Nhà máy tinh bột sắn

Tổng 10.063.582

Nguồn: Tổng hợp của tác giả

Nhìn chung, công nghệ xử lý nước thải ở Việt Nam đều dựa trên nền tảng quá trình kỵ khí và hồ sinh học để xử lý, điều hòa nước thải. Công nghệ xử lý nước thải mà 13 nhà máy trên hiện đang tiến hành áp dụng là công nghệ sinh học kỵ khí (UASB và hồ kỵ khí phủ kín- CIGAR) kết hợp với hồ ổn định. Hiệu suất loại bỏ COD sau khi ra khỏi bể kỵ khí đạt ở mức cao từ 80% trở lên.

Bảng 2.2: Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải áp dụng tại 13 nhà máy tinh bột sắn

T

T Nhà máy xử lý nước thải

Công nghệ áp dụng COD chưa xử lý (mg/l) COD sau bể kỵ khí (mg/l) Hiệu suất loại bỏ COD (%)

1 Nhà máy tinh bột sắn Đăk Lăk CIGAR 10,992 861 92,17

2 Nhà máy tinh bột sắn Yên Thành CIGAR 17,112 398 97,67

3 Nhà máy tinh bột sắn Đông Xuân CIGAR 9,350 528.9 94,34

4 Nhà máy tinh bột sắn Tịnh Phong –

Sơn Hải CIGAR 9,517 585 93,85

5 Nhà máy tinh bột sắn Hương Hóa UASB 19,906 847 95,75

6 Tinh bột sắn Việt Mã CIGAR 16,700 50 99,70

7 Tinh bột sắn Trường Thịnh CIGAR 16,800 50 99,70

8 Nhà máy tinh bột sắn Vedan UASB 11,220 202 98,20

9 Nhà máy tinh bột sắn TBS Intimex UASB 17,354 121 99,30

10 Nhà máy chế biến tinh bột sắn Hiếu

Hùng UASB 19,724 2,562 87,01

11 Nhà máy tinh bột sắn Yên Bình UASB 15,581 3,017 80,64

12 Nhà máy tinh bột sắn APFCO UASB 14,115 232.3 98,35

13 Nhà máy tinh bột sắn Thành Vũ UASB 16,195 80.7 99,50

Nguồn: Tổng hợp của tác giả

Bên cạnh việc nâng cao hiệu suất xử lý COD trong nước thải, công nghệ xử lý nước thải kỵ khí kết hợp thu hồi mê tan đang áp dụng tại các nhà máy chế biến tinh bột sắn Việt Nam mang lại những lợi ích về biến đổi khí hậu (giảm phát thải KNK) và lợi ích kinh tế, xã hội, môi trường.

Điển hình như nhà máy chế biến tinh bột sắn Tịnh Phong và Sơn Hải thuộc Công ty cổ phần nông sản thực phẩm Quảng Ngãi mỗi ngày sản xuất hàng trăm tấn sản phẩm tinh bột mì. Trước đây, bình quân sản xuất ra 1 tấn sản phẩm tinh bột sắn phải tiêu hao 50 lít dầu diesel dùng để sấy tinh bột; trong khi đó, quá trình sản xuất thải ra ao, hồ trong khuôn viên nhà máy hàng chục tấn nước thải, phế phụ phẩm khác gây hôi thối khó chịu cho các khu dân cư sinh sống chung quanh. Khắc phục

tình trạng này, nhà máy đã đầu tư hơn 22 tỷ đồng xây dựng hệ thống hầm biogas thu gom toàn bộ chất thải, nước thải của nhà máy phục vụ sản xuất khí ga vừa đốt lò sấy tinh bột sắn, điện thắp sáng, không phải sử dụng dầu diesel, mỗi năm tiết kiệm được từ 4-5 tỷ đồng. Đặc biệt, hệ thống nước thải của nhà máy đã qua nhiều bể lắng lọc nên không còn mùi hôi thối (đạt chất lượng nước loại B theo tiêu chuẩn Việt Nam) có thể đưa vào phục vụ tưới cho các loại cây trồng và kể cả nuôi cá.

Nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Thành là đơn vị sản xuất kinh doanh trực thuộc Tổng Công ty Máy động lực và máy Nông nghiệp tại Nghệ An được thành lập vào năm 2004. Nhà máy có công suất thiết kế ban đầu là 50 tấn sản phẩm/ngày với lượng nguyên liệu cần sử dụng tương ứng là 200 tấn/ngày. Hiện nay, nhà máy đã nâng công suất sản suất lên 60 tấn sản phẩm/ngày và tiến tới là 80 tấn sản phẩm/ngày. Trước khi tiến hành áp dụng thu hồi mêtan trong hệ thống xử lý nước thải, vấn đề môi trường công ty thường xuyên gặp phải là ô nhiễm do nước thải. Nước thải từ các quá trình lọc, lắng tinh bột có chỉ số BOD5 vượt 2.1 lần so với TCVN 5945-2005 (mức B) và COD vượt 2,11 lần. Cuối năm 2008, nhà máy tinh bột sắn Yên Thành, Nghệ An phải tạm ngừng hoạt động vì đã gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, đời sống, sức khỏe của nhân dân tại khu vực xã Công Thành (huyện Yên Thành), gây bức xúc trong nhân dân, sau đó tạm thời đóng cửa nhà máy, ngưng hoạt động sản xuất để khắc phục những tồn tại trong việc xử lý chất thải. Toàn bộ nước thải của nhà máy đang được tập đoàn AES (Mỹ) đầu tư xây dựng hệ thống xử lý tận thu biogas áp dụng theo nguyên tắc của dự án CDM. Tuy nhiên, lượng bột và nước rò rỉ từ bã thải cũng là một yếu tố gây ô nhiễm môi trường và thất thoát nguyên liệu. Để giải quyết vấn đề này, năm 2008 nhà máy đã tiến hành nâng cấp hệ thống xử lý nước thải và tiến hành thu hồi khí mê tan từ hệ thống xử lý nước thải. Bằng cách chiết xuất và sử dụng khí biogas làm nhiên liệu đốt, hoạt động của dự án góp phần giảm thiểu sự phát thải khí mêtan từ hệ thống hồ kỵ khí mở. Thêm vào đó, giảm thiểu một lượng đáng kể các chất thải ô nhiễm không khí gây hiệu ứng nhà kính như: CO2; SO2; NOx… do việc đốt nhiên liệu FO gây ra.

Tùy theo diện tích, công suất chế biến và nguồn vốn đầu tư của mỗi nhà máy chế biến tinh bột sắn ứng dụng công nghệ xử lý kỵ khí kết hợp thu hồi khí mêtan khác nhau. Tuy nhiên, hiện nay ở các nhà máy chế biến tinh bột sắn đang gặp một số khó khăn trong quá trình thu hồi và ứng dụng khí mêtan từ hệ thống xử lý nước thải. Cụ thể, khí biogas thu hồi (trong đó thành phần chủ yếu là CH4) từ hệ thống xử lý nước thải được các nhà máy chế biến tinh bột sắn của Việt Nam sử dụng cho quá trình cấp nhiệt phục vụ công đoạn sấy khô tinh bột sắn còn việc sử dụng khí này để cung cấp điện chưa được ứng dụng do lượng khí thu hồi không đủ lớn để làm nguồn nguyên liệu đầu vào cho quá trình cấp điện năng.

2.2 Giới thiệu về dự án xử lý nước thải kết hợp thu hồi khí mêtan tại nhà máy chế biến tinh bột sắn DAKFACOM, tỉnh Đăk Lăk máy chế biến tinh bột sắn DAKFACOM, tỉnh Đăk Lăk

2.2.1 Tổng quan về nhà máy

Nhà máy chế biến tinh bột sắn thuộc Công ty cổ phần Lương thực Vật tư nông nghiệp Đăk Lăk (tên Tiếng Anh: Daklak Agricultural Materials and Food Join Stock Company – viết tắt là: DAKFACOM). Tổng vốn điều lệ của công ty tính đến tháng 02/04/2012 là 82 tỷ đồng.

Nhà máy tinh bột sắn DAKFACOM được thành lập năm 2004, đặt tại vùng cao nguyên Trung bộ của Việt Nam, thuộc xã Dang Kang, huyện Krông Bông, tỉnh Đăk Lăk.

Tổng công suất chế biến tinh bột sắn của nhà máy đạt khoảng 43.000 tấn sắn củ để tạo ra trung bình khoảng 15.000 tấn tinh bột sắn thành phẩm mỗi năm. Trung bình mỗi ngày sản xuất 250 tấn sản phẩm tinh bột sắn. Dự kiến đến năm 2015, tổng sản lượng tinh bột sắn của nhà máy đạt mức 20.000.000 tấn/năm.

Sản lượng (tấn/năm) 1 Năm 2007 15.000 2 Năm 2008 13.000 3 Năm 2009 15.000 4 Năm 2010 16.000 5 Năm 2011 17.000 6 Năm 2012 17.000

Nguồn: Nhà máy tinh bột sắn DAKFACOM, 2013

Thị trường xuất khẩu chủ yếu của nhà máy chế biến tinh bột sắn DAKFACOM là Trung Quốc, ước tính với 13.000 tấn tinh bột sắn xuất khấu vào năm 2008 đã đem lại nguồn thu cho nhà máy đạt 2,175 triệu USD.

Để đáp ứng được công suất hoạt động, đảm bảo được sản lượng đầu ra, nhà máy đã tiến hành đầu tư vùng nguyên liệu. Vùng nguyên liệu của nhà máy được quy hoạch đầu tư tập trung chủ yếu tại các xã của huyện Ea Kar với tổng diện tích 3.000 ha, trồng rải vụ. Mỗi hécta được nhà máy đầu tư 3 triệu đồng gồm cây giống, công chăm sóc, phân bón... và giao khoán cho từng hộ gia đình nằm trong vùng quy hoạch từ 0,7ha - 5ha. Chính vùng nguyên liệu này vừa cung ứng nguồn nguyên liệu ổn định cho nhà máy, vừa tạo công ăn, việc làm cho bà con nông dân.

2.2.2 Hiện trạng môi trường tại nhà máy chế biến tinh bột sắn khi chưa có dự án dự án

Bên cạnh, những lợi ích về kinh tế, xã hội do nhà máy mang lại thì hoạt động sản xuất của nhà máy cũng không tránh khỏi gây ô nhiễm môi trường. Chất thải của nhà máy gồm các dạng: chất thải rắn; nước thải; khí thải. Những dạng chất thải này cần được qua tâm và có biện pháp xử lý. Trong đó nước thải là vấn đề rất cấp thiết nhà máy cần phải có biện pháp xử lý. Theo báo cáo hiện trạng môi trường của nhà máy năm 2008, trước khi tiến hành xây dựng dự án thì các nguồn ô nhiễm nước thải, khí thải và chất thải rắn của nhà máy phát sinh như sau:

- Khí thải

Khí thải của nhà máy tinh bột sắn phát sinh từ các nguồn chủ yếu sau: + Khí thải từ lò đốt than tạo hơi để sấy khô sản phẩm.

+ Bụi phát sinh cho hoạt động của các phương tiện giao thông ra vào nhà máy, trong quá trình xe chạy và bốc xếp nguyên liệu, sản phẩm cũng gây ô nhiễm bụi cho khu vực xung quanh nhà máy.

+ Bụi phát sinh từ khu vực tập kết nguyên liệu và đóng bao thành phẩm lượng tinh bột này thu lại để tái sử dụng.

+ Các khí phát sinhdo quá trình phân huỷ sinh học từ các hồ sinh học, các chất thải rắn thường chứa các thành phần H2S, CH4,... tạo mùi hôi thối khó chịu. Tuy nhiên lượng khí thải này phát sinh không lớn và phạm vi ảnh hưởng hẹp.

- Chất thải rắn

Chất thải rắn phát sinh từ các nguồn sau:

+ Vỏ củ và tạp chất (đất, cát...) ở công đoạn rửa và bóc vỏ, lượng chất thải này nhà máy xử lý bằng chôn lấp.

+ Bã sắn từ công đoạn tách, trích ly chiết suất. Bã này dùng làm thức ăn gia súc, hoặc phân bón hữu cơ vi sinh. Nhà máy ký kết bán bã sắn với một số công ty chế biến thức ăn cho gia súc.

+ Bùn từ công đoạn xử lý nước thải, chiếm một tỷ lệ nhỏ tuy nhiên chưa được xử lý, mà chủ yếu thải ra sông gần nhà máy và nạo vét bỏ tại bờ các hồ sinh học.

- Nước thải

Khi chưa có dự án đầu tư nâng cấp hệ thống xử lý nước thải, kết hợp thu hồi khí mêtan tại nhà máy, nước thải từ quá trình sản xuất tinh bột sắn được xử lý trong hệ thống hồ với các điều kiện kỵ khí hở. Nước thải sản xuất với hàm lượng COD cao được xử lý bằng hệ thống hồ điều hòa hoạt động với điều kiện kỵ khí hở. Do điều kiện kỵ khí trong hệ thống hồ sinh học, một lượng lớn khí mêtan được sinh ra trong hồ và thoát vào môi trường không khí.

Hệ thống xử lý nước thải tinh bột sắn của nhà máy gồm 7 hồ. Độ sâu của 7 hồ đều hơn 4,5 mét (>4,5m). Sau khi nước thải qua hệ thống các hồ xử lý được thải trực tiếp ra sông.

Nhìn chung, hệ thống xử lý nước thải hiện tại của nhà máy chế biến tinh bột sắn DAKFACOM không đạt hiệu quả trong quá trình xử lý. Công nghệ xử lý chưa

phù hợp, hệ thống xử lý không đáp ứng được khả năng xử lý của nước thải như hiện nay. Do đó, tình trạng ô nhiễm về môi trường tại khu vực nhà máy và các khu vực xung quanh nhà máy rất nghiêm trọng chủ yếu là do nguồn nước thải gây ra. Do đó, vấn đề xử lý nước thải hiện nay của nhà máy rất cấp thiết.

Tổng lượng nước thải phát sinh tại nhà máy được đo lường ước tính 22,9m3/tấn sản phẩm.

Bảng 2.4 : Kết quả đo lường lượng nước thải phát sinh trong 10 ngày Ngày đo đạc Nguyên vật liệu

(kg)

Sản phẩm (kg)

Tổng lượng nước thải (m3) 1 02/06/09 225.460 64.750 1.489 2 03/06/09 232.050 62.750 1.443 3 04/06/09 220.486 61.500 1.414 4 05/06/09 210.643 56.900 1.308 5 06/06/09 257.604 65.750 1.512 6 07/06/09 166.600 49.000 1.127 7 08/06/09 282.716 72.250 1.661 8 09/06/09 250.760 69.250 1.592 9 10/06/09 210.430 60.500 1.391 10 11/06/09 195.450 59.300 1.363 Bình quân 10 ngày 225.220 62.195 1.430

Nguồn: Nhà máy tinh bột sắn DAKFACOM, 2009

2.2.3 Mô tả dự án xử lý nước thải kết hợp thu hồi khí mêtan áp dụng tại nhà máy tính bột sắn DAKFACOM

Dự án nâng cấp hệ thống xử lý nước thải của nhà máy chế biến tinh bột sắn được tiến hành bắt đầu được ký kết hợp đồng từ tháng 09/2008. Đến năm 2009, dự án đi vào khởi công xây dựng nâng cấp hệ thống xử lý nước thải hiện tại, mua sắm, lắp đặt các thiết bị thu hồi khí CH4 từ hệ thống xử lý nước thải, thiết bị để chuyển đổi khí CH4 để sinh nhiệt. Đến 10/2011, Dự án xử lý nước thải tại nhà máy DAKFACOM đăng ký chứng nhận sản xuất sạch hơn (CDM). Tháng 11/2011, dự án được công nhận CDM.

Trong hoạt động dự án, hồ đầu tiên của hệ thống sẽ được cải tạo, nâng cấp thành hồ kỵ khí được phủ kín nhằm thu giữ khí mêtan sinh ra trong hồ này. Hồ thứ

nhất sẽ được phủ kín bằng lớp bạt. Lớp bạt được cố định sau một đường kè với một số neo cọc bằng kim loại. Các cọc neo giữ lớp bạt phủ và một hệ thống kênh dẫn nước thải vào được xây dựng. Các đường rìa cạnh của lớp bạt được phủ lên bằng một lớp đất.

Hiệu suất xử lý của hồ kỵ khí phủ kín phụ thuộc vào nhiệt độ, độ sâu, dung tích hồ và thời gian lưu của nước thải trong hệ thống xử lý.

Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật của hồ kỵ khí phủ kín tại nhà máy chế biến tinh bột sắn DAKFACOM

Các thông số Đơn vị Số liệu

1 Diện tích mặt hồ kỵ khí phủ kín m2 6.072

2 Độ sâu hồ kỵ khí phủ kín m 4,97

3 Dung tích hồ kỵ khí phủ kín m3 30.193

4 Lượng nước thải trung bình ngày m3 1.430

5 Thời gian lưu trong hồ kỵ khí phủ kín ngày 21,1

6 Nhiệt độ môi trường hằng năm 0C 23,6

7 Hàm lượng COD của nước thải vào hồ mg/l 10.992

8 Hàm lượng COD của nước thải ra khỏi hồ mg/l 861

9 Hiệu suất của hồ kỵ khí phủ kín % 92,17

Nguồn: Nhà máy tinh bột sắn DAKFACOM, 2009

Lượng nước thải phải được đo trước khi đi vào hồ phủ kín. Do tích hợp thiết bị đo lưu lượng, cần phải lắp đặt bơm để tạo ra dòng chảy ổn định đi vào đường ống.

Sau hồ kỵ khí được phủ kín, nước thải chảy qua các hồ còn lại trước khi thải vào hệ thống sông.

Để tạo điều kiện hóa học (pH) phù hợp hơn trong hồ thứ nhất, bùn sẽ được bơm từ hồ thứ hai trở lại hồ thứ nhất. Vì thế, sẽ có một bơm sẽ được lắp đặt giữa hồ kỵ khí phủ kín và hồ thứ hai.

Hệ thống hồ tại nhà máy không cần xử lý bùn bởi vì các hệ thống chỉ tạo ra rất ít bùn do thành phần của củ sắn và các hồ điều hòa. Trong các hồ điều hòa, các hạt thô bị loại bỏ, chỉ các hạt nhỏ, mịn với hàm lượng xơ thấp được đi vào hồ kỵ khí phủ kín. Các thành phần này được chuyển hóa hoàn toàn trong hệ thống hồ mà không tạo thành bất kỳ lượng bùn nào. Phần các xơ bị loại bỏ cơ học trong hồ điều

hòa được sử dụng làm phân bón sau khi đã ủ compost.

Hoạt động của dự án sẽ tiến hành thu hồi lượng khí biogas phát sinh từ hồ kỵ khí để tạo nhiệt năng. Dự án không có thiết bị đồng phát điện nhiệt mà chỉ phát nhiệt. Để thu lượng khí biogas từ hồ yếm khí, dự án tiến hành lắp đặt một quạt thổi khí. Điện năng tiêu thụ trong hoạt động dự án sẽ cao hơn một chút so với hoạt động không có dự án do nhà máy lắp đặt thêm một quạt thổi khí. Lượng phát thải do tiêu