Ứng dụng công nghệ sinh thái để xử lý dinh dưỡng từ nước thải chế biến tinh bột sắn

Bằng việc bố trí các thí nghiệm vận hành theo mẻ và vận hành liên tục, nhóm nghiên cứu thu được kết quả Tổng N và COD sau xử lý đạt giới hạn cho phép cột A theo QCVN 63:2017/BTNMT khi lượng cây chuối nước (Heliconia psittacorum Sessé) được bố trí với mật độ 20% với thời gian lưu nước 5 ngày.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng công nghệ sinh thái để xử lý dinh dưỡng từ nước thải chế biến tinh bột sắn Tạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm 19 (2) (2019) 58-66 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI ĐỂ XỬ LÝ DINH DƯỠNG TỪ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN Võ Đình Long1*, Nguyễn Công Cẩn1, Trần Xuân Minh2, Kim Thành Tiếng2, Mai Tuấn Anh3 1 Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh 2 Công ty TNHH Hồng Phát ³Sở Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh *Email: vodinhlong@iuh.edu.vn Ngày nhận bài: 22/10/2019; Ngày chấp nhận đăng: 12/12/2019 TÓM TẮT Hiện nay, tỉnh Tây Ninh có 74 cơ sở chế biến tinh bột sắn với hơn 30% số cơ sở có quy mô nhỏ. Nước thải sau xử lý từ các hệ thống xử lý nước thải của các cơ sở chế biến tinh bột sắn tại tỉnh thường vượt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với thông số tổng N. Từ những năm 1990, việc sử dụng thực vật để xử lý nước thải đã thu hút được nhiều sự quan tâm, nhất là đối với nước thải giàu các chất hữu cơ. Bằng việc bố trí các thí nghiệm vận hành theo mẻ và vận hành liên tục, nhóm nghiên cứu thu được kết quả Tổng N và COD sau xử lý đạt giới hạn cho phép cột A theo QCVN 63:2017/BTNMT khi lượng cây chuối nước (Heliconia psittacorum Sessé) được bố trí với mật độ 20% với thời gian lưu nước 5 ngày. Từ khóa: Tổng nitơ, cây chuối nước, nước thải, tinh bột sắn. 1. MỞ ĐẦU Ngành công nghiệp chế biến tinh bột sắn đang phát triển trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam. Hiện nay, cả nước có 70 cơ sở chế biến tinh bột sắn có quy mô lớn và trên 4.000 cơ sở có quy mô vừa và nhỏ [1]. Theo nghiên cứu, diện tích trồng củ sắn hàng năm tại tỉnh Tây Ninh dao động khoảng 40 đến 60 ngàn ha. Bên cạnh đó, các nhà máy trong tỉnh còn nhập khẩu khoảng 3 triệu tấn củ sắn tươi từ Campuchia để chế biến [2]. Chính vì vậy, Tây Ninh đang được xem là tỉnh có nhiều nhà máy chế biến tinh bột sắn (chiếm khoảng 50% sản lượng) của cả nước [3]. Với lưu lượng phát sinh từ 20-38 m3 nước thải trên mỗi tấn sản phẩm được sản xuất ra có thông số tổng N vượt chuẩn, ngành tinh bột sắn đang đối mặt với nhiều thách thức do ô nhiễm môi trường từ nước thải [4]. Cũng theo số liệu thu thập được, ngành tinh bột sắn cả nước thải ra môi trường khoảng 240-300 triệu m3 nước thải mỗi năm [4]. Hiện nay, hầu hết các nhà máy sản xuất tinh bột sắn bị bắt buộc phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải, nhưng kết quả vận hành cho thấy thông số tổng N trong nước thải sau xử lý từ các hệ thống xử lý của các nhà máy thường không đạt [4]. Việc kiểm soát thông số tổng N trong nước thải sau xử lý gặp nhiều khó khăn, tốn nhiều chi phí. Đây là tình hình chung của cả nước và cũng là khó khăn của đa số các nhà máy tinh bột sắn trên địa bàn tỉnh Tây Ninh. Hiện tại, các nhà khoa học đã phát hiện ra khoảng 400 loài thực vật có thể được sử dụng để xử lý khoảng 30.000 chất ô nhiễm trong nước thải [5]. Với việc ứng dụng này, các nhà khoa học đã dựa vào quá trình sinh trưởng và phát triển của các loại thực vật để hấp thụ các chất ô nhiễm, đây là một giải pháp mang tính lâu dài và thân thiện với môi trường. 58 Ứng dụng công nghệ sinh thái để xử lý dinh dưỡng từ nước thải chế biến tinh bột sắn Qua khảo sát ban đầu, nhóm tác giả nhận thấy cây chuối nước là loài thực vật phân bố phổ biến ở khu vực ven sông Vàm Cỏ Đông thuộc tỉnh Tây Ninh. Ngoài ra, nghiên cứu tiền thí nghiệm của nhóm tác giả cùng với các loài thực vật phổ biến ven sông Vàm Cỏ Đông như cây sậy (Phragmites communis), cây sả (Cymbopogon nardus Rendl), cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L) cho thấy cây chuối nước phát triển vượt trội hơn so với các loại cây kể trên trong môi trường giàu dinh dưỡng như nước thải tinh bột sắn. Với nghiên cứu này, nhóm tác giả đã tiến hành thử nghiệm việc xử lý dinh dưỡng trong nước thải tinh bột sắn dựa vào cây chuối nước. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 2.1. Vật liệu thí nghiệm Địa điểm nghiên cứu được triển khai tại công ty TNHH Hồng Phát, huyện Châu Thành, tỉnh Tây Ninh. Nước thải dùng cho thí nghiệm được lấy từ đầu ra của hệ thống xử lý nước thải tinh bột sắn của công ty. Thực vật được chọn để nghiên cứu là cây chuối nước (Heliconia psittacorum Sessé) từ 3 đến 6 tháng tuổi được lấy từ vùng đất ngập nước ven sông Vàm Cỏ Đông thuộc tỉnh Tây Ninh. Trước khi thí nghiệm, các cây được cắt tỉa để đạt chiều cao tương đồng nhau. 2.1.1. Lắp đặt mô hình thí nghiệm Mô hình được xây dựng thành 2 module, gồm: - Module thí nghiệm nghiên cứu về hiệu quả hấp thụ tổng N bằng việc sử dụng thực vật nổi - Module đối chứng dùng để chứa nước thải (không bố trí thực vật). Vật liệu và thiết bị sử dụng trong mô hình thí nghiệm, gồm có: - Phần phao nổi được thiết kế bởi các tấm xốp có độ dày 5 cm, kích thước D × R = 835 × 520 cm, các tấm xốp được đục lỗ để đảm bảo mật độ thảm nổi và tiến hành bao lưới để chống vỡ phần phao. Hình 1. Thiết kế phần phao nổi - Thùng thí nghiệm được lựa chọn là các thùng xốp có kích thước D × R × C = 1135 × 820 × 775 cm, dày 5 cm. - Bơm chìm được sử dụng trong thí nghiệm để phân phối nước thải vào các thùng xốp. 2.1.2. Thực vật đưa vào thí nghiệm Sau khi chuẩn bị cây chuối nước với số lượng 100 cây, tiến hành cắt tỉa để đạt chiều cao khoảng 13-15 cm, tỉa bớt rễ già, rửa sạch, ký hiệu các mẫu thực vật và tiến hành cân khối lượng trước khi bố trí vào các thí nghiệm. 59 Võ Đ ...