Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải tinh bột khoai mì trên mô hình kỵ khí ABR và EGSB

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP.HCM TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP.HCM KHOA MOÂI TRÖÔØNG BOÄ MOÂN KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP NGHIEÂN CÖÙU HIEÄU QUAÛ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI TINH BOÄT KHOAI MÌ TREÂN MO HÌNH KÎ KHÍ ABR VAØ EGSB CBHD: TH.S NGUYEÃN THÒ THANH PHÖÔÏNG SVTH: NGUYEÃN THÒ PHI YEÁN MSSV: 90203422 TP.HCM 1/2007 Boä Giaùo duïc vaø Ñaøo taïo Coäng hoøa Xaõ hoäi Chuû nghóa Vieät Nam Ñaïi hoïc Quoác gia TP.HCM Ñoäc laäp Töï do Haïnh phuùc Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch khoa TP.HCM NHIEÄM VUÏ LUAÄN AÙN TOÁT NGHIEÄP HOÏ VAØ TEÂN: .............................................................MSSV:........................................ NGAØNH:.....................................................................LÔÙP: ........................................... KHOA:........................................................................BOÄ MOÂN:................................... 1. Ñaàu ñeà luaän aùn:......................................................................................................... ........................................................................................................................................ 2. Nhieäm vuï (yeâu caàu noäi dung vaø soá lieäu ban ñaàu): .................................................... ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ 3. Ngaøy giao luaän aùn: ................................................................................................... 4. Ngaøy hoaøn thaønh nhieäm vuï: ...................................................................................... 5. Hoï vaø teân ngöôøi höôùng daãn: ...................................................................................... 6. Phaàn höôùng daãn: a. :.................................................................................................................................. b. :.................................................................................................................................. c. : .................................................................................................................................. d. :.................................................................................................................................. Noäi dung vaø yeâu caàu LATN ñaõ ñöôïc thoâng qua boä moân Ngaøy thaùng naêm Chuû nhieäm boä moân Ngöôøi höôùng daãn chính (Kyù vaø ghi roõ hoï teân) (Kyù vaø ghi roõ hoï teân) Phaàn daønh cho Khoa, Boä moân Ngöôøi duyeät: .................................................... Ngaøy baûo veä: ................................................... Ñieåm toång keát:................................................. Nôi löu tröõ luaän aùn:.......................................... LÔØI CAÛM ÔN Luaän vaên toát nghieäp laø söï ñuùc keát caû quaù trình hoïc taäp treân giaûng ñöôøng ñaïi hoïc, ñaùnh daáu moät böôùc ngoaët quan troïng trong cuoäc ñôøi cuûa ngöôøi sinh vieân. Em xin göûi lôøi caùm ôn chaân thaønh nhaát ñeán taát caû caùc thaày coâ, gia ñình vaø baïn beø ñaõ uûng hoä vaø giuùp ñôõ toâi hoaøn thaønh toát luaän vaên naøy. Ñaàu tieân, em xin göûi lôøi caûm ôn ñeán taát caû caùc thaày coâ khoa Moâi tröôøng – Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch khoa TP.HCM – nhöõng ngöôøi ñaõ taän taâm truyeàn ñaït nhöõng kieán thöùc quí baùu trong suoát thôøi gian qua. Ñaëc bieät, em xin göûi ñeán Th.S Nguyeãn Thò Thanh Phöôïng lôøi traân troïng caûm ôn coâ ñaõ taän tình höôùng daãn em trong quaù trình thöïc hieän luaän vaên toát nghieäp. Xin caûm ôn quí thaày coâ phaûn bieän ñaõ daønh thôøi gian quan taâm ñeán luaän vaên vaø ñoùng goùp nhöõng yù kieán quyù baùu ñeå luaän vaên ñöôïc hoaøn thieän hôn. Xin caûm ôn caùc coâ chuù, caùc anh chò taïi cô sôû cheá bieán tinh boät khoai mì Thuû Ñöùc ñaõ taïo ñieàu kieän thuaän lôïi ñeå toâi hoaøn thaønh toát luaän vaên. Xin caûm ôn söï giuùp ñôõ, chæ baûo cuûa caùc anh chò laøm vieäc trong phoøng Thí nghieäm Khoa Moâi tröôøng - Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch khoa TP.HCM. Xin caûm ôn taäp theå lôùp KMT02 vaø ñaëc bieät laø caùc baïn ñaõ cuøng toâi thöïc hieän luaän vaên taïi phoøng thí nghieäm ñaõ cuøng toâi traûi qua nhöõng naêm thaùng khoù queân trong cuoäc ñôøi sinh vieân. Cuoái cuøng con xin göûi ñeán boá meï – ngöôøi ñaõ coù coâng sinh thaønh döôõng duïc, nguoàn ñoäng vieän tinh thaàn lôùn nhaát cuûa con ñaõø taïo moïi ñieàu kieän cho con aên hoïc neân ngöôøi nhöõng lôøi tri aân vaø tình caûm saâu saéc nhaát. Tp.HCM, ngaøy 22 thaùng 12 naêm 2006 Sinh vieân thöïc hieän Nguyeãn Thò Phi Yeán i MUÏC LUÏC DANH MUÏC BAÛNG................................................................................................. VI DANH MUÏC HÌNH ................................................................................................VII DANH MUÏC CAÙC TÖØ VIEÁT TAÉT ........................................................................ X CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU .................................................................................................. 1 1. ÑAËT VAÁN ÑEÀ ...............................................................................................2 2. SÖÏ CAÀN THIEÁT CUÛA ÑEÀ TAØI: .....................................................................3 3. MUÏC TIEÂU CUÛA ÑEÀ TAØI..............................................................................3 4. ÑOÁI TÖÔÏNG NGHIEÂN CÖÙU :.......................................................................3 5. PHAÏM VI NGHIEÂN CÖÙU : ............................................................................3 6. PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU ...................................................................3 7. NOÄI DUNG NGHIEÂN CÖÙU ...........................................................................4 8. YÙ NGHÓA THÖÏC TIEÃN CUÛA ÑEÀ TAØI ..........................................................4 9. GIÔÙI HAÏN CUÛA ÑEÀ TAØI:..............................................................................4 10. PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH : ...................................................................5 CHÖÔNG1 : TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH CHEÁ BIEÁN TINH BOÄT KHOAI MÌ .... 6 1.1. GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ KHOAI MÌ : .....................................................7 1.1.1 Caáu taïo cuû khoai mì.............................................................................. 7 1.1.2 Thaønh phaàn hoaù hoïc ............................................................................. 9 1.1.3 Coâng duïng cuûa khoai mì:.....................................................................10 ii 1.2.TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH COÂNG NGHIEÄP SAÛN XUAÁT TINH BOÄT MÌ ÔÛ VIEÄT NAM : ............................................................................................................11 1.3. CAÙC COÂNG NGHEÄ CHEÁ BIEÁN TINH BOÄT KHOAI MÌ..........................13 1.3.1. Caùc khaâu chuû yeáu trong quy trình cheá bieán tinh boät khoai mì: ...........13 1.3.2. Quy trình cheá bieán tinh boät mì treân theá giôùi: ......................................13 1.3.3. Quy trình cheá bieán tinh boät mì trong nöôùc:.........................................14 1.3.4. Moät soá quy trình saûn xuaát tinh boät khoai mì ôû Vieät Nam hieän nay :....15 1.3.5. Löu löôïng , thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi : ................................18 1.4. TAÙC ÑOÄNG ÑEÁN MOÂI TRÖÔØNG CUÛA NGAØNH CHEÁ BIEÁN TINH BOÄT KHOAI MÌ : .............................................................................................................20 1.4.1. O nhieãm nöôùc thaûi ..............................................................................20 1.4.2. O nhieãm chaát thaûi raén..........................................................................21 1.5. MOÄT SOÁ QUY TRÌNH XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI TINH BOÄT MÌ ÔÛ VIEÄT NAM ......................................................................................................................22 1.5.1. Nhaø maùy saûn xuaát tinh boät khoai mì Phöôùc Long ...............................22 1.5.2 Nhaø maùy saûn xuaát tinh boät khoai mì Taân Chaâu-Taây Ninh....................22 1.5.3. Nhaø maùy saûn xuaát tinh boät khoai mì Hoaøng Minh ..............................25 CHÖÔNG 2 :TOÅNG QUAN VEÀ QUAÙ TRÌNH SINH HOÏC KÎ KHÍ .....................27 2.1 KHAÙI NIEÄM :............................................................................................28 2.2 CAÙC GIAI ÑOAÏN CUÛA QUAÙ TRÌNH KÎ KHÍ :.......................................30 2.3 ÑOÄNG HOÏC CUÛA QUAÙ TRÌNH PHAÂN HUYÛ KÎ KHÍ :...........................33 2.4 AÛNH HÖÔÛNG CUÛA CAÙC YEÁU TOÁ MOÂI TRÖÔØNG : ...............................37 2.4.1 . Nhieät ñoä : ...........................................................................................37 iii 2.4.2 pH:......................................................................................................38 2.4.3 . Dung dòch vaø caùc nguyeân toá veát :.......................................................40 2.4.4. Tính ñoäc vaø tính öùc cheá : ...................................................................40 2.5. COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ KÎ KHÍ:...............................................................43 2.5.1 ABR .....................................................................................................44 2.5.2 EGSB ...................................................................................................46 2.6 CÔ SÔÛ LÖÏA CHOÏN COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ..............................................47 CHÖÔNG 3 : MO HÌNH VAØ PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU.............................49 3.1 CÔ SÔÛ LÖÏA CHOÏN MO HÌNH NGHIEÂN CÖÙU ......................................50 3.2 ÑOÁI TÖÔÏNG NGHIEÂN CÖÙU : .................................................................51 3.3 MO HÌNH THÍ NGHIEÄM:........................................................................52 3.3.1 Moâ hình ABR : ....................................................................................52 3.3.2 Moâ hình EGSB :..................................................................................53 3.3. PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU.............................................................54 3.3.1. Beå ABR : .............................................................................................54 3.3.2. Beå EGSB :...........................................................................................55 3.4 PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH :................................................................55 CHÖÔNG 4 :KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU VAØ BAØN LUAÄN .....................................56 A – MO HÌNH ABR :................................................................................................57 4.1 GIAI ÑOAÏN THÍCH NGHI BEÅ ABR :......................................................57 4.2 KEÁT QUAÛ KHAÛO SAÙT ÔÛ NOÀNG ÑOÄ COD = 1500 MG/L( HRT=3 NGAØY ) . ......................................................................................................................61 iv 4.3 KEÁT QUAÛ KHAÛO SAÙT ÔÛ NOÀNG ÑOÄ COD VAØO 1500 MG/L...................65 ( HRT=1.5 NGAØY )...........................................................................................65 4.4 KEÁT QUAÛ KHAÛO SAÙT ÔÛ NOÀNG ÑOÄ COD VAØO 3000 MG/L(HRT= 1.5 NGAØY ) ...................................................................................................................68 4.4.1. Keát quaû khaûo saùt theo thôøi gian:.........................................................68 4.4.2. Keát quaû khaûo saùt theo chieàu daøi moâ hình...........................................71 4.5 KEÁT QUAÛ KHAÛO SAÙT ÔÛ NOÀNG ÑOÄ COD VAØO 4500 MG/L .................76 4.5.1. Keát quaû khaûo saùt theo thôøi gian ..........................................................76 4.5.2. Keát quaû khaûo saùt theo chieàu daøi beå.....................................................78 4.6. KEÁT QUAÛ KHAÛO SAÙT ÔÛ NOÀNG ÑOÄ COD VAØO 6000 MG/L ................82 4.6.1 Keát quaû khaûo saùt theo thôøi gian ...........................................................82 4.6.2. Keát quaû khaûo saùt theo thôøi gian ..........................................................85 4.7 HIEÄU QUAÛ KHAÛO SAÙT THEO TAÛI TROÏNG : ........................................89 B- MO HÌNH EGSB: ................................................................................................94 4.8 GIAI ÑOAÏN THÍCH NGHI BEÅ EGSB VÔÙI NOÀNG ÑOÄ COD=500 MG/L (HRT = 1 NGAØY ) ....................................................................................................94 4.9 GIAI ÑOAÏN THÍCH NGHI BEÅ EGSB VÔÙI NOÀNG ÑOÄ COD=2000 MG/L (HRT = 12 GIÔØ) .......................................................................................................97 C - SO SAÙNH MO HÌNH ABR VAØ EGSB : ..........................................................101 CHÖÔNG 5 : KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ .........................................................103 5.1 KEÁT LUAÄN : ..........................................................................................104 5.1.1 Moââ hình ABR : ...................................................................................104 5.1.2 Moâ hình EGSB :.................................................................................105 5.2 HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN LUAÄN VAÊN : ...................................................105 v 5.3 KIEÁN NGHÒ ...........................................................................................106 PHUÏ LUÏC .....................................................................................................109 vi Baûng 1.1: Thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa khoai mì theo Ñoaøn Duï vaø caùc coäng söï ........ 9 Baûng 1.2. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa tinh boät mì ..................................................... 9 Baûng 1.3. Thaønh phaàn tính chaát nöôùc thaûi tinh boät khoai mì ................................ 18 Baûng 1.4 : Keát quaû phaân tích caùc chæ tieâu oâ nhieãm cuûa nöôùc thaûi cheá bieán tinh boät mì taïi quaän Thuû Ñöùc ................................................................................................. 19 Baûng 2.1. Haèng soá ñoäng hoïc cuûa nuoâi caáy kî khí theo Henzen vaø Harremoes (1983) ..............................................................................................................................36 Baûng 2.2 .Caùc hôïp chaát gaây ñoäc vaø öùc cheá quaù trình kî khí : ................................ 42 Baûng 3.1:Keát quaû phaân tích nöôùc thaûi caùc cô sôû saûn xuaát tinh boät mì ôû quaän Thuû Ñöùc : ...................................................................................................................... 50 Baûng 4.1 keát quaû thí nghieäm vôùi noàng ñoä COD=1000 mg/l(HRT=3ngaøy) ............. 57 Baûng 4.2 :Keát quaû thí nghieäm ôû noàng ñoä COD=1500mg/l (HRT=3ngaøy).............. 61 Baûng 4.3 : Keát quaû thí nghieäm ôû noàng ñoä COD=1500mg/l (HRT=1.5 ngaøy)......... 65 Baûng 4.4: Keát quaû thí nghieäm ôû noàng ñoä COD=3000 mg/l(HRT=1.5 ngaøy ........... 68 Baûng 4.5 : Keát quaû theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD =3000mg/l ........................ 71 Baûng 4.6: Keát quaû thí nghieäm ôû noàng ñoä COD=4500(mg/l ) ................................. 76 Baûng 4.7:Keát quaû thí nghieäm theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=4500mg/l ......... .. 78 Baûng 4.8: Keát quaû thí nghieäm ôû noàng ñoä COD=6000(mg/l) .................................. 82 Baûng 4.9:Keát quaû thí nghieäm theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=6000mg/l ............ 85 Baûng 4.10: Hieäu quaû moâ hình kò khí ABR theo taûi troïng .......................................... 89 Baûng 4.11: Keát quaû thí nghieäm vôùi noàng ñoä COD=500mg/l .................................. 94 Baûng 4.12: Keát quaû thí nghieäm vôùi noàng ñoä COD=2000mg/l ................................ 98 vii Hình 1.1. Quy trình saûn xuaát tinh boät mì taïi Inñonesia. ........................................ 14 Hình 1.2. Quy trình cheá bieán tinh boät khoai mì taïi Vieät Nam ................................. 15 Hình 1.3 Sô ñoà Coâng ngheä cheá bieán tinh boät mì ôû nhaø maùy Phöôùc Long ............. 15 Hình 1.4. Quy trình saûn xuaát tinh boät mì taïi nhaø maùy Hoaøng Minh ...................... 16 Hình 1.5. Coâng ngheä saûn xuaát tinh boät khoai mì thuû coâng .................................... 17 Hinh 1.6 Quy trình xöû lyù nöôùc thaûi tinh boät mì taïi nhaø maùy Phöôùc Long.............. 22 Hinh 1.7 Quy trình xöû lyù nöôùc thaûi tinh boät mì taïi nhaø maùy Taân Chaâu ................. 23 Hình 1.8 Quy trình coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi tinh boät mì ôû NM HoaøngMinh....... 25 Hình 2.1 : Quaù trình phaân huûy linamarin giaûi phoùng HCN.................................... 48 Hình 3.1: Moâ hình ABR ......................................................................................... 52 Hình 3.2: Moâ hình EGSB........................................................................................ 53 Ñoà thò 4.1:Bieåu dieãn söï bieán thieân pH theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD = 1000 mg/l ............................................................................................................................... 59 Ñoà thò 4.2 : Bieán ñoåi COD theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD =1000mg/l ................. 60 Ñoà thò 4.3 :Bieåu thò söï thay ñoåi NH3 theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=1000mg/l .... 60 Ñoà thò 4.4 :Söï thay ñoåi COD theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=1500mg/l (HRT=3ngaøy) ............................................................................................................................. 62 Ñoà thò 4.5 : Bieåu dieãn söï thay ñoåi pH theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=1500mg/l .. 63 viii Ñoà thò 4.6 : Söï thay ñoåi NH3 theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=1500mg/l ................ 63 Ñoà thò 4.7 : Söï thay ñoåi pH theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=1500mg/l ................. 67 Ñoà thò 4.8: Söï thay ñoåi COD theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=1500mg/l ............... 67 Ñoà thò 4.9: Söï thay ñoåi NH3 theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=1500mg/l ................ 68 Ñoà thò 4.10: Söï thay ñoåi pH theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=3000mg/l ................. 70 Ñoà thò 4.11 : Söï thay ñoåi COD theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=3000mg/l............ 70 Ñoà thò 4.12 : Söï thay ñoåi NH3 theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=3000mg/l ............. 71 Ñoà thò 4.13 : Söï thay ñoåi pH theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=3000mg/l........... 74 Ñoà thò 4.14 : Söï thay ñoåi COD theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=3000mg/l ..... 74 Ñoà thò 4.15 : Söï thay ñoåi NH3 theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=3000mg/l ........ 75 Ñoà thò 4.16: Söï thay ñoåi VFA theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=3000mg/l ........ 75 Ñoà thò 4.17 : Söï thay ñoåi pH theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=4500mg/l ............... 77 Ñoà thò 4.18: Söï thay ñoåi COD theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=4500mg/l ............. 77 Ñoà thò 4.19: Söï thay ñoåi NH3 theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=4500mg/l .............. 79 Ñoà thò 4.20 :Söï bieán ñoåi pH theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=4500mg/l............ 80 Ñoà thò 4.21 :Bieán ñoåi COD theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=4500mg/l ............ 81 Ñoà thò 4.22: Bieán ñoåi NH3 theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=4500mg/l ............ 81 Ñoà thò 4.23 : Bieán ñoåi VFA theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=4500mg/l ............. 82 Ñoà thò 4.24: Söï thay ñoåi pH theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=6000mg/l ................. 84 ix Ñoà thò 4.25 : Söï thay ñoåi COD theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=6000mg/l ............ 84 Ñoà thò 4.26 : Söï thay ñoåi NH3 theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=6000mg/l ............. 85 Ñoà thò 4.27: Söï thay ñoåi pH theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=6000mg/l............ 87 Ñoà thò 4.28: Söï thay ñoåi COD theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=6000mg/l ....... 88 Ñoà thò 4.29: Söï thay ñoåi NH3 theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=6000mg/l .......... 88 Ñoà thò 4.30 : Söï thay ñoåi VFA theo chieàu daøi beå ôû noàng ñoä COD=6000mg/l ........ 89 Ñoà thò 4.31: Hieäu quaû moâ hình kî khí ABR theo taûi troïng ..................................... 90 Ñoà thò 4.32: Söï thay ñoåi pH theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=500mg/l .................. 96 Ñoà thò 4.33: Söï thay ñoåi COD theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=500mg/l................ 96 Ñoà thò 4.34: Söï thay ñoåi NH3 theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=500mg/l ................. 97 Ñoà thò 4.35: Söï thay ñoåi pH theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=2000mg/l ................. 99 Ñoà thò 4.36: Söï thay ñoåi NH3 theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=2000mg/l ............... 99 Ñoà thò 4.37: Söï thay ñoåi COD theo thôøi gian ôû noàng ñoä COD=2000mg/l.............. 100 x AF Anaerobic Filter – loïc sinh hoïc kî khí BOD Biological oxygen demand – Nhu caàu oxy sinh hoùa COD Chemical oxygen demand – Nhu caàu oxi hoùa hoïc HRT Hydraulic retention time – Thôøi gian löu nöôùc HQXL Hieäu quaû xöû lyù NT Nöôùc thaûi ABR Anaerobic Baffle Reactor – Beå phaûn öùng kî khí vaùch ngaên EGSB Expanded Granular Sludge Bed SS Suspended Solid : Chaát raén lô löûng. UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket – Beå phaûn öùng kò khí vôùi lôùp buøn doøng chaûy ngöôïc VS Volatile Solid - Chaát raén bay hôi. VSS Volatile Suspended Solid - Chaát raén lô löûng bay hôi. VFA Volatile Fat Acid Chöông mô ûñaàu 1 Chöông mô ûñaàu 2 1. Ñaët vaán ñeà Saûn xuaát hoä gia ñình taäp trung taïi caùc ñòa phöông vaãn coøn laø moät hình thöùc khaù phoå bieán trong neàn kinh teá Vieät Nam , goùp phaàn taïo vieäc laøm oån ñònh cho cö daân ñòa phöông, mang tính chaát gia ñình vaø ñoàng thôøi ñoùng goùp moät phaàn vaøo ngaân saùch, giuùp duy trì caùc truyeàn thoáng toát ñeïp taïi ñòa phöông. Tuy nhieân, do phaùt trieån töï phaùt, ñoàng thôøi nhaän thöùc veà moâi tröôøng cuûa ngöôøi daân chöa cao neân hoaït ñoäng cuûa laøng ngheà ñaõ phaùt sinh caùc vaán ñeà moâi tröôøng lieân quan ñeán: nöôùc thaûi, khí thaûi, chaát thaûi raén… Vì caùc cô sôû saûn xuaát naèm saùt hoaëc ngay taïi nhaø daân vaø chaát thaûi hoaøn toaøn chöa coù bieän phaùp xöû lyù neân ñaõ lan truyeàn vaø gaây oâ nhieãm moâi tröôøng ngaøy caøng nghieâm troïng. Söï oâ nhieãm moâi tröôøng khoâng chæ aûnh höôûng ñeán ñieàu kieän sinh hoaït, söùc khoûe cuûa ngöôøi daân maø coøn aûnh höôûng ñeán caùc hoaït ñoäng saûn xuaát khaùc . Tröôùc tình hình ño,ù daân cö xung quanh ñaõ coù caùc phaûn öùng maïnh, yeâu caàu söï hoå trôï cuûa chính quyeàn tìm ra caùc bieän phaùp khaéc phuïc kòp thôøi. Hieän nay trong soá caùc ngaønh ngheà ñang hoaït ñoäng vaø goùp phaàn gaây oâ nhieãm moâi tröôøng phaûi keå ñeán ngaønh ngheà cheá bieán tinh boät mì . Do qui moâ saûn xuaát coøn chöa phaùt trieån, phaàn lôùn nöôùc thaûi saûn xuaát tinh boät ñöôïc xaû thaúng xuoáng heä thoáng keânh raïch hoaëc caùc khu ñaát troáng töï thaám nöôùc, laøm moâi tröôøng soáng ôû ñaây coù nhöõng chuyeån bieán theo chieàu höôùng ñaùng lo ngaïi. Nöôùc thaûi tinh boät khoai mì vôùi löu löôïng lôùn vaø haøm löôïng chaát höõu cô quaù cao khi chaûy vaøo keânh raïch ñaõ phaân huûy, boác muøi chua noàng, coøn nöôùc thaûi ñoû hoàng do phaûn öùng chuyeån hoaù cuûa CN. Nöôùc thaûi naøy ñaõ ngaám vaøo nöôùc ngaàm laøm cho caùc gieáng khoâng theå söû duïng cho muïc ñích aên uoáng vaø sinh hoaït, nöôùc thaûi öù ñoïng trong caùc möông raûnh cuõng boác muøi hoâi thoái ñeán möùc khoù chòu… Ñöùng tröôùc thöïc traïng moâi tröôøng ñang bò suy thoaùi nghieâm troïng, vieäc tìm ra coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi phuø hôïp coù yù nghóa heát söùc thieát thöïc nhaèm caûi thieän ñieàu kieän moâi tröôøng soáng, khaéc phuïc hieän traïng oâ nhieãm. Luaän aùn mong muoán caùc keát quaû nghieân cöùu seõ ñöôïc phoå bieán vaø goùp phaàn öùng duïng trong vieäc caûi thieän moâi tröôøng . Chöông mô ûñaàu 3 2. Söï caàn thieát cuûa ñeà taøi: Hieän nay, nhieàu coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi tinh boät khoai mì ñaõ ñöôïc aùp duïng ôû nöôùc ta nhö: aùp duïng phöông phaùp sinh hoïc kò khí (UASB), phöông phaùp hoaù lyù (keo tuï)ï keát hôïp phöông phaùp sinh hoïc hieáu khí (buøn hoaït tính), hoà sinh hoïc (kò khí, tuøy nghi, hieáu khí). Tuy nhieân, thöïc teá cho thaáy caùc heä thoáng hoaït ñoäng khoâng hieäu quaû vaø khaù phöùc taïp. Vaán ñeà ñaët ra laø phaûi nghieân cöùu moät coâng ngheä xöû lyù vöøa coù hieäu quaû veà maët kinh teá vaø phuø hôïp vôùi ñieàu kieän saûn xuaát thuû coâng, quy moâ nhoû leû ôû nöôùc ta. Moâ hình ABR vaø EGSB ñöôïc ngheân cöùu ñeå mong coù ñöôïc keát quaû öùng duïng phuø hôïp trong thöïc teá , ñaëc bieät coâng ngheä treân chöa ñöôïc nghieân cöùu treân nöôùc thaûi tinh boät mì vaø cuõng chöa ñöôïc öùng duïng roäng raõi taïi Vieät Nam . 3. Muïc tieâu cuûa ñeà taøi Xaùc ñònh hieäu quaû xöû lyù cuûa nöôùc thaûi tinh boät khoai mì treân moâ hình kî khí ABR vaø EGSB töø ñoù ñeà ra coâng ngheä thích hôïp ñeå xöû lyù nöôùc thaûi tinh boät khoai mì. 4. Ñoái töôïng nghieân cöùu : Ñoái töôïng nghieân cöùu cuûa luaän vaên naøy laø nöôùc thaûi ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát tinh boät mì .Ñaây laø moät trong nhöõng loaïi nöôùc thaûi gaây oâ nhieãm naëng neà cho moâi tröôøng do taûi löôïng oâ nhieãm höõu cô cao , ñoä pH thaáp , haøm löôïng chaát raén lô löûng vaø dinh döôõng cao , khi thaûi ra keânh raïch khoâng thoâng qua quaù trình xöû lyù coù theå gaây nguy haïi cho heä ñoäng thöïc vaät thuûy sinh , giaûm oxy hoøa tan , gaây muøi hoâi thoái do phaân huyû kî khí . 5. Phaïm vi nghieân cöùu : Nöôùc thaûi laáy töø caùc cô sôû cheá bieán tinh boät mì ôû quaän Thuû Ñöùc , Thaønh phoá Hoà Chí Minh . 6. Phöông phaùp nghieân cöùu Tham khaûo vaø toång hôïp taøi lieäu trong vaø ngoaøi nöôùc. Tieán haønh thí nghieäm treân moâ hình thöïc teá. Laáy maãu vaø phaân tích caùc chæ tieâu Theo doõi, ñaùnh giaù, nhaän xeùt caùc thoâng soá thöïc nghieäm. Chöông mô ûñaàu 4 Xöû lyù soá lieäu, tính toaùn, veõ ñoà thò treân Excel vaø vieát baùo caùo. 7. Noäi dung nghieân cöùu Toång quan veà coâng ngheä saûn xuaát tinh boät khoai mì vaø moät soá coâng ngheä xöû lyù ñang ñöôïc aùp duïng ôû nöôùc ta. Toång quan veà coâng ngheä xöû lyù kî khí , coâng ngheä ABR vaø EGSB . Xaùc ñònh thaønh phaàn, tính chaát nöôùc thaûi tinh boät khoai mì. Thieát laäp vaø nghieân cöùu moâ hình ABR vaø EGSB . Thí nghieäm hieäu quaû xöû lyù COD cuûa ABR theo caùc taûi troïng khaùc nhau theo noàng ñoä COD taêng daàn töø 1000-1500-3000-4500-6000 mg/l. So saùnh hieäu quaû cuûa hai quaù trình kî khí ABR vaø EGSB. So saùnh öu , nhöôïc ñieåm cuûa hai quaù trình . Ñeà xuaát quy trình xöû lyù phuø hôïp 8. YÙ nghóa khoa hoïc vaø thöïc tieãn cuûa ñeà taøi Ñaùnh giaù hieäu quaû xöû lyù vaø khaû naêng aùp duïng thöïc tieãn. Ñeà xuaát phöông aùn xöû lyù höõu hieäu cho nöôùc thaûi saûn xuaát tinh boät vôùi nhieàu öu ñieåm nhö ñôn giaûn, chi phí thaáp, tieát kieäm dieän tích ñaát…. 9. Giôùi haïn cuûa ñeà taøi: Luaän vaên nghieân cöùu khaû naêng xöû lyù cuûa moâ hình Hybrid UASB – Loïc kî khí nhö laø moät giai ñoaïn cuûa quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi tinh boät khoai mì. Tuyø vaøo yeâu caàu xöû lyù maø nöôùc thaûi ñaàu ra caàn qua caùc coâng ñoaïn xöû lyù tieáp theo roài môùi thaûi ra moâi Chöông mô ûñaàu 5 10. Phöông phaùp phaân tích : Phaân tích caùc chæ tieâu pH, COD, N- NH3, N- toång…. theo standard method for the examination of water and wastewater, 1994. 11. Thôøi gian thöïc hieän : Thôøi gian thöïc hieän luaän vaên : 20/9/2006 – 24/12/2006 Chöông 1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät khoai mì 6 TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH CHEÁ BIEÁN TINH BOÄT KHOAI MÌ Chöông 1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät khoai mì 7 1.1 GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ KHOAI MÌ : Khoai mì coù teân khoa hoïc laø Manigot esculent a krantz laø loaïi caây phaùt trieån ôû caùc vuøng khí haäu nhieät ñôùi hoaëc caän nhieät ñôùi. Khoai mì coù nguoàn goác töø löu vöïc soâng Amazon ôû Nam Myõ. Sau ñoù, phaùt trieån daàn ñeán Chaâu Phi vaø Ñoâng Nam AÙ . Khoai mì coù chöùa haøm löôïng tinh boät cao ñöôïc söû duïng döôùi daïng töôi hay khoâ daïng cuïc hay boät mòn. Khoai mì ñaõ coù maët ôû nhieàu nöôùc treân theá giôùi vaø trôû thaønh caây löông thöïc quan troïng cho con ngöôøi vaø gia suùc. Hieän nay, Khoai mì ñöôïc söû duïng cho nhieàu muïc ñích khaùc nhau: Tieâu thuï taïi gia ñình (56,9%); cheá bieán thöïc phaåm (35,6%); xuaát khaåu (7,4%), phaàn coøn laïi laø nguyeân lieäu cho caùc ngaønh coâng nghieäp khaùc. Hieän nay ôû phía nam, nhöõng vuøng coù dieän tích troàng vaø thu hoaïch khoai mì coù saûn löôïng cao nhö Quy Nhôn, Ñoàng Nai, Bình Phöôùc, Taây Ninh ñaõ vaø ñang xaây döïng nhaø maùy tinh boät khoai mì vôùi naêng suaát vaø chaát löôïng cao. 1.1.1 Caáu taïo cuû khoai mì Khoai mì ñöôïc troàng phoå bieán taïi caùc vuøng nhieät ñôùi (80 quoác gia). Chuùng ñöôïc troàng rieâng leû hay xen keõ vôùi caùc loaïi caây löông thöïc, caây coâng nghieäp khaùc nhö: baép, luùa, ñaäu, cao su, rau… Ñaây laø loaïi caây löông thöïc ñöùng thöù ba treân theá giôùi sau mía vaø gaïo. Khoai mì coù haøm löôïng carbonhydrat cao hôn 40% so vôùi gaïo, 25% so vôùi ngoâ. Cuû khoai mì thöôøng coù daïng hình truï, vuoát hai ñaàu. Kích thöôùc cuû tuøy thuoäc vaøo thaønh phaàn dinh döôõng cuûa ñaát vaø ñieàu kieän troàng, daøi 0,1÷1m, ñöôøng kính 2÷10cm. Caáu taïo goàm 4 phaàn chính : lôùp voû goã, lôùp voû cuøi, phaàn thòt cuû vaø phaàn loõi. Voû goã : goàm nhöõng teá baøo xeáp sít, thaønh phaàn chuû yeáu laø cellulose vaø hemicellulose, khoâng coù tinh boät, giöõ vai troø baûo veä cuû khoûi taùc ñoäng beân ngoaøi. Voû goã moûng, chieám 0,5 - 5% troïng löôïng cuû. Khi cheá bieán, phaàn voû goã thöôøng keát dính vôùi caùc thaønh phaàn khaùc nhö : ñaát, caùt, saïn vaø caùc chaát höõu cô khaùc. Voû cuøi : daøy hôn voû goã, chieám 5 - 20% troïng löôïng cuû. Goàm caùc teá baøo thaønh daøy, thaønh teá baøo chuû yeáu laø cellulose, beân trong teá baøo laø caùc haït tinh Chöông 1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät khoai mì 8 boät, caùc chaát chöùa nitrogen vaø dòch baøo. Trong dòch baøo coù tanin, saéc toá, ñoäc toá, caùc enzyme,… Voû cuøi coù nhieàu tinh boät (5 8%) neân khi cheá bieán neáu taùch ñi thì toån thaát tinh boät trong cuû, neáu khoâng taùch thì nhieàu chaát dòch baøo laøm aûnh höôûng ñeán maøu saéc cuûa tinh boät. Thòt cuû khoai mì laø thaønh phaàn chuû yeáu trong cuû, goàm caùc teá baøo nhu moâ thaønh moûng laø chính, thaønh phaàn chuû yeáu laø cellulose, pentosan. Beân trong teá baøo laø caùc haït tinh boät, ngyeân sinh chaát, glucide hoøa tan vaø nhieàu nguyeân toá vi löôïng khaùc. Nhöõng teá baøo xô beân ngoaøi thòt cuû chöùa nhieàu tinh boät, caøng vaøo saâu phía trong haøm löôïng tinh boät caøng giaûm daàn. Ngoaøi caùc teá baøo nhu moâ coøn coù caùc teá baøo thaønh cöùng khoâng chöùa tinh boät, caáu taïo töø cellulose neân cöùng nhö goã goïi laø xô. Loõi cuû khoai mì ôû trung taâm doïc suoát töø cuoáng tôùi chuoâi cuû. Ôû cuoáng loõi to nhaát roài nhoû daàn tôùi chuoâi, chieám 0,3 1% troïng löôïng cuû. Thaønh phaàn loõi laø cellulose vaø hemi-cellulose. Phaân loaïi khoai mì : Coù nhieàu caùch phaân loaïi khoai mì khaùc nhau, nhöng chuû yeáu ñöôïc phaân ra laøm 2 loaïi: Khoai mì ñaéng vaø khoai mì ngoït. Vieäc phaân loaïi naøy phuï thuoäc vaøo thaønh phaàn Cyanohydrin coù trong cuû mì. Khoai mì ñaéng (Manihot palmata Muell hay Manihot aipr Pohl): Haøm löôïng HCN hôn 50mg/kg cuû. Khoai mì ñaéng coù thaønh phaàn tinh boät cao, söû duïng phoå bieán laøm nguyeân lieäu cho caùc ngaønh coâng nghieäp cheá bieán thöïc phaåm, coâng nghieäp hoùa döôïc, coâng nghieäp giaáy vaø nhieàu ngaønh coâng nghieäp khaùc. Khoai mì ngoït (Manihot aipi hay Manihot utilissima Pohl): Haøm löôïng HCN nhoû hôn 50mg/kg cuû. Khoai mì ngoït chuû yeáu ñöôïc duøng laøm thöïc phaåm töôi vì vò ngoït vaø deã taïo thaønh boät nhaõo, deã nghieàn naùt hay ñaùnh nhuyeãn. Chöông 1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät khoai mì 9 1.1.2 Thaønh phaàn hoaù hoïc Thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa khoai mì thay ñoåi tuyø thuoäc vaøo gioáng troàng, tính chaát, ñoä dinh döôõng cuûa ñaát, ñieàu kieän phaùt trieån cuûa caây vaø thôøi gian thu hoaïch. Baûng 1.1: Thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa khoai mì theo Ñoaøn Duï vaø caùc coäng söï (1983). THAØNH PHAÀN (%TROÏNG LÖÔÏNG) Nöôùc 70,25 Tinh boät 21,45 Chaát ñaïm 1,12 Tro 0,4 Protein 1,11 Chaát beùo 5,13 Chaát xô 5,13 Ñoäc toá (CN-) 0,001 – 0,04 Baûng 1.2. Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa tinh boät mì ( THAØNH PHAÀN % TROÏNG LÖÔÏNG Nöôùc 70% Protein 1% Tinh boät 24% Chaát xô 2% Thaønh phaàn khaùc 3% Ñöôøng trong khoai mì chuû yeáu laø glucose vaø moät ít maltosec, sacharose. Khoai mì caøng giaø thì haøm löôïng ñöôøng caøng giaûm .Trong quaù trình cheá bieán ñöôøng hoà tan trong nöôùc thaûi ra ngoaøi . Chaát ñaïm trong khoai mì ñeán nay vaãn chöa ñöôïc nghieân cöùu , tuy nhieân haøm löôïng ñaïm trong khoai mì khaù thaáp neân ít aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng . Ngoaøi thaønh phaàn dinh döôõng, trong cuû khoai mì coøn coù ñoäc toá, tanin, saéc toá vaø caû heä enzyme phöùc taïp.Theo moät soá nghieân cöùu thì trong soá caùc enzym thì polyphenolonoxydaza xuùc taùc quaù trình oxy hoùa polyphenol nhö acid amin Chöông 1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät khoai mì 10 taïo thaønh caùc chaát coù maøu . Nhöõng chaát naøy gaây khoù khaên cho quaù trình cheá bieán neáu qui trình saûn xuaát khoâng thích hôïp seõ cho saûn phaåm keùm chaát löôïng .Ñaëc bieät trong cuû khoai mì coù chöùa ñoäc toá cyanide CN- , thöôøng trong caùc choùp cuû , nhaát laø caùc vuøng bò toån thöông do reã tranh aên luoàng vaøo khi chaêm boùn ñuïng phaûi . Tuøy thuoäc gioáng vaø ñaát troàng troàng maø haøm löôïng ñoäc toá trong khoai mì khoaûng 0,001 - 0,04%. Khi cuû chöa ñaøo nhoùm naøy naèm ôû daïng glucozite goïi laø phaseolutanin (C10H17NO6) . Döôùi taùc duïng cuûa enzym hay ôû moâi tröôøng acid , chaát naøy phaân huûy taïo thaønh glucoze acetone vaø acid cyanhdric (HCN-) .Nhö vaäy sau khi ñaøo cuû khoai mì môùi xuaát hieän HCN- töï do vì khi ñaø ñeå “töï veä” caùc enzym trong cuû môùi baét ñaàu hoaït ñoäng maïnh vaø ñaëc bieät xuaát hieän nhieàu trong khi cheá bieän vaø sau khi aên ( trong daï daøy ngöôøi hay gia suùc laø moâi tröôøng acid vaø dòch trong cheá bieán , hoøa tan toát trong nöôùc , keùm tan trong röôïu etylic vaø metylic , raát ít khi hoøa tan trong chloroform vaø haàu nhö khoâng tan trong ether . Vì hoøa tan toát trong nöôùc neân khi cheá bieán , ñoäc toá theo nöôùc dòch ra ngoaøi . Tuøy thuoäc vaøo gioáng vaø ñaát troàng … löôïng ñoäc toá coù theå töø 0.001-0.04%. Cyanua laø nguyeân toá gaây ñoäc tính cao ñoái vôùi con ngöôøi vaø thuûy sinh vaät. CN töï do toàn taïi döôùi daïng HCN hay CN- laø ñoäc tính hôn caû. Nhöng daïng CN ñoäc tính nhaát trong nöôùc laø HCN. CN ngaên caûn quaù trình chuyeån hoaù caùc ion vaøo da, tuùi maät, thaän, aûnh höôûng ñeán quaù trình phaân hoaù teá baøo trong heä thaàn kinh. ÔÛ haøm löôïng cao, CN gaây aûnh höôûng ñeán tim maïch, aûnh höôõng ñeán maïch maùu naõo. Trieäu chöùng ban ñaàu cuûa nhieãm ñoäc CN thöôøng laø co giaät, gaøo theùt, oùi möûa, cuoái cuøng daãn ñeán vôõ maïch maùu naõo. CN gaây ñoäc tính cho caù, ñoäng vaät hoang daõ, vaät nuoâi. Ñoái vôùi caù, CN ñoäc haïi ôû lieàu löôïng trung bình : 4-5 mg/l. tuy nhieân trong moät soá tröôøng hôïp, cho pheùp haøm löôïng CN ñaït cao hôn.Ñoù laø lyù do vì sao vieäc khöû CN- raát quan troïng ñoái vôùi heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy cheá bieán tinh boät khoai mì . 1.1.3 Coâng duïng cuûa khoai mì: Khoai mì laø loaïi cuû nhieàu tinh boät cho neân ñöôïc duøng laøm löông thöïc, thöïc phaåm. Moät soá nöôùc Chaâu Phi coù soá daân khoaûng 200 trieäu ngöôøi duøng khoai mì laøm löông thöïc chính. Chöông 1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät khoai mì 11 Khoai mì coù theå aên töôi hoaëc cheá bieán daïng laùt, phôi khoâ, boät khoâ hoaëc tinh boät. Khi duøng khoai mì laøm löông thöïc phaûi boå sung theâm nhieàu protein vaø chaát beùo môùi ñaùp öùng ñuû nhu caàu cuûa con ngöôøi vaø gia suùc. Tinh boät khoai mì duøng laøm nguyeân lieäu trong saûn xuaát, cheá bieán caùc saûn phaåm baùnh keïo, maïch nha, ñöôøng glucoza, boät ngoït hay caùc thöïc phaåm döôùi daïng tinh boät qua cheá bieán nhö buùn, mieán, … 1.2. TOÅNG QUAN VEÀ NGAØNH COÂNG NGHIEÄP SAÛN XUAÁT TINH BOÄT MÌ ÔÛ VIEÄT NAM : Dieän tích vuøng troàng khoai mì ôû Vieät Nam khoaûng 589.800 maãu (Anh), chuû yeáu ôû caùc tænh Sôn La (37.600 maãu), Thanh Hoùa (35.600), Quaûng Nam (30.600), Kon Tum (27.700), Ngheä An (26.900), Bình Ñònh (26.700), Quaûng Ngaõi (25.900), Phuù Thoï (21.300), Yeân Baùi ( 20.300), Lai Chaâu (20.300), vaø Baø Ròa – Vuõng Taøu (19.000) (General Statisfical Office, 1998). Ôû Vieät Nam ngaønh cheá bieán khoai mì phoå bieán töø theá kyû 16 . Ngaønh saûn coâng nghieäp saûn xuaát tinh boät mì ôû Vieät Nam coù theå phaân thaønh ba qui moâ, phuï thuoäc vaøo naêng suaát vaø kó thuaät saûn xuaát: qui moâ nhoû, qui moâ vöøa vaø qui moâ lôùn. Qui moâ nhoû-qui moâ hoä gia ñình- taäp trung ôû vuøng noâng nghieäp cuûa 13 tænh thaønh cuûa Vieät Nam. Soá löôïng nhaân coâng dao ñoäng töø 3 – 7 ngöôøi, laøm vieäc theo ca, moät ca töø 32 –40 tieáng. Moät ca tieâu thuï töø 2- 10 taán khoai mì töôi ñeå saûn xuaát ra töø 500 – 2600 kg tinh boät mì khoâ, phuï thuoäc vaøo chaát löôïng cuû mì vaø ñaëc ñieåm cuûa quaù trình saûn xuaát.. Haàu heát caùc caùc hoä gia ñình ñeàu saûn suaát 2 –3 haïng tinh boät khoâ khaùc nhau, chaát löôïng töø thaáp ñeán cao. Haàu heát caùc nhaø maùy qui moâ vöøa baét ñaàu saûn xuaát töø sau naêm 1995. Cöù ba tænh saûn xuaát tinh boät chính thì coù töø 4 – 6 nhaø maùy qui moâ vöøa. Nhaân coâng töø 10 – 50 ngöôøi, naêng xuaát saûn xuaát dao ñoäng töø 15 – 100 taán khoai mì töôi trong moät ngaøy, saûn xuaát ra töø 4 – 20 taán tinh boät khoâ. Haàu heát caùc coâng ty saûn xuaát 2 loaïi tinh boät: aåm vaø khoâ. Söï khaùc nhau vôùi qui moâ nhoû laø nhöõng nhaø maùy qui moâ trung bình coù theå naâng naêng suaát leân cao hôn vaø coù theå caûi tieán qui trình vaø coâng ngheä saûn xuaát. Maùy moùc hieän ñaïi hôn ñöôïc aùp duïng trong vieäc boùc voû, baêm, Chöông 1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät khoai mì 12 chieát taùch ( baèng ly taâm), loïc vaø saáy khoâ. Nhö vaäy, naêng suaát seõ cao hôn, söû duïng ít nhaân coâng, nhöng toán nhieàu nöôùc vaø nhieân lieäu. Nhaø maùy qui moâ trung bình khoâng söû duïng SO2 ñeå taåy traéng tinh boät. Hieän nay, Vieät Nam ñang ñöùng thöù 16 treân theá giôùi veà saûn löôïng cuû mì, vôùi saûn löôïng haèng naêm khoaûng 2.050.000 taán (Dieäu, 2003). Töø tröôùc naêm 1995, phaàn lôùn cuû mì ñöôïc tieâu thuï trong nöôùc vaø xuaát khaåu laø khoai mì laùt (Khoa, 1998). Nhöng möùc xuaát khaåu khoai mì laùt coù giaù trò thaáp vaø khoâng oån ñònh. Töø naêm 1995 trôû veà sau, raát nhieàu nhaø maùy cheá bieán tinh boät khoai mì môùi ñöôïc xaây döïng, taäp trung vaøo caùc tænh phía Nam, giaûi quyeát coâng aên vieäc laøm cho ngöôøi lao ñoäng, naâng cao giaù trò xuaát khaåu cuûa tinh boät khoai mì (Khoa, 1998). Nhöõng naêm gaàn ñaây, do yeâu caàu phaùt trieån cuûa ngaønh chaên nuoâi vaø ngaønh cheá bieán thöïc phaåm veà tinh boät mì gia taêng, saûn löôïng khoai mì haèng naêm ñaït khoaûng 3 trieäu taán. Theo Boä noâng nghieäp vaø phaùt trieån noâng thoân döï baùo saûn löôïng cheá bieán tinh boät khoai mì vaøo naêm 2010 cuûa nöôùc ta ñaït 600.000 taán saûn phaåm. Cuøng theo söï gia taêng veà saûn löôïng laø löôïng nöôùc thaûi töø quaù trình saûn xuaát.Cöù moät taán tinh boät khoai mì thaønh phaåm thì moâi tröôøng seõ nhaän töø 12 –15 m3 nöôùc thaûi vôùi noàng ñoä chaát höõu cô raát cao (Hieàn vaø coäng söï, 1999; Mai vaø coäng söï, 2001; Dieäu, 2003). Öôùc tính trung bình nhöõng naêm gaàn ñaây, ngaønh cheá bieán tinh boät khoai mì (bao goàm nhaø maùy cheá bieán vaø hoä gia ñình) ñaõ thaûi ra moâi tröôøng 500.000 taán baõ thaûi vaø 15 trieäu m3 nöôùc thaûi moãi naêm. Thaønh phaàn cuûa caùc loaïi chaát thaûi naøy chuû yeáu laø caùc hôïp chaát höõu cô - caùc chaát dinh döôõng naøy khi thaûi ra moâi tröôøng nhanh choùng bò phaân huyû gaây oâ nhieãm nghieâm troïng ñeán caùc moâi tröôøng ñaát, nöôùc, khoâng khí,...aûnh höôûng ñeán cuoäc soáng cuûa coäng ñoàng daân cö trong khu vöïc. Hieän nay, ôû moät soá nhaø maùy cheá bieán tinh boät noàng ñoä COD trong nöôùc thaûi leân ñeán 19.000 mg/l, vöôït TCVN haøng traêm laàn Do ñoù caàn coù coâng ngheä xöû lyù phuø hôïp ñeå vöøa coù theå phaùt trieån ngaønh saûn xuaát vöøa baûo veä moâi tröôøng. Ñoù laø lí do vì sao vieäc xöû lyù nöôùc thaûi nhaø maùy cheá bieán tinh boät mì trôû thaønh vaán ñeà quan troïng hieän nay. Chöông 1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät khoai mì 13 1.3 CAÙC COÂNG NGHEÄ CHEÁ BIEÁN TINH BOÄT KHOAI MÌ 1.3.1. Caùc khaâu chuû yeáu trong quy trình cheá bieán tinh boät khoai mì: Chuaån bò nguyeân lieäu: Coâng ñoaïn naøy bao goàm thao taùc röûa, caét khuùc, loaïi boû phaàn reã, lôùp voû goã vaø ñaát caùt baùm tröôùc khi ñöa vaøo nghieàn. Nguyeân lieäu ñöôïc ñöa vaøo thuøng röûa baèng tay hay baêng chuyeàn. Taïi thuøng röûa cuû, ñaát caùt vaø phaàn voû goã ñöôïc chaø xaùt baèng loâ cuoán coù gaén caùc sôïi kim loaïi treân beà maët keát hôïp vôùi nöôùc röûa ñöôïc bôm vaøo lieân tuïc. Keát thuùc coâng ñoaïn naøy, cuû ñöôïc taùch ra khoûi lôùp voû goã. Caùc taïp chaát theo nöôùc thaûi ra ngoaøi vaø ñöôïc thu gom ôû löôùi chaén raùc. Nghieàn nguyeân lieäu vaø taùch baõ: Nguyeân lieäu sau khi röûa vaø caét khuùc qua maùy maøi chuyeàn thaønh daïng boät nhaõo, sau ñoù vaøo maùy raây taùch baõ. ÔÛ maùy raây, nöôùc saïch cuõng ñöôïc bôm vaøo lieân tuïc vôùi muïc ñích röûa saïch lôùp boät baùm treân baõ. Nöôùc dòch söõa boät sau khi qua maùy raây ñöôïc ñöa veà thuøng chöùa vaø troän vôùi dung dòch H2SO3 ñeå taåy traéng boät. Taùch tinh boät: Töø thuøng chöùa söõa boät ñöôïc bôm vaøo maùy bôm ly taâm sau ñoù laïi ñöôïc troän vôùi dung dòch taåy H2SO3 hoaëc ñöôïc bôm vaøo maùy ly taâm taùch dòch laàn 2. Maùy ly taâm hoaït ñoäng lieân tuïc, tinh boät ñöôïc thaùo ra lieân tuïc. Nöôùc sau khi qua ly taâm taùch dòch ra ngoaøi. Löôïng nöôùc saïch ñöôïc phun vaøo trong khi ly taâm döôùi daïng tia nöôùc aùp löïc cao ñeå röûa boät. Beå laéng cuõng ñöôïc duøng ñeå laéng boät nhöng hieäu suaát keùm hôn chæ phuø hôïp vôùi quy moâ saûn xuaát nhoû. Qua giai ñoaïn ly taâm taùch dòch ñoàng thôøi röûa saïch tinh boät, saûn phaåm sau khi qua ly taâm coù ñoä traéng ñaït yeâu caàu. Hieäu suaát thu hoài boät ñaït xaáp xæ 90%. Tinh boät öôùt coù ñoä aåm khoaûng 40% sau ñoù ñöôïc ly taâm moät laàn nöõa ñeå taùch bôùt nöôùc vaø ñöôïc saáy khoâ, laøm nguoäi, ñoùng bao. 1.3.2. Quy trình cheá bieán tinh boät mì treân theá giôùi: Khoai mì laø thöïc phaåm cho hôn 500 trieäu ngöôøi treân Theá giôùi (theo Cock,1985,Jackson & Jackson, 1990). Tinh boät mì cung caáp 37% calories trong Chöông 1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät khoai mì 14 thöïc phaåm cuûa Chaâu Phi, 11% ôû Myõ Latinh vaø 60% ôû caùc nöôùc Chaâu AÙ (Lancaster et al,1982). Tinh boät khoai mì ñöôïc caùc nöôùc treân Theá giôùi saûn xuaát nhieàu ñeå tieâu thuï vaø xuaát khaåu. Brazil saûn xuaát khoaûng 25 trieäu taán/naêm. Nigeria, Indonesia vaø Thaùi Lan cuõng saûn xuaát moät löôïng lôùn chuû yeáu ñeå xuaát khaåu (CAIJ,1993). Chaâu Phi saûn xuaát khoaûng 85.2 trieäu taán naêm 1997, Chaâu AÙ 48.6 trieäu taán vaø 32.4 trieäu taán do Myõ Latinh vaø Caribbean saûn xuaát (FAO,1998). 1.3.3. Quy trình cheá bieán tinh boät mì trong nöôùc: Ôû Vieät Nam, tinh boät khoai mì ñöôïc saûn xuaát theo quy trình chuû yeáu nhö sau: Baêm nghieàn Saáy khoâ Voû cho cöøu aên Laéng ly taâm Ñoùng goùi Nöôùc Quaït huùt Quaït huùtLoïc EÙp baõRöûa Nöôùc Tinh boät Hình 1.1. Quy trình saûn xuaát tinh boät mì taïi Inñonesia. Khoai mì Chöông 1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät khoai mì 15 Hình 1.2. Quy trình cheá bieán tinh boät khoai mì taïi Vieät Nam 1.3.4. Moät soá quy trình saûn xuaát tinh boät khoai mì ôû Vieät Nam hieän : Nhaø maùy saûn xuaát tinh boät Phöôùc Long – Xaõ Buø Nho – Huyeän Phöôùc Long – Tænh Bình Phöôùc Nhaø maùy Phöôùc Long laø moät thaønh vieân cuûa coâng ty coå phaàn traùch nhieäm höõu haïn Vedan Vieät Nam, môùi thaønh laäp naêm 1996 nhaèm phaùt huy hôn nöõa hieäu quaû kinh doanh cuûa coâng ty Vedan Vieät N BaõCuû mì töôi Saáy Tinh boät khoâ Tinh boät öôùt Nöôùc Maøi nghieàn Raây, saøn Röûa, phaân ly, laéng, Loät voû, caét khuùc, û Nöôùc Hôi noùng Goït voû Baêm nghieàn EÙp Loïc Laéng ly taâm Quaït Saáy khoâÑoùng RöûaKhoai mì Tinh boät Hình 1.3 Sô ñoà Coâng ngheä cheá bieán tinh boät mì ôû nhaø maùy Phöôùc Long. Chöông1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät mì 16 Doanh nghieäp tö nhaân Hoaøng Minh ôû Long Phöôùc - Long Thaønh - Ñoàng Nai Hình 1.4. Quy trình saûn xuaát tinh boät mì taïi nhaø maùy Hoaøng Minh Caùc cô sôû thuû coâng ôû Thuû Ñöùc: Caùc cô sôû saûn xuaát tinh boät khoai mì thuû coâng ôû Thuû Ñöùc coâng suaát trung bình, nhoû, saûn xuaát theo coâng ngheä coå ñieån nhö sau: Cuû töôi Laéng Boùc voû, Röûa Maøi, Raây Loïc Thaùo muû Phôi Boät toát Tinh boät Boät xaáu Phôi Boät muû VoûNöôùc Nöôùc Baõ Nöôùc thaûi Chöông1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät mì 17 Nhaän xeùt: Tuøy theo töøng muïc ñích, saûn phaåm moãi nhaø maùy, moãi cô sôû saûn xuaát coù coâng ngheä saûn xuaát phuø hôïp. Nhìn chung, thaønh phaàn tính chaát nöôùc thaûi vaãn khoâng thay ñoåi nhieàu, chæ khaùc nhau veà löu löôïng vaø noàng ñoä. Nhöõng nhaø maùy aùp duïng coâng ngheä saûn xuaát saïch thì möùc ñoä oâ nhieãm ít hôn vaø giaûm nheï vieäc xöû lyù. Caùc cô sôû thuû côû caùc laøng ngheà coâng ngheä saûn xuaát vaãn coøn thoâ sô laïc haäu, saûn löôïng thu hoài tinh Cuû mì töôi Saøng, taùch voû Röûa, caét khuùc Tinh boät öôùt Laéng 1 Laéng 2 Voâ bao Nöôùc, voû goã, caét Nöôùc thaûi, vuïn mì Nöôùc Nöôùc Nöôùc Nöôùc Baõ, nöôùc thaûi Nöôùc, dòch thaûi Hình 1.5. Coâng ngheä saûn xuaát tinh boät khoai mì thuû coâng Nghieàn, taùch Nöôùc, dòch thaûi Hoaøn thieän taïi coâng ty Chöông1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät mì 18 boät thaáp möùc ñoä oâ nhieãm raát nghieâm troïng. Vì vaäy, ñeå thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi tinh boät khoai mì, ta phaûi quan taâm ñeán qui trình coâng ngheä saûn xuaát 1.3.5. Löu löôïng , thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi : Löu löôïng : Tuyø theo coâng ngheä saûn xuaát maø löôïng nöôùc thaûi sinh ra nhieàu ít khaùc nhau. ÔÛ Vieät Nam quy trình saûn xuaát söû duïng 10-20m3/taán saûn phaåm. Trung bình ñeå saûn xuaát 1 taán tinh boät caàn 16 – 20 m3 , 3.8 - 4 taán cuû töôi. Thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi : Nöôùc ñöôïc söû duïng trong quaù trinh saûn xuaát chuû yeáu ôû caùc coâng ñoaïn röûa cuû, ly taâm, saøng loaïi sô, khöû nöôùc. Löôïng nöôùc thaûi phaùt sinh nhaø maùy döï kieán coù 10% baét nguoàn töø nöôùc röûa cuû vaø 90% xaû ra töø coâng ñoaïn ly taâm, saøng loïc, khöû nöôùc Baûng 1.3. Thaønh phaàn tính chaát nöôùc thaûi tinh boät khoai mì Nöôùc thaûi cheá bieán töø tinh boät Chæ tieâu Ñôn vò Töø coâng ñoaïn röûa cuû Töø coâng ñoaïn ly taâm, saøng loïc Nöôùc thaûi toång hôïp (coáng chung) pH SS BOD COD Nitô toång Phosphat toång CN- Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l 6.5 – 7.5 400 – 500 40 – 60 100 – 150 30 – 38 1 – 1.5 -- 4 – 4.5 1.300 – 1.800 3.500 – 4.500 4.000 – 4.800 70 – 75 5.5 – 10 -- 4.5 – 5.0 1.100 – 1.500 3.500 – 4.000 4.000 – 4.400 60 – 70 5.5 – 10 5 – 25 (Nguoàn Xí nghieäp moâi tröôøng – ECO) Chöông1 : Toång quan veà ngaønh cheá bieán tinh boät mì 19 Nöôùc thaûi khoai mì ñöôïc thaûi ra chuû yeáu töø giai ñoaïn röûa cuû vaø taùch tinh boät (ly taâm, saøng loïc). Loaïi nöôùc thaûi naøy coù ñaëc tính töông töï nhö ñaëc tính nöôùc thaûi caùc ngaønh thöïc phaåm khaùc. Töùc laø trong thaønh phaàn cuûa nöôùc thaûi khoai mì chöùa haøm löôïngchaát höõu cô raát cao, ñoä ñuïc cao do aûnh höôûng cuûa caën lô löûng neân coù khaû naêng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng raát lôùn Ñaëc bieät, trong nöôùc thaûi khoai mì coù chöùa HCN laø moät acid coù tính chaát ñoäc haïi. Ñaây laø chaát hoùa hoïc trong khoai mì gaây neân traïng thaùi say, ngoä ñoäc khi aên phaûi quaù nhieàu. Khi ngaâm khoai mì vaøo nöôùc moät phaàn HCN seõ vöõa ra tan vaøo trong nöôùc vaø theo nöôùc thaûi ra ngoaøi. Ngoaøi ra, trong quaù trình hoaït ñoäng coù suïc khí SO2 vaøo ôû coâng ñoaïn trích ly, SO2 khi gaëp nöôùc seõ chuyeån hoùa thaønh acid H2SO3 laøm cho pH trong nöôùc giaûm xuoáng raát nhieàu. Baûng 1.4 : Keát quaû phaân tích caùc chæ tieâu oâ nhieãm cuûa nöôùc thaûi cheá bieán tinh boät mì taïi quaän Thuû Ñöùc Chæ tieâu Ñôn vò Keát quaû pH 3.8 - 4.5 COD mg/l 1500 - 10.000 BOD5 mg/l 1540 -8.750 SS mg/l 120 - 3.000 N-NH3 mg