bản (năng lượng đầu vào bằng năng lượng đầu ra), nhưng các dòng năng lượng đầu ra thường khó nhận biết hơn với dòng nguyên liệu vì khó định lượng và quan sát được. Quá trình sản xuất tinh bột khoai mì ở khu vực này chỉ tiêu
hao năng lượng điện là chủ yếu, vì nước dùng trong khâu lọc bột đều được bơm trực tiếp nhờ máy bơm và thiết bị cánh khuấy tách bã cũng vận hành bằng điện.
Bảng 3.5. Các thiết bị điện đƣợc sử dụng trong sản xuất
STT Tên thiết bị Công suất
KW Số lƣợng Thời gian sử dụng cho 1 tấn củ (h) 1 Bơm nước 0,75 1 0,8
2 Bơm hồi lưu nước chứa bột 0,375 1 0,3
3 Động cơ cánh khuấy 2 1 1,2
Tổng điện năng tiêu thụ: 3,1 KWh
Định mức điện năng tiêu thụ cho 1 tấn sản phẩm: 10,3 KWh
Ngoài ra còn có thiết bị xay nghiền củ chạy bằng động cơ máy nổ, lượng dầu diezen tiêu thụ: là 6,7 lít/tấn tinh bột.
Nhận xét:
Qua kết quả cân bằng vật chất ta thấy rằng:
Hộ gia đình Ông Phan Văn Hiệp không có dòng nước thải từ quá trình rửa củ, nên tổng lượng nước thải thấp hơn so với nhiều địa phương khác (16 – 20 m3), nhưng chất lượng tinh bột sẽ không cao có lẫn nhiều tạp chất đất cát. Tái sử dụng nước sau lắng cho quá trình rửa củ sẽ là giải pháp hiệu quả cho vấn đề này.
So với nước thải/1 tấn củ của các hộ gia đình khác trong thôn (3 – 5 m3) thì lượng nước thải vẫn ở mức trung bình.
Ngoài nước dùng trong chế biến bột mì, nước dùng cho vệ sinh nền nhà, thiết bị, công nhân cũng rất lớn (khoảng 1m3/tấn sản phẩm). Đồng thời nước sinh hoạt và nước sản xuất cùng thải ra một nơi nên tổng lượng nước thải lớn làm cho mức độ gây ô nhiễm càng cao.
Chất thải rắn sinh ra lớn chứa nhiều nước, gây mùi hôi khó chịu.