Thạc Sĩ Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường do sản xuất tinh bột sắn và đề xuất phương án công nghệ khả t

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 12
CHƯƠNG I:
HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ TINH BỘT SẮN TRÊN THẾ
GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1
1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và trong khu vực 1
1.1.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới. . 1
1.1.2. Tình hình thương mại tinh bột sắn trên thế giới. 5
1.1.3. Xu hướng tiêu dùng tinh bột sắn trên thế giới. . 6
1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ tinh bột sắn ở Việt Nam. 6
CHƯƠNG II:
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN VÀ CÁC CHẤT THẢI 11
2.1. Đặc trưng nguyên liệu. . 11
2.1.1. Các giống sắn truyền thống. . 11
2.1.2. Các giống sắn mới. . 12
2.2. Cấu tạo và thành phần hóa học của củ sắn. . 15
2.2.1. Cấu tạo củ sắn. 15
2.2.2. Thành phần hóa học của củ sắn. . 16
2.3. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn. 17
2.3.1. Quá trình sản xuất tinh bột sắn cơ bản. . 17
2.3.2. Một số loại hình công nghệ sản xuất tinh bột sắn. 18
2.4. Các chất thải từ quá trình sản xuất tinh bột sắn. 32
2.4.1. Chất thải rắn. . 32
2.4.2. Khí ô nhiễm . 32


2.4.3. Nước thải. 33
2.5. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường do sản xuất tinh bột sắn. 35
2.5.1. Hiện trạng môi trường các làng nghề sản xuât tinh bột sắn. 35
2.5.2. Hiện trạng môi trường các nhà máy xuất tinh bột sắn. . 39
CHƯƠNG III:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN
XUẤT TINH BỘT SẮN 42
3.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý yếm khí thu biogas . 45
3.1.1. Cơ chế và tác nhân quá trình phân hủy yếm khí. 45
3.1.2. Một số dạng xử lý yếm khí điển hình. 49
3.2. Cơ sở lý thuyết quá trình xử lý hiếu khí nước thải sau xử lý thu
biogas. 55
3.2.1. Cơ chế và tác nhân quá trình phân hủy hiếu khí. 55
3.2.2. Một số dạng xử lý hiếu khí điển hình. 57
3.3. Hiện trạng xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và ở Việt
Nam. . 61
3.3.1. Hiện trạng xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn trên thế giới. . 61
3.3.2. Hiện trạng xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam. . 65
3.4. Đề xuất công nghệ khả thi xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn. . 70
3.4.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý nước thải tinh bột sắn. 70
3.4.2. Lợi ích của việc thu hồi khí Biogas (khí sinh học). 71
3.4.3. Đề xuất công nghệ khả thi xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn. 72
CHƯƠNG IV:
HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN CÔNG TY TNHH MINH
QUANG - YÊN BÁI 78
4.1. Tổng quan về nhà máy sản xuất tinh bột sắn Minh Quang – Yên Bái 78


4.1.1. Sơ lược về nhà máy. 78
4.1.2. Công nghệ sản xuất của nhà máy. . 79
4.1.3. Đặc trưng nước thải nhà máy. . 82
4.1.4. Công nghệ xử lý nước thải đang được áp dụng. . 83
4.2. Thiết kế hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh
bột sắn Minh Quang – Yên Bái. 86
4.2.1. Bể lắng sơ bộ 88
4.2.2. Bể tách cặn . 90
4.2.3. Bể Điều hòa 93
4.2.4. Hồ CIGAR . 94
4.2.5. Hồ hiếu khí . 98
4.2.6. Hồ sinh học ổn định. . 102
4.2.7. Tính toán máy nén khí sinh học. . 104
4.2.8. Tính toán hóa chất điều chỉnh pH. 105
4.2.9. Tính toán xử lý bùn cặn. . 106
4.2.10. Bố trí các công trình xử lý nước thải. . 113
4.3. Xác định chỉ tiêu kinh tế xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhà máy
sản xuất tinh bột sắn Minh Quang – Yên Bái. . 114
KẾT LUẬN 117
KIẾN NGHỊ . 118
PHỤ LỤC 123










Danh mục các bảng biểu.
Trang
Bảng 1.1. Sản lượng và mậu dịch sắn thế giới 2
Bảng 1.2. Sản lượng sắn củ tươi trên thế giới 3
Bảng 1.3. Xuất khẩu sắn trên thế giới . 5
Bảng 1.4. Xuất khẩu sản phẩm sắn của Thái Lan . 5
Bảng 1.5. Diện tích, năng suất và sản lượng cây lương thực chủ yếu tại Việt
Nam 7
Bảng 1.6. Diện tích trồng sắn tại các khu vực của Việt Nam 1995-2009 7
Bảng 1.7. Sản lượng sắn trong các khu vực của Việt Nam 1995-2009 8
Bảng 1.8: Công suất của một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam . 10
Bảng 2.1. Hàm lượng Linaminin (C 10 H 17 NO 6 ) trong sắn củ tươi . 12
Bảng 2.2. Diện tích trồng và năng suất của các giống sắn hiện đang sử dụng tại
Việt Nam . 13
Bảng 2.3. Thành phần hoá học của củ sắn tươi và sắn khô 16
Bảng 2.4. Định mức tiêu thụ nguyên, nhiên, vật liệu sản xuất tinh bột sắn . 31
Bảng 2.5. Đặc trưng nước thải từ công nghệ sản xuất tinh bột sắn 34
Bảng 2.6. Đặc trưng nước thải cống chung làng nghề sản xuất tinh bột 36
Bảng 2.7. Chất lượng nước mặt một số làng nghề sản xuất tinh bột 37
Bảng 2.8. Chất lượng nước ngầm làng nghề sản xuất tinh bột . 37
Bảng 2.9. Chất lượng môi trường không khí ở một số làng nghề sản xuất tinh bột 38
Bảng 3.1: Đặc trưng nước thải của một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn . 65
Bảng 4.1. Đặc trưng nước thải nhà máy SXTBS Minh Quang – Yên Bái 83


Bảng 4.2. Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột sắn
Minh Quang – Yên Bái 86
Bảng 4.3. Thông số kỹ thuật bể lắng sơ bộ 90
Bảng 4.4. Thông số kỹ thuật bể tách cặn . 92
Bảng 4.5. Thông số kỹ thuật bể điều hòa . 94
Bảng 4.6. Thông số kỹ thuật hồ CIGAR 97
Bảng 4.7. Thông số kỹ thuật hồ hiếu khí . 102
Bảng 4.8. Thông số kỹ thuật hồ sinh học . 103






























Danh mục hình.
Trang
Hình 2.1. Mặt cắt ngang củ sắn 15
Hình 2.2.Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn quy mô hộ gia đình . 19
Hình 2.3. Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn quy mô nhỏ bằng các thiết
bị bán cơ giới . 21
Hình 2.4. Quy trình tinh chế tinh bột sắn kèm dòng thải . 23
Hình 2.5: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Thái Lan kèm
dòng thải 25
Hình 2.6. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc kèm
dòng thải 29
Hình 3.1. Số lượng xử lý yếm khí giai đoạn từ 1972-2006 44
Hình 3.2. Quá trình phân giải kỵ khi các hợp chất hữu cơ 46
Hình 3.3. Thiết bị yếm khí dạng tiếp xúc 50
Hình 3.4. Thiết bị yếm khí dạng tháp đệm 51
Hình 3.5. Thiết bị yếm khí dạng giả lỏng . 52
Hình 3.6. Sơ đồ thiết bị UASB 53
Hình 3.7. Tỷ lệ sử dụng công nghệ UASB xử lý nước thải công nghiệp trên thế
giới giai đoạn 1981-2007 54
Hình 3.8. Sơ đồ xử lý nước thải theo bể Aeroten thông thường . 58
Hình 3.9. Sơ đồ hệ thống lọc sinh học 59
Hình 3.10. Các quá trình trong bể lọc sinh học . 60
Hình 3.11. Đánh giá kinh tế đối với dự án xây dựng các hệ thống xử lý nước
thải 65
Hình 3.12. Công nghệ xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn với một dòng thải . 74


Hình 3.13. Công nghệ đề xuất xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn có 2 dòng
thải 76
Hình 4.1. Cơ cấu tổ chức nhà máy SXTBS Minh Quang – Yên Bái . 79
Hình 4.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất nhà máy SXTBS Minh Quang– Yên Bái
kèm dòng thải 80
Hình 4.3. Công nghệ xử lý nước thải nhà máy SXTBS Minh Quang– Yên Bái . 84





















DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

TT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt

1 BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu ôxy sinh hóa
2 COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu ôxy hóa học
3 DO Dissolved Oxygen Hàm lượng Oxy hòa tan
4 SS Suspended Solid Chất rắn lơ lửng
5 TS Total Solids Tổng lượng chất rắn
6 TDS Total Dissolved Solids Tổng chất rắn hòa tan
7 TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắng lơ lửng
8 AnWT Anaerobic Wastewater Treatment Xử lý nước thải yếm khí
9 AeWT Aerobic Wastewater Treatment Xử lý nước thải hiếu khí
10 FAO Food and Agriculture
Organization of the United
Nations
Tổ chức Lương thực và
Nông nghiệp Liên Hiệp
Quốc
11 UASB Upflow Anaerobic Sludge Bed Hệ thống xử lý yếm khí với
dòng hướng lên qua một
lớp bùn
12 HRT Hydraulic Retention Time Thời gian lưu nước thải
13 SRT Sludge Retention Time Thời gian lưu bùn
14 OLR Organic Loading Rate Tải trọng hữu cơ
15 CDM Clean Development Mechanism Cơ chế phát triển sạch





MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, năng lực sản xuất và chế biến sắn của Việt Nam
đã có bước tiến bộ đáng kể. Nếu như năm 2005 diện tích trồng sắn của cả nước
khoảng 425.500 ha, thì đến năm 2007 diện tích trồng đã là 495.500 ha. Năm 2009
diện tích trồng sắn tiếp tục tăng và đạt 560.400 ha, sản lượng ước đạt 9,45 triệu tấn
tăng 40,8 % so với năm 2005, và tăng 15,4 % so với năm 2007. Năng suất những
năm vừa qua cũng tăng, mặc dù không nhiều, từ 15,35 tấn/ha năm 2005 (trung bình
của thế giới là 12,16 tấn/ha), lên 16,24 tấn/ha năm 2007 và đạt 16,90 tấn/ha trong
năm 2009. [18]
Nhiều cơ sở sản xuất tinh bột sắn cũng đã được xây dựng. Trên phạm vi cả
nước có khoảng 44 nhà máy sản xuất tinh bột sắn có quy mô công nghiệp với công
suất 50ư200 tấn/ngày và hơn 4.000 cơ sở sản xuất thủ công.[8]
Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của ngành sản xuất tinh bột sắn, các vấn
nạn về môi trường cũng ngày càng gia tăng; nước thải từ sản xuất tinh bột sắn chứa
hàm lượng BOD 5 và TSS rất cao; khối lượng chất thải rắn lớn, độ ẩm cao dễ bị
chuyển hóa do các vi sinh vật có trong nước thải. Sản xuất tinh bột sắn là một trong
những ngành có định mức sử dụng nước lớn (trung bình từ 14 ư 20 m
3
cho 1 tấn sản
phẩm). Do đó nước thải từ nhà máy sản xuất tinh bột sắn khi thải ra nguồn nước sẽ
làm cho môi trường nước ô nhiễm nghiêm trọng. Chính vì vậy, nếu không được xử
lý, nước thải sản xuất tinh bột sắn sẽ là một hiểm họa tiềm tàng cho môi trường
xung quanh và ảnh hưởng không nhỏ tới sức khỏe cộng đồng dân cư trên địa bàn
sản xuất.
Trên thế giới cũng như ở trong nước, từ lâu đã có nhiều nghiên cứu để xử lý
nước thải giàu hữu cơ nói chung và nước thải ngành sản xuất tinh bột sắn nói riêng.
Tuy nhiên, để ứng dụng trong thực tế một cách hiệu quả còn rất nhiều vấn đề liên
quan cần quan tâm như các yêu cầu về kỹ thuật, khả năng đầu tư, quản lý vận
hành . Ở Việt Nam hiện nay, một số công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy sản


xuất tinh bột sắn cũng đã được ứng dụng, tuy nhiên thực tế khảo sát cho thấy hầu
hết các cơ sở xử lý không đạt tiêu chuẩn thải và hầu như không có hệ thống xử lý
mùi triệt để. Chính vì vậy, việc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải khả thi, phù hợp
với điều kiện ở Việt Nam là rất cần thiết.
Đề tài: “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường do sản xuất tinh bột sắn
và đề xuất phương án công nghệ khả thi xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh
bột sắn” được thực hiện nhằm góp phần bảo vệ môi trường và phát triển sản xuất
tinh bột sắn một cách bền vững.
Luận văn bao gồm những nội dung sau:
Chương I: Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ tinh bột sắn trên thế giới và ở Việt
Nam
Chương II: Công nghệ sản xuất tinh bột sắn và các chất thải
Chương III: Cơ sở lý thuyết lựa chọn công nghệ xử lý nước thải sản xuất tinh
bột sắn
Chương IV: Hoàn thiện công nghệ và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho
nhà máy sản xuất tinh bột sắn công ty TNHH Minh Quang – Yên Bái.