Nghiên cứu, tính toán cân bằng dòng vật chất trong phương pháp xử lý chất thải làng nghề làm bột xã Tân Phú Trung, huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp theo phương án cụm dân cư
NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN CÂN BẰNG DÒNG VẬT CHẤT
TRONG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI LÀNG NGHỀ
LÀM BỘT XÃ TÂN PHÚ TRUNG, HUYỆN CHÂU THÀNH,
TỈNH ĐỒNG THÁP THEO PHƯƠNG ÁN CỤM DÂN CƯ
Tạ Trung Kiên, Nguyễn Thị Thảo Trang
Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh
GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
TÓM TẮT
Bài báo trình bày hiện trạng môi trường nước và nghiên cứu, tính toán cân bằng dòng vật chất
trong phương pháp xử lý chất thải của làng nghề làm bột xã Tân Phú Trung, huyện Châu Thành,
tỉnh Đồng Tháp. Dựa trên những vấn đề về công nghệ cũng như ý thức của hộ sản xuất về vấn đề
môi trường chưa cao, công tác quản lý từ phía cơ quan nhà nước còn hạn chế. Từ đó, tính toán cân
bằng dòng vật chất trong quá trình sản xuất và đề ra mô hình giảm thiểu ô nhiễm làng nghề theo
phương án cụm dân cư. Mô hình VCBNXT (V: Vườn; C: Chuồng; B: Biogas; N: Nhà; X: Xưởng; T:
Trạm xử lý nước thải), hoạt động theo nguyên tắc tận dụng nguồn phế phẩm từ quá trình sản xuất
và chăn nuôi tạo thành các nguyên liệu, năng lượng để phục vụ cho hoạt động của con người. Mô
hình đề xuất cũng đưa ra được những ưu điểm góp phần giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi
trường, nước thải sau xử lý đạt QCVN:2011/BTNMT - cột B, và tận dụng hết chất thải tái sử dụng,
nâng cao kinh tế của từng hộ dân.
Từ khóa: Hiện trạng làng nghề ột, mô hình giảm thiểu, tái sử dụng, tính toán cân bằng, ưu điểm.
1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Xã Tân Phú Trung là một xã thuộc huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp. Xã có diện tích 29,77 km2. Đa
phần các hộ dân nơi đây sinh sống bằng nghề làm bột. Làng nghề kết hợp giữa sản xuất bột và chăn
nuôi heo. Phế phẩm trong quá trình sản xuất bột là cặn bột được thu hồi để làm thức ăn cho heo.
Những sản phẩm của làng nghề đáp ứng thị trường tiêu thụ trong nước, góp phần tạo việc làm cho
người dân, nâng cao chất lượng cuộc sống. Tuy nhiên, hiện nay làng nghề sản xuất bột xã Tân Phú
Trung đang gặp những vấn đề về ô nhiễm môi trường, tác động trực tiếp đến sức khỏe người dân và
làm giảm chất lượng môi trường. Nguyên nhân là do các hộ sản xuất theo quy mô nhỏ, lẻ, tự phát,
công nghệ lạc hậu, người dân vẫn chưa có ý thức bảo vệ môi trường, các hệ thống thu gom và xử lý
nước thải còn sơ sài [1]. Công tác bảo vệ môi trường từ phía cơ quan quản lý còn hạn chế.
2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Nội dung nghiên cứu
Tổng quan về xã Tân Phú Trung và làng nghề làm bột tại xã Tân Phú Trung, huyện Châu Thành,
tỉnh Đồng Tháp.
248
Điều tra, khảo sát bằng phiếu nhằm thống kê đánh giá tình hình sản xuất, hiện trạng và công tác
quản lý môi trường khu vực nghiên cứu.
Tính toán cân bằng dòng vật chất trong quá trình sản xuất bột tại làng nghề theo quy mô cụm dân cư.
Lấy mẫu phân tích nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường nước tại khu vực sản xuất bột.
Đề xuất mô hình và tính toán dòng vật chất giảm thiểu ô nhiễm và xử lý chất thải của làng nghề
theo phương án cụm dân cư.
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Phương pháp luận
Nước thải từ hoạt động làng nghề làm bột có hàm lượng chất ô nhiễm cao gấp chục lần tiêu chuẩn
cho phép, đòi hỏi cần có những biện pháp, mô hình giảm thiểu trước khi đưa ra môi trường [1]. Mô
hình VCBNXT là mô hình khép kín, vừa xử lý vừa sản xuất và tái sử dụng chất thải [8].
2.2.2 Phương pháp cụ thể
Tham khảo những nghiên cứu trước đây và các tài liệu có liên quan đến việc xử lý và đưa ra mô
hình hoàn thiện.
Thu thập các dữ liệu về làng nghề đã có ở các cơ quan chức năng trực thuộc địa bàn xã Tân Phú
Trung hoặc những số liệu, thống kê đã được thu thập trước đó từ những báo cáo, bài áo,…
Tiến hành lập phiếu khảo sát các hộ dân trong làng về hiện trạng môi trường nước tại vùng làm
nghề sản xuất bột ở địa bàn nghiên cứu trên cơ sở kế thừa các tài liệu nghiên cứu trước đây.
Hình 1: Bản đồ các vị trí, địa điểm lấy mẫu
Đánh giá, thăm dò, điều tra các hoạt động bảo vệ, quản lý môi trường nước tại làng nghề sản xuất
bột tại xã Tân Phú Trung, huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp theo phương pháp tiếp cận chọn lọc
và điểm điển hình.
249
Tiến hành lấy mẫu ở các địa điểm tại làng nghề.
Phân tích các chỉ tiêu COD, BOD5, DO, pH, tổng N, tổng P, TSS đối với các mẫu đã lấy.
Phương pháp thống kê nhằm tính toán cân bằng vật chất và năng lượng để ghi lại một cách định
lượng nguyên liệu và năng lượng sử dụng tại mỗi công đoạn sản xuất.
Cân bằng vật chất là một công cụ quan trọng cho tính toán định lượng các chất ô nhiễm di chuyển
từ nơi này đến nơi khác, chuyển đổi các chất ô nhiễm từ trạng thái này sang trạng thái khác là định
luật bảo toàn vật chất.
2.2.3 Quy trình thực hiện
Hình 2: Sơ đồ phương pháp thực hiện
3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1 Kết quả phân tích nước thải
Chỉ tiêu pH
Hình 3: Chỉ tiêu pH ở 30 vị trí lấy mẫu
Nhận xét: Qua kết quả phân tích chỉ tiêu pH tại phòng thí nghiệm, chỉ số trong 30 mẫu nước tại
các vị trí lấy mẫu cho ra các trị số pHmin = 5,74, pHmax = 6,37 và giá trị trung bình pHtb = 6,37, nằm
trong giá trị cho phép khi so với QCVN 40:2011/BTNMT, cột B.
250
Các chỉ tiêu DO, COD, BOD
Hình 4: Chỉ tiêu DO ở 30 vị trí lấy mẫu
Nhận xét: Qua kết quả phân tích chỉ tiêu DO tại phòng thí nghiệm, chỉ số trong 30 mẫu nước tại
các vị trí lấy mẫu cho ra các kết quả: DOmin = 3,03, DOmax = 5,35 và giá trị trung bình DOtb = 4.183.
Hình 5: Chỉ tiêu COD, BOD ở 30 vị trí lấy mẫu
Nhận xét: Qua kết quả phân tích các chỉ tiêu COD, BOD tại phòng thí nghiệm, chỉ số trong 30 mẫu
nước tại các vị trí lấy mẫu cho ra các kết quả:
– Đối với COD: CODmin = 162, CODmax = 295,2 và giá trị trung bình CODtb = 209.8867, vượt tiêu
chuẩn cho phép khi so với QCVN 40:2011/BTNMT, cột B là 1,4 lần.
– Đối với BOD: BODmin=142,8, BODmax = 295,2 và giá trị trung bình BODtb = 206,05, vượt tiêu
chuẩn cho phép khi so với QCVN 40:2011/BTNMT, cột B là 4,1 lần.
Chỉ tiêu TSS:
Hình 6: Chỉ tiêu TSS ở 30 vị trí lấy mẫu
Nhận xét: Qua kết quả phân tích chỉ tiêu TSS tại phòng thí nghiệm, chỉ số trong 30 mẫu nước tại
các vị trí lấy mẫu cho ra các trị số TSSmin = 500, TSSmax = 852 và giá trị trung bình TSStb = 670,2, vượt
tiêu chuẩn cho phép khi so với QCVN 40:2011/BTNMT, cột B là 6,7 lần.
251
Chỉ tiêu tổng N, tổng P:
Hình 7: Chỉ tiêu tổng P ở 30 vị trí lấy mẫu
Nhận xét: Qua kết quả phân tích chỉ tiêu tổng N tại phòng thí nghiệm, chỉ số trong 30 mẫu nước
tại các vị trí lấy mẫu cho ra các trị số Tổng Pmin = 11, tổng Pmax = 54 và giá trị trung bình Tổng
Ptb=31,967, vượt tiêu chuẩn cho phép khi so với QCVN 40:2011/BTNMT, cột B là 5,3 lần.
Hình 8: Chỉ tiêu tổng N ở 30 vị trí lấy mẫu
Nhận xét: Qua kết quả phân tích chỉ tiêu tổng N tại phòng thí nghiệm, chỉ số trong 30 mẫu nước
tại các vị trí lấy mẫu cho ra các trị số Tổng Nmin = 305,6, tổng Nmax = 769,9 và giá trị trung bình Tổng
Ptb=503.83, vượt tiêu chuẩn cho phép khi so với QCVN 40:2011/BTNMT, cột B là 12,6 lần.
Đánh giá chung: Qua kết quả phân tích các chỉ tiêu có trong nước thải làng nghề làm bột xã Tân
Phú Trung, huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp ở 30 vị trí lấy mẫu theo QCVN 40:2011/BTNMT, cột B
tại phòng thí nghiệm cho ra các giá trị chỉ tiêu đều vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,4 – 12,6 lần.
3.2 Tính toán cân bằng dòng vật chất quá trình sản xuất bột
Bảng 1: Bảng nhu cầu nguyên liệu cho quá trình sản xuất bột quy mô cụm dân cư
Stt
1
Tên nguyên liệu
Tấm
Đơn vị
Tiêu thụ/ngày (1 hộ)
Tiêu thụ/ngày (5 hộ)
Kg/mẻ/ngày
m3/mẻ/ngày
Kw/mẻ/ngày
Kg/mẻ/ngày
Mâm/mẻ/ngày
Kg/mẻ/ngày
Bao/mẻ/ngày
362
3.06
21.14
2
1810
15.3
105.7
10
2
Nước
3
Điện
4
Giấy báo
Mâm tre
Lá chuối
Bao giấy
5
80
400
70
6
14
7
29
145
252
Bảng 2: Bảng cân bằng vật chất quá trình sản xuất bột gạo quy mô cụm dân cư
Vật liệu đầu vào Vật liệu đầu ra Dòng thải
Nguyên liệu Lượng
Các
công
đoạn
Stt
1
Chất thải
Sản phẩm
Lượng
Lỏng
rắn
Ngâm
Tấm,
nước
1810 kg,
2500 lít
Gạo đã
2648 kg
Nước sau
khi ngâm
gạo 1619 lít
Cặn ngâm
ngâm
18 kg
Gạo rơi vãi
25 kg
2
3
Xay
Tấm,
nước
2648 kg,
1400 lít
Dung dịch
bột
3930.5 kg
3841 kg
Dung dịch
rơi vãi
Cặn bột
85,5 kg
32 kg
Khuấy
Dung dịch bột
3930,5 kg
Dung dịch
bột
Dung dịch
rỡi vãi 38,5
kg
Cặn bột
dính trên
thiết bị
khuấy
51 kg
4
5
Lắng
Dung dịch bột
Bột ướt
3841 kg
Bột ướt
Bột ướt
2619.5 kg
2495 kg
Dung dịch
rỡi vãi 48 kg
Nước sau
Cặn lắng
68,5 kg
lắng 1105 lít
Chia
2619,5 kg
Bột rơi vãi
bột
124,5 kg
Mâm tre
400 mâm
10 kg
Giấy báo
Tái sử dụng
lần 2
Lá chuối
Bột ướt
70 kg
70 kg
6
7
Phơi
2495 kg
Bột khô
1442 kg
1404 kg
140 bao
Bột rơi vãi
khô
48 kg
Đóng
Bột khô
Bao giấy
Nước
1442 kg
145 bao
11400 lít
Thành
Bột rơi vãi
gói
phẩm
38 kg
5 bao giấy
dư
8
Vệ sinh
máy,
Nước thải
11400 lít
thiết bị,
khu vực
sản
xuất
253
Hình 9: Sơ đồ cân bằng dòng vật chất quá trình sản xuất bột theo quy mô cụm dân cư
4 ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH GIẢM THIỂU Ô NHIỄM
4.1 Mô hình nghiên cứu
Hình 10: Mô hình nghiên cứu
4.2 Thông số đầu vào của mô hình
Bảng 3: Các thông số đầu vào của mô hình
Stt
1
Thông số
Diện tích nhà xưởng
Số lượng người
Đơn vị
m²
Giá trị (01 hộ)
Giá trị (05 hộ)
40
4
200
20
2
Người
3
Khối lượng tấm
Diện tích đất vườn
kg/mẻ/ngày
m²
362
40
1810
200
4
Nước thải từ quá trình chế
biến
5
m³/mẻ/ngày
3,06
15,3
254
Stt
6
Thông số
Chất thải rắn sinh hoạt
Số lượng heo
Đơn vị
kg/mẻ/ngày
con
Giá trị (01 hộ)
Giá trị (05 hộ)
1,04
59
5,2
7
295
Nước từ quá trình chăn
8
9
m3/ngày.đêm
kg/mẻ/ngày
2,74
66,9
13,7
nuôi heo
Cặn bột cho heo
334,5
4.3 Thông số thiết kê mô hình
Bảng 4: Các thông số thiết kế của mô hình
Stt
Công trình
Thông số
Lượng chất thải nạp hàng ngày
Công suất sinh khí của công trình
Thể tích hầm Biogas
Tổng lượng nguyên liệu nạp hàng ngày
Thời gian lưu
Đơn vị
Giá trị
1774,14
44,35
128,63
129,81
20
l/ngày
m3/ngày
m3
1
Biogas
kg/ngày
Ngày
kg
2
3
Compost
Lượng phân compost sinh ra
Diện tích
51,92
200
m2
Vườn
Cây đu đủ
cây
80
4
5
6
Bể Anoxic
Thể tích
m3
8
Bể lọc sinh học
nhỏ giọt
Thể tích
Thể tích
m3
m3
5,2
12
Lắng sinh học
Hình 11: Sơ đồ dòng chất thải theo mô hình VCBNXT
255
Nhận xét: Mô hình đề xuất giảm thiểu ô nhiễm xử lý chất thải theo quy mô cụm dân cư. Việc sử
dụng các yếu tố sinh thái sẵn có (vườn) phục vụ cho quá trình xử lý chất thải là công nghệ thân thiện
môi trường không làm phát sinh chất thải trong quá trình xử lý. Do không có đủ diện tích đào ao
nên mô hình đề xuất giảm thiểu ô nhiễm không thể có thêm ao sinh học [2].
Ưu điểm mô hình:
Mô hình VCBNXT (V: Vườn, C: Chuồng, B: Biogas, N: Nhà; X: Xưởng; T: Trạm xử lý nước thải) là mô
hình thân thiên môi trường, có xây dựng để sản xuất phân bón compost, biogas không chỉ giảm
thiểu ô nhiễm mà còn có hiệu quả về kinh tế do thời gian hoàn vốn ngắn. Đối với môi trường, ngoài
vai trò xử lý nước thải mô hình này có ưu điểm nổi bật là chất thải rắn sinh hoạt, chất thải rắn từ
vườn nơi không có hệ thống thu gom được giải quyết triệt để [7].
5 KẾT LUẬN
Bài báo ‚Nghiên cứu, tính toán cân bằng dòng vật chất trong phương pháp xử lý chất thải làng
nghề làm bột xã Tân Phú Trung, huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp theo phương án cụm dân cư‛
đã thực hiện được các nội dung sau:
– Đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực làng nghề làm bột, phân tích các chỉ tiêu của
nước thải theo QCVN 40:2011/BTNMT, cột B cho ra kết quả vượt ngưỡng cho phép, với COD
1,4 lần, BOD 4,1 lần, tổng chất rắn lơ lửng TSS là 6,7 lần, tổng P là 5,3 và với tổng N là 12,6 lần.
– Tính toán cân bằng dòng vật chất của nước thải làng nghề làm bột Xã Tân Phú Trung, huyện
Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp theo phương án cụm dân cư.
– Đề xuất mô hình VCBNXT giảm thiểu ô nhiễm, xử lý chất thải theo quy mô cụm dân cư với
những ưu điểm, cải tiến nhằm tận dụng khả năng tái sử dụng các nguồn thải để làm phân
bón compost, iogas,… nhưng không gây phát thải và thân thiện với môi trường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]
Bộ Tài nguyên và Môi trường (2014). Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2014 – môi
trường nông thôn. Nhà xuất bản Tài nguyên - Môi trường và bản đồ Việt Nam, pp. 19, 41-48,
90-94, 107, 128, 146-147.
[2]
[3]
[4]
Lê Thanh Hải và cs., (2015). Đề xuất mô hình sản xuất theo hướng sinh thái gắn với bảo vệ
môi trường cho làng nghề sản xuất tinh bột ở nông thôn Đồng bằng sông Cửu Long. Tạp chí
phát triển KH&CN, tập 18, số M1-2015, pp. 33-43.
Lê Thanh Hải và cs., (2015). Đánh giá tiềm năng xây dựng mô hình sản xuất tích hợp theo
hướng sinh thái kép kín cho các làng nghề Đồng bằng sông Cửu Long. Tạp chí Phát triển
KH&CN, tập 18, số M1-2015, pp. 12-23.
Mai Văn Nam (2013). Các yếu tổ ảnh hưởng đến phát triển làng nghề kết hợp du lịch ở Đồng
bằng sông Cửu Long. Tạp chí Nghiên cứu Kinh tế, số 422 – Tháng 7/2013, pp. 62-69.
256
[5]
[6]
Nguyễn Phước Quý Quang (2013). Du lịch làng nghề ở Đồng bằng sông Cửu Long – Một lợi
thế văn hóa để phát triển du lịch. Tạp chí Phát triển Nông nghiệp và Nông thôn ĐBSCL, Số 10
(20) - Tháng 05-06/2013, pp. 62-66.
Nguyễn Văn Phước và cs (2002). Đánh giá hiện trang, đề xuất phương án giảm thiểu và xử lý
ô nhiễm môi trường cho làng nghề Long Kiên – phường Long Toàn, thị xã Bà Rịa, tỉnh Bà Rịa
Vũng Tàu. Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, pp. 138.
[7]
[8]
Trịnh Xuân Lai, 2008. Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải. NXB Xây dựng.
Văn Hữu Tập, Ngô Trà Mai (2016) ‚Nghiên cứu và lựa chọn một số biện pháp sản xuất sạch
hơn cho Làng nghề miến Việt Cường, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên‛. Bài báo được đăng
trên Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, tập 32, số 4 (2016) pp.
46 – 56.
257
10 trang
21/04/2022
32420
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu, tính toán cân bằng dòng vật chất trong phương pháp xử lý chất thải làng nghề làm bột xã Tân Phú Trung, huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp theo phương án cụm dân cư", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- nghien_cuu_tinh_toan_can_bang_dong_vat_chat_trong_phuong_pha.pdf
