Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn theo hướng tiếp cận Cơ chế phát triển sạch (CDM)

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:112

Thêm vào BST

Báo xấu

134
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn được thực hiện với mục tiêu xử lý ô nhiễm môi trường (nước thải chế biến tinh bột sắn) kết hợp thu khí giảm phát thải khí nhà kính nhằm bảo vệ môi trường và tăng hiệu quả kinh tế.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn theo hướng tiếp cận Cơ chế phát triển sạch (CDM)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ► ◙◄ Đỗ Thị Hải Vân NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN THEO HƯỚNG TIẾP CẬN CƠ CHẾ PHÁT TRIỂN SẠCH (CDM) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ► ◙◄ Đỗ Thị Hải Vân NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN THEO HƯỚNG TIẾP CẬN CƠ CHẾ PHÁT TRIỂN SẠCH (CDM) Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 608502 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THỊ HÀ
Hà Nội 2012
LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Thị Hà – giảng viên khoa Môi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội – đã luôn quan tâm giúp đỡ và hướng dẫn em tận tình, chu đáo trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp. Em xin cảm ơn các thành viên thực hiên đề tài QMT1101 đã giúp đỡ và hỗ trợ rất nhiều cho em trong quá trình hoàn thành luận văn. Em cũng xin gửi lời tri ân tới các thầy cô giáo trong trường, đặc biệt là các thầy cô khoa Môi trường đã dìu dắt và truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong những năm học tập tại trường. Cuối cùng, em xin dành lời cảm ơn cho gia đình, người thân, bạn bè đã tin tưởng, động viên, khích lệ em hoàn thành luận văn này. Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2012 Học viên Đỗ Thị Hải Vân
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................................. 3 1.1 Ngành chế biến tinh bột sắn ........................................................................................... 3 1.1.1 Quy trình chế biến tinh bột sắn .................................................................................. 3 1.1.2. Nước thải ngành chế biến tinh bột sắn ..................................................................... 5 Bảng 1.1. Chất lượng nước thải từ sản xuất tinh bột sắn [48] ......................................... 6 1.2. Xử lý nước thải ngành chế biến tinh bột sắn bằng phương pháp sinh học ............... 8 1.2.1. Cơ chế của quá trình phân hủy hiếu khí [13] ............................................................ 8 1.2.2. Cơ chế của quá trình phân hủy kỵ khí ...................................................................... 9 Bể UASB (Upward – flow Anaerobic Sludge Blanket) ...................................................... 13 Hình 1.4. Bể UASB [27] ..................................................................................................... 14 Bể CIGAR (Covered InGround Anaerobic Reactor) [38, 56] ........................................... 14 Hình 1.5. Bể CIGAR [38] ................................................................................................... 15 1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học ........................................ 15 Bảng 1.2. Nồng độ các chất dinh dưỡng cần thiết [14] ................................................... 17 1.3. Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn .................................... 19 1.3.1. Các nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn trên thế giới ..................... 19 1.3.2. Các nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam ...................... 20 1.4. Cơ chế phát triển sạch (CDM) .................................................................................... 21 1.4.1. Giới thiệu chung về CDM [3, 4, 8, 55] ..................................................................... 21 1.4.2. Hoat động CDM ở trên thế giới [7, 64, 70] .............................................................. 23 Bảng 1.3. Một số dự án CDM tiêu biểu của các quốc gia [7] .......................................... 25 Bảng 1.4 . Một số dự án CDM tiêu biểu của Việt Nam [7] ............................................. 31 Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 37 2.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................................. 37 2.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................. 38 2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu .................................................................................. 38 2.2.2. Phương pháp điều tra và khảo sát thực tế ............................................................... 39 2.2.3. Phương pháp thực nghiệm ....................................................................................... 39
2.2.4. Tính toán lượng phát thải KNK khi không thu gom và xử lý nước thải (Phương án 1) .......................................................................................................................................... 44 2.2.5. Tính toán giảm phát thải KNK khi có thu gom và xử lý nước thải theo phương pháp luận do IPCC hướng dẫn ........................................................................................... 45 46 .............................................................................................................................................. Bảng 2.1. Mô tả phương pháp luận AMSI.C và AMS.III.H ............................................ 46 2.2.6. Phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế khi áp dụng CDM ................................... 51 2.2.7. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu ...................................................................... 51 3.1. Kết quả khảo sát hiện trạng sản xuất tinh bột sắn và nước thải tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội .......................................................................................................... 52 3.1.1. Kết quả khảo sát hiện trạng sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội ...................................................................................................................................... 52 3.1.2. Kết quả khảo sát đặc trưng nước thải sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội ....................................................................................................................... 53 Bảng 3.1. Tổng sản lượng, nước thải và bã thải từ sản xuất tinh bột sắn ..................... 54 Bảng 3.2. Kết quả phân tích nước thải sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội ........................................................................................................................ 54 3.2. Kết quả xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn có tận thu metan bằng hệ thống UASB thực nghiệm ............................................................................................................. 56 3.2.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tải lượng COD đến hiệu quả xử lý ................ 56 3.2.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu quả xử lý ..................... 57 3.2.3. Kết quả khảo sát hiệu suất chuyển hóa khí ............................................................ 58 3.3. Kết quả đánh giá hiệu quả giảm phát thải KNK với các phương án xử lý nước thải lựa chọn .............................................................................................................................. 59 3.3.1. Kết quả tính toán lượng phát thải KNK khi không thu gom và xử lý nước thải (Phương án 1) ...................................................................................................................... 59 3.3.2. Kết quả đánh giá hiệu quả giảm phát thải KNK khi xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn ................................................................................................................................ 60 Bảng 3.3. Kết quả xác định đường biên phát thải giả thuyết ......................................... 62 Bảng 3.4. Kết quả tính toán lượng phát thải đường cơ sở (BE) ...................................... 67
Bảng 3.5. Kết quả tính toán lượng phát thải của hoạt động CN KSH (PE) ................... 70 3.3.3 Kết quả tính toán hiệu quả kinh tế từ bán chứng chỉ CER và khi thay thế một phần lượng than sử dụng cho quá trình sản xuất tinh bột sắn bằng khí sinh học thu hồi 71 .............................................................................................................................................. 3.4. Đề xuất giải pháp phù hợp để xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn giảm phát thải khí nhà kính .......................................................................................................................... 74 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ...................................................................................... 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 81 PHỤ LỤC ............................................................................................................................. 90
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG Danh mục hình Hình 1.1. Quy trình chế biến tinh bột sắn [24, 45] .............................................................. 3 Hình 1.2. Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí [13] .............. 9 Hình 1.3. Quy trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ [46, 51] ................................ 10 Hình 1.6. Một số hoạt động phát thải KNK do con người gây ra ..................................... 23 Hình 1.7. Sơ đồ tổ chức thực hiện CDM tại Việt Nam .................................................... 29 Hình 1.8. Lượng CER của Việt Nam so với thế giới ........................................................ 35 Hình 2.1. Sơ đồ vị trí xã Dương Liễu, huyện Hoài Đức, Hà Nội ..................................... 38 Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ UASB ......................................................... 41 Hình 2.3. Tính toán lượng giảm phát thải KNK [43] ......................................................... 46 Hình 3.1. Quy trình sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu ............................ 52 Hình 3.2. Ảnh hưởng của tải lượng COD đến tốc độ xử lý ............................................ 57 Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian lưu tới hiệu quả xử lý .............................................. 57 Hình 3.4. Hiệu suất chuyển hóa khí .................................................................................. 58 Hình 3.5. Mối quan hệ giữa lượng khí tạo thành và lượng COD chuyển hóa ................. 59 Hình 3.6. Kết quả xác định đường biên phát thải của hoạt động giải pháp CN KSH 61 .............................................................................................................................................. Hình 3.7. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải ...................................................................... 75
Danh mục bảng MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................................. 3 1.1 Ngành chế biến tinh bột sắn ........................................................................................... 3 1.1.1 Quy trình chế biến tinh bột sắn .................................................................................. 3 1.1.2. Nước thải ngành chế biến tinh bột sắn ..................................................................... 5 Bảng 1.1. Chất lượng nước thải từ sản xuất tinh bột sắn [48] ......................................... 6 1.2. Xử lý nước thải ngành chế biến tinh bột sắn bằng phương pháp sinh học ............... 8 1.2.1. Cơ chế của quá trình phân hủy hiếu khí [13] ............................................................ 8 1.2.2. Cơ chế của quá trình phân hủy kỵ khí ...................................................................... 9 Bể UASB (Upward – flow Anaerobic Sludge Blanket) ...................................................... 13 Hình 1.4. Bể UASB [27] ..................................................................................................... 14 Bể CIGAR (Covered InGround Anaerobic Reactor) [38, 56] ........................................... 14 Hình 1.5. Bể CIGAR [38] ................................................................................................... 15 1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học ........................................ 15 Bảng 1.2. Nồng độ các chất dinh dưỡng cần thiết [14] ................................................... 17 1.3. Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn .................................... 19 1.3.1. Các nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn trên thế giới ..................... 19 1.3.2. Các nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam ...................... 20 1.4. Cơ chế phát triển sạch (CDM) .................................................................................... 21 1.4.1. Giới thiệu chung về CDM [3, 4, 8, 55] ..................................................................... 21 1.4.2. Hoat động CDM ở trên thế giới [7, 64, 70] .............................................................. 23 Bảng 1.3. Một số dự án CDM tiêu biểu của các quốc gia [7] .......................................... 25 Bảng 1.4 . Một số dự án CDM tiêu biểu của Việt Nam [7] ............................................. 31 Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 37 2.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................................. 37 2.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................. 38 2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu .................................................................................. 38
2.2.2. Phương pháp điều tra và khảo sát thực tế ............................................................... 39 2.2.3. Phương pháp thực nghiệm ....................................................................................... 39 2.2.4. Tính toán lượng phát thải KNK khi không thu gom và xử lý nước thải (Phương án 1) .......................................................................................................................................... 44 2.2.5. Tính toán giảm phát thải KNK khi có thu gom và xử lý nước thải theo phương pháp luận do IPCC hướng dẫn ........................................................................................... 45 46 .............................................................................................................................................. Bảng 2.1. Mô tả phương pháp luận AMSI.C và AMS.III.H ............................................ 46 2.2.6. Phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế khi áp dụng CDM ................................... 51 2.2.7. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu ...................................................................... 51 3.1. Kết quả khảo sát hiện trạng sản xuất tinh bột sắn và nước thải tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội .......................................................................................................... 52 3.1.1. Kết quả khảo sát hiện trạng sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội ...................................................................................................................................... 52 3.1.2. Kết quả khảo sát đặc trưng nước thải sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội ....................................................................................................................... 53 Bảng 3.1. Tổng sản lượng, nước thải và bã thải từ sản xuất tinh bột sắn ..................... 54 Bảng 3.2. Kết quả phân tích nước thải sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội ........................................................................................................................ 54 3.2. Kết quả xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn có tận thu metan bằng hệ thống UASB thực nghiệm ............................................................................................................. 56 3.2.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tải lượng COD đến hiệu quả xử lý ................ 56 3.2.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu quả xử lý ..................... 57 3.2.3. Kết quả khảo sát hiệu suất chuyển hóa khí ............................................................ 58 3.3. Kết quả đánh giá hiệu quả giảm phát thải KNK với các phương án xử lý nước thải lựa chọn .............................................................................................................................. 59 3.3.1. Kết quả tính toán lượng phát thải KNK khi không thu gom và xử lý nước thải (Phương án 1) ...................................................................................................................... 59 3.3.2. Kết quả đánh giá hiệu quả giảm phát thải KNK khi xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn ................................................................................................................................ 60
Bảng 3.3. Kết quả xác định đường biên phát thải giả thuyết ......................................... 62 Bảng 3.4. Kết quả tính toán lượng phát thải đường cơ sở (BE) ...................................... 67 Bảng 3.5. Kết quả tính toán lượng phát thải của hoạt động CN KSH (PE) ................... 70 3.3.3 Kết quả tính toán hiệu quả kinh tế từ bán chứng chỉ CER và khi thay thế một phần lượng than sử dụng cho quá trình sản xuất tinh bột sắn bằng khí sinh học thu hồi 71 .............................................................................................................................................. 3.4. Đề xuất giải pháp phù hợp để xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn giảm phát thải khí nhà kính .......................................................................................................................... 74 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ...................................................................................... 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 81 PHỤ LỤC ............................................................................................................................. 90
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT BE Lượng phát thải đường cơ sở BOD Nhu cầu oxy sinh hóa CDM Cơ chế phát triển sạch CER Chứng chỉ giảm phát thải CN KSH Công nghệ khí sinh học COD Nhu cầu oxy hóa học CPA Các hoạt động dự án áp dụng Cơ chế phát triển sạch CT KSH Công trình Khí sinh học DNA Cơ quan thẩm quyền quốc gia EB Ban quản lý ER Giảm phát thải € Euro GWP Tiềm năng ấm lên toàn cầu IET Buôn bán phát thải toàn cầu IPCC Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu JI Cơ chế đồng thực hiện KNK Khí nhà kính KP Nghị định thư Kyoto KSH Khí sinh học PDD Văn kiện thiết kế dự án PE Lượng phát thải khi có hoạt động CN KSH SSC Phương pháp CDM quy mô nhỏ tCO2e tấn cacbon đioxit tương đương UASB Thiết bị đệm bùn yếm khí dòng chảy ngược UBND Ủy ban nhân dân UNFCCC Công ước khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu
Luận văn thạc sĩ MỞ ĐẦU Nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa với mục tiêu phấn đấu đến năm 2020, về cơ bản Việt Nam sẽ trở thành một nước công nghiệp và tất yếu là sự đô thị hóa ở các thành phố lớn. Theo dự báo, đến năm 2020 tỷ lệ đô thị hóa của nước ta sẽ đạt 45% tương ứng với quy mô dân số là khoảng 46 triệu người [79]. Tuy nhiên kèm theo đó là vấn đề môi trường ngày càng trở nên bức xúc và cần phải được giải quyết. Từ thực tế của ngành sản xuất tinh bột sắn là m ộ t trong nh ữ ng ngành công nghiệp tiêu thụ nhiều nước và năng lượng. Hàng năm lượng nước xả thải ra môi trường của ngành khá lớn (15 m3/tấn sắn tươi) [48]; nước thải chứa nhiều các chất hữu cơ, chất độc cyanua có độc tính cao... gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không có biện pháp xử lý hiệu quả. Với đặc trưng của nước thải chế biến tinh bột sắn có hàm lượng chất hữu cơ cao khi phân hủy có thể tạo thành khí metan, CO 2 là những khí có thể gây hiệu ứng nhà kính, nên xu hướng trên thế giới ngày nay, không chỉ tập trung vào khía cạnh xử lý nước thải mà còn xem xét, kết hợp việc xử lý nước thải với việc tận thu, giảm phát thải khí nhà kính theo hướng tiếp cận cơ chế phát triển sạch – CDM. Ở Việt nam bước đầu đã có một số nghiên cứu khả quan về xử lý nước thải ngành tinh bột sắn theo xu thế trên nhưng nhìn chung mới là bước đầu và chưa đạt hiệu quả cao. Trong khi đó, ngành công nghiệp sản xuất tinh bột sắn ở nước ta lại rất phát triển, đã đóng góp một phần không nhỏ vào tốc độ tăng trưởng kinh tế. Vì vậy, việc xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn theo xu hướng trên là hoàn toàn có triển vọng để mở rộng và áp dụng phổ biến trong tương lai. Tuy nhiên, vẫn cần phải có những nghiên cứu cụ thể hơn và phù hợp với điều kiện hiện nay của nước ta. Đặc biệt là vận dụng các phương pháp luận do Đỗ Thị Hải Vân 1 Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN
Luận văn thạc sĩ Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) hướng dẫn để tính toán giảm phát thải khí nhà kính trong xử lý nước thải ngành tinh bột sắn. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, trong luận văn này đã tiến hành thực hiện đề tài : “Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn theo hướng tiếp cận Cơ chế phát triển sạch (CDM)” với mục tiêu: xử lý ô nhiễm môi trường (nước thải chế biến tinh bột sắn) kết hợp thu khí giảm phát thải khí nhà kính nhằm bảo vệ môi trường và tăng hiệu quả kinh tế. Nội dung nghiên cứu của luận văn: Nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn tại cơ sở sản xuất tinh bột sắn làng nghề Dương Liễu, Hà Nội đảm bảo đạt quy chuẩn xả thải theo QCVN 40/2011 BTNMT, mức B Tính toán giảm phát thải khí nhà kính khi thu hồi và tận dụng khí metan hình thành từ quá trình phân hủy yếm khí của hệ thống xử lý nước thải Ước tính hiệu quả kinh tế từ bán chứng chỉ giảm phát thát (CER) và khi thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch (than) bằng khí sinh học thu hồi. . Đỗ Thị Hải Vân 2 Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN
Luận văn thạc sĩ Đỗ Thị Hải Vân 3 Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN
Luận văn thạc sĩ Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Ngành chế biến tinh bột sắn 1.1.1 Quy trình chế biến tinh bột sắn Quy trình chế biến tinh bột sắn được thể hiện trong Hình 1.1 Quá trình chế biến tinh bột sắn cần sử dụng một lượng lớn nước chủ yếu cho quá trình rửa và lọc. Lượng nước thải ra trung bình 15 m3 khi sản xuất 1 tấn sắn tươi. Sau khi lọc bột sắn được sấy khô bằng không khí nóng để giảm lượng nước từ 35 40% xuống 11 13%. Quá trình này đòi hỏi nhiều năng lượng. Thông thường nhu cầu năng lượng điện và năng lượng nhiệt cho 1 kg sản phẩm là 0,320 – 0,939 MJ và 1,141 2,749 MJ tương đương 25% và 75% tổng năng lượng [48]. Sắn củ tươi Nước Bóc vỏ, rửa sạch Nước thải Nghiền Vỏ sắn Nước Lọc thô Bã thải rắn Lắng lần 1 Lắng lần 2 Nước thải Thu tinh bột Thu bột đen Nhiệt lượng Phơi sấy khô Hơi nước Sản phẩm Hình 1.1. Quy trình chế biến tinh bột sắn [24, 45] Đỗ Thị Hải Vân 3 Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN
Luận văn thạc sĩ + Rửa bóc vỏ: là công đoạn làm sạch nguyên liệu, đồng thời loại bỏ lớp vỏ Quá trình rửa nguyên liệu được thực hiện nhờ thiết bị rửa hình trống quay hoặc máy rửa có guồng. Máy rửa hình trống quay, gồm một buồng hình trụ mở, được bọc bằng mắt lưới thô, quay với tốc độ 10 ÷ 15 vòng/phút. Thiết bị làm việc gián đoạn theo mẻ, nguyên liệu được cho vào lồng. Khi lồng quay nước được tưới vào trong suốt quá trình nhờ bộ phận phân phối nước. Khi lồng quay các củ sắn chuyển động trong lồng va chạm vào nhau và va chạm vào thành lồng, do đó đất cát cà vỏ được tách ra [27, 45, 78]. Sau khi bóc vỏ, củ sắn thường được ngâm trong máng nước để loại bỏ các chất hoà tan trong nguyên liệu như: độc tố, sắc tố, tanin,… + Nghiền: Sau khi ngâm, sắn được đưa vào thiết bị nghiền thành bột nhão, phá vỡ tế bào củ và giải phóng tinh bột. Bột nhão sau nghiền gồm tinh bột, xơ và các chất hoà tan như đường, chất khoáng, protein, enzym và các vitamin [27, 45, 78]. + Lọc thô: là công đoạn quan trọng, phải sử dụng nhiều nước có thể lọc thủ công hoặc dùng máy lọc. Lọc thủ công dùng lưới lọc, bột nhão được trộn đều trong nước, được chà và lọc trên khung lọc, dịch bột lọc chảy qua lưới lọc vào bể còn bã sắn ở trên được lọc lần 2 để tận thu tinh bột. Máy lọc: là một thùng quay trong đó có đặt lưới lọc, làm việc gián đoạn theo mẻ. Nước và bột nhão được cấp vào thùng, khi thùng quay bột nhão được đảo đều trong nước nhờ cánh khuấy, sữa bột chảy xuống dưới qua khung lưới lọc trước khi vào bể lắng. Lưới lọc ngoài thùng quay giữ lại các hạt bột có kích thước lớn, phần bột này sẽ được đưa trở lại thiết bị lọc. còn phần xơ bã được xả ra ngoài qua cửa xả bã [27, 45, 78]. Đỗ Thị Hải Vân 4 Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN
Luận văn thạc sĩ + Lắng : Tinh bột có đặc điểm dễ lắng và dễ tách, sau 8 ÷ 15h có thể lắng hoàn toàn. Khi bột đã lắng, từ từ tháo nước tránh gây sáo trộn tạp chất (bột đen) trên bề mặt lớp bột. Lớp bột đen sẽ được loại bỏ để đảm bảo chất lượng của bột thành phẩm. Để thu được tinh bột có chất lượng cao, tinh bột sắn thô được tinh chế một lần nữa theo quy tình sau: Bột thô có độ ẩm từ 55 ÷ 60% cho vào bể, bơm nước vào với tỉ lệ bột và nước là 1/6. Dùng máy khuấy cho đồng nhất, để bột lắng lại sau 8 ÷ 15h tháo nước trong và hớt lớp bột đen nổi lên trên. Có thể rửa 3 đến 4 lần để loại bỏ hết tạp chất, sau khi rửa xong dùng tro thấm nước và đem bột ra phơi hoặc sấy khô [27, 45, 78]. 1.1.2. Nước thải ngành chế biến tinh bột sắn Lượng nước thải sinh ra từ trong quá trình chế biến tinh bột sắn là rất lớn, trung bình 10 30 m3/tấn sản phẩm [48]. Căn cứ vào qui trình chế biến bột sắn, có thể chia nước thải thành 2 dòng: Dòng thải 1: là nước thải ra sau khi phun vào guồng rửa sắn củ để loại bỏ các chất bẩn và vỏ ngoài củ sắn. Loại nước thải này có lưu lượng thấp (khoảng 2m3 nước thải /tấn sắn củ), chủ yếu chứa các chất có thể sa lắng nhanh (vỏ sắn, đất, cát…). Do vậy với nước thải loại này có thể cho qua song chắn, để lắng rồi quay vòng nước ở giai đoạn rửa. Phần bị giữ ở song chắn (vỏ sắn) sau khi phơi khô được làm nhiên liệu chất đốt tại các gia đình sản xuất. Dòng thải 2: là nước thải ra trong quá trình lọc sắn, loại nước thải này có lưu lượng lớn (10m3 nước thải/tấn sắn củ), có hàm lượng chất hữu cơ cao, hàm lượng rắn lơ lửng cao, pH thấp, hàm lượng xianua cao, mùi chua, màu trắng đục. Nước thải chế biến tinh bột sắn bao gồm các thành phần hữu cơ như tinh bột, protein, xenluloza, pectin, đường có trong nguyên liệu củ sắn tươi là nguyên nhân gây ô nhiễm cao cho các dòng nước thải của nhà máy sản xuất tinh bột sắn [1, 18]. Đỗ Thị Hải Vân 5 Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN
Luận văn thạc sĩ Nước thải sinh ra từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có các thông số đặc trưng: pH thấp, hàm lượng chất hữu cơ và vô cơ cao, thể hiện qua hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), các chất dinh dưỡng chứa N, P, các chỉ số về nhu cầu oxy sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hoá học (COD), …với nồng độ rất cao [17, 18]. Nồng độ ô nhiễm của nước thải tinh bột sắn thể hiện cụ thể ở Bảng 1.1. Bảng 1.1. Chất lượng nước thải từ sản xuất tinh bột sắn [48] QCVN TT Thông số Đơn vị Giá trị 40:2011, mức B 1 pH 3.5 5.0 5,59 2 COD mg/l 7000 – 40000 150 3 BOD5 mg/l 6000 – 23000 50 4 TSS mg/l 4000 – 8000 100 5 ∑ N mg/l 42 262 40 6 ∑ P mg/l 11 46 6 7 CN mg/l 10 40 0,1 Số liệu ở bảng 1.1, cho thấy khoảng cách dao động về các chỉ tiêu nước thải cao hơn nhiều lần so với QCVN 40 :2011/ BTNMT c ột B. C ụ th ể, COD cao hơn 200 lần; BOD cao hơn gần 500 lần; tổng nitơ và tổng photpho cao hơn 7 lần…so với QCVN 40:2011/BTNMT. Khi tính riêng cho 52 nhà máy qui mô lớn, ước tính lượng nước thải sinh ra hàng ngày khi vào mùa vụ khoảng 140000 m3/ngày với tải lượng SS khoảng 1000 tấn/ngày; BOD khoảng 3.000 tấn/ngày; COD khoảng 5000 tấn/ngày; CN khoảng 5 tấn/ngày [48]. Đỗ Thị Hải Vân 6 Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN