Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

Nguyễn Thị Tường Chi

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÀ CÔNG NGHỆ LÊN 
MEN MÊTAN NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN CỦA MỘT 
SỐ LÀNG NGHỀ THUỘC HUYỆN HOÀI ĐỨC, HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


Hà Nội – Năm 2013

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

Nguyễn Thị Tường Chi

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÀ CÔNG NGHỆ LÊN 
MEN MÊTAN NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN CỦA MỘT 
SỐ LÀNG NGHỀ THUỘC HUYỆN HOÀI ĐỨC, HÀ NỘI

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGÔ KIM CHI

2


Hà Nội – Năm 2013
LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Ngô Kim Chi – phòng Khai thác  
chế biến Tài nguyên thiên nhiên– Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã luôn  
quan tâm giúp đỡ  và hướng dẫn tôi  tận tình, chu đáo trong suốt quá trình làm  
luận văn tốt nghiệp.
Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm  ơn các thầy cô giáo trong Khoa  
Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, đã trang bị cho tôi  
những kiến thức khoa học quý báu trong suốt khóa học để tôi thêm vững tin trong  
quá trình thực hiện khóa luận và công tác sau này.
Tôi xin cảm  ơn Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, cùng tập thể  cán  
bộ nghiên cứu của phòng Khai thác chế biến Tài nguyên thiên nhiên đã tạo điều  
kiện cho tôi làm việc trong thời gian thực hiện đề tài.
Tôi   cũng   xin  cảm   ơn  công  ty   cổ   phần   thực   phẩm   Minh  Dương,   chính  
quyền địa phương và người dân cụm làng nghề  Minh Khai, Dương Liễu, Cát  
Quế – huyện Hoài Đức, Hà Nội đã nhiệt tình cộng tác và giúp đỡ  tôi trong quá  
trình xây dựng và thực hiện nghiên cứu tại địa phương.
Cuối cùng, tôi xin tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bè bạn đã quan tâm, ủng hộ  
tôi trong suốt quá trình học và thực hiện đề tài nghiên cứu này.

                                                                           Hà Nội, tháng 12 năm 2013


                            Học viên
Nguyễn Thị Tường Chi

MỤC LỤC

4


Danh mục bảng

mục đồ thị


Danh mục hình vẽ

 Danh mục từ viết tắt

AF

Lọc sinh học kị khí

BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa

CBNSTP

Chế biến nông sản thực phẩm

COD

Nhu cầu oxy hóa học

CSTR

Hệ khuấy trộn liên tục

EGSB

Bể phân hủy kị khí dạng bùn hạt 
tăng cường


QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

SS

Chất rắn lơ lửng trong nước

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

UBND

Ủy ban nhân dân

VSV

Vi sinh vật

VFA

Axit béo dễ bay hơi


Đề  tài: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ  lên men mêtan xử  lý nước thải chế  biến  
tinh bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

MỞ ĐẦU
Làng nghề   ở  nước ta đã ra đời từ  rất lâu và cho đến nay làng nghề  ngày 
càng phát triển góp phần đáng kể vào phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Sự 
phát triển của làng nghề  đã góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế  nông nghiệp  
nông thôn, giải quyết công ăn việc làm lúc nông nhàn, tăng thu nhập, nâng cao 
đời sống vật chất cho người dân địa phương. Theo “Báo cáo thực hiện chính  
sách, pháp luật về  môi trường tại các khu kinh tế, làng nghề” của Sở  Công  
thương, tại Hà Nội các làng nghề  đã giải quyết việc làm cho gần 630.000 lao  
động bao gồm cả  lao động địa phương và lao động du nhập. Tính đến nay, Hà 
Nội có 1.350 làng nghề và làng có nghề, trong đó 281 làng nghề đã được UBND 
thành phố công nhận theo tiêu chí mới. Năm 2012, giá trị sản xuất của làng nghề 
đạt khoảng 10.582 tỷ đồng, chiếm 8,3% tổng giá trị  sản xuất công nghiệp ­ tiểu  
thủ công nghiệp của thành phố.
Ba xã Minh Khai, Dương Liễu, Cát Quế thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội là  
ba làng nghề  nằm trong trọng điểm chế  biến nông sản thực phẩm của Hà Nội. 
Trong những năm vừa qua, quy mô và sản lượng sản xuất của các làng nghề 
không ngừng tăng, tạo ra khối lượng sản phẩm và lượng doanh thu lớn tạo công 
ăn việc làm cho hàng nghìn lao động địa phương, không những tạo công ăn việc  
làm cho lao động địa phương mà còn cho lao động từ  các tỉnh như Phú Thọ, Vĩnh 
Phúc…; đời sống nhân dân không ngừng được cải thiện, bộ  mặt nông thôn ngày  
một đổi mới.  Ở  xã Minh Khai, số  hộ  giàu, hộ  khá có thu nhập hàng trăm triệu 

đồng 1 năm chiếm đến 50%, hộ nghèo (theo tiêu chí mới) còn 46 hộ chiếm 4,71%  
tổng số hộ, không có hộ đói.
Tuy nhiên, do đặc trưng loại hình sản xuất chính là chế biến tinh bột sắn,  
miến, bún, với hàng trăm nghìn tấn chất thải rắn và đặc biệt là hàng triệu mét 
khối nước thải lớn, ba làng nghề đang là “thủ  phạm” chính cho vấn đề  ô nhiễm 

8Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Đề  tài: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ  lên men mêtan xử  lý nước thải chế  biến  
tinh bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

môi trường của huyện Hoài Đức, gây nên các bức xúc không chỉ  đối các dân cư 
trong vùng mà cả trong toàn huyện Hoài Đức. 
Ngành sản xuất tinh bột sắn là một trong những ngành công nghiệp tiêu 
thụ  nhiều nước và năng lượng. Vì vậy, hàng năm lượng nước xả  thải ra môi 
trường của ngành này khá lớn, nước thải chứa nhiều các chất hữu cơ  như  tinh  
bột, protein, xenluloza, pectin,  đường,...gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng 
nếu không có biện pháp xử  lý hiệu quả. Tuy nhiên trong thành phần nước thải 
tổng hợp có chứa hàm lượng lớn các chất dinh dưỡng N, P và các chất hữu cơ có 
thể được tận dụng và thu hồi thông qua quá trình xử lý bằng chuyển hóa sinh học 
nguồn thải hữu cơ và tận dụng sinh khối thải chuyển thành khí nhiên liệu biogas  
cung cấp năng lượng cho nhu cầu tiêu thụ năng lượng của các hộ gia đình, nước  
thải sau xử lý các mức có thể tận thu như nguồn dưỡng chất để bón ruộng, hoặc  
xử  lý các mức tiếp theo đạt tiêu chuẩn xả  thải QCVN40­2011 khi xả  trực tiếp  
vào nguồn nước tiếp nhận. Khí sinh học thu được góp phần giảm thiểu ô nhiễm  
nước, hạn chế khai thác nhiên liệu không tái tạo,  và giảm phát thải các khí, chủ 
động trong việc  ứng phó với biến đổi khí hậu trong xu thế  chung của thế  giới  
hiện nay.
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. 
Vì vậy, học viên đã chọn đề tài : “Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công  
nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh bột sắn của một số làng nghề thuộc  
huyện Hoài Đức, Hà Nội” với nội dung gồm:
­ Đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải làng nghề Minh Khai, Dương Liễu, 
Cát Quế.
­ Nghiên cứu một số thông số  ảnh hưởng đến quá trình sinh khí trong bể 
mêtan, bước đầu tính toán kiểm tra các thông số thiết kế, vận hành.

9Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Đề  tài: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ  lên men mêtan xử  lý nước thải chế  biến  
tinh bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

­ Bước đầu đề  xuất mô hình  ứng dụng công nghệ  mêtan vào xử  lí nước  
thải làng nghề.

10Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

1
1.1

Chương 1 – TỔNG QUAN

Khái quát về làng nghề và hiện trạng môi trường làng nghề

1.1.1 Khái niệm làng nghề
Từ xa xưa, người nông dân Việt Nam đã biết sử dụng thời gian nông nhàn 
để  sản xuất những sản phẩm thủ  công, phi nông nghiệp phục vụ  cho nhu cầu  
đời sống như: các công cụ lao động nông nghiệp, giấy, lụa, vải, thực phẩm qua  
chế  biến… Các nghề  này được lưu truyền và mở  rộng qua nhiều thế  hệ, dẫn  
đến nhiều hộ  dân có thể  cùng sản xuất một loại sản phẩm. Bên cạnh những 
người chuyên làm nghề, đa phần lao động vừa sản xuất nông nghiệp, vừa làm 
nghề, hoặc làm thuê (nghề phụ). Nhưng do nhu cầu trao đổi hàng hóa, các nghề 
mang tính chất chuyên môn sâu hơn, được cải tiến kỹ thuật hơn và thường được  
giới hạn trong quy mô nhỏ (làng), dần dần tách hẳn nông nghiệp để chuyển hẳn  
sang nghề thủ công. Như vậy, làng nghề đã xuất hiện.
Có thể  hiểu làng nghề  “là làng nông thôn Việt Nam có ngành nghề  tiểu  
thủ  công nghiệp, phi nông nghiệp chiếm  ưu thế về số lao động và thu nhập so 
với nghề nông”[Đặng Kim Chi (2005), Làng nghề Việt Nam và môi trường,

NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.].
1.1.2 Phân loại làng nghề
Làng nghề với những hoạt động và phát triển đã có những tác động tích 
cực và tiêu cực đến nền kinh tế, đời sống xã hội và môi trường với những nét 
đặc thù rất đa dạng. Vấn đề phát triển và môi trường của các làng nghề hiện nay  
đang có nhiều bất cập và đang được chú ý nghiên cứu. Muốn có được những kết 
quả nghiên cứu xác thực, đúng đắn và có thể quản lý tốt các làng nghề thì cần có 
sự  nhìn nhận theo nhiều khía cạnh, nhiều góc độ  khác nhau đối với làng nghề. 
Bởi vậy, hệ thống phân loại các làng nghề dựa trên các số liệu thông tin điều tra,  
khảo sát là cơ sở khoa học cho nghiên cứu, quản lý hoạt động sản xuất cũng như 
việc quản lý, bảo vệ môi trườ ng làng nghề. Cach phân loai lang nghê phô biên
́
̣ ̀

̀
̉
́ 

11Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

nhât la phân theo loai hinh san xuât, loai hinh san phâm. Theo cach nay co thê
́ ̀
̣ ̀
̉
́
̣ ̀
̉
̉
́
̀
́ ̉ 
phân thanh 6 nhom nganh san xuât gôm:
̀
́
̀
̉
́ ̀
+ Ươm tơ, dệt vải và may đồ da.
+ Chế biến lương thực thực phẩm, dược liệu.
+ Tái chế phế liệu (giấy, nhựa, kim loại…).

+ Thủ công mỹ nghệ, thêu ren. 
+ Vật liệu xây dựng, khai thác và chế tác đá.
+ Nghề  khác (mộc gia dụng, cơ  khí nhỏ, đóng thuyền, quạt giấy, đan vó, 
lưới..).
 Ngoai ra con co thê phân lo
̀
̀ ́ ̉
ại theo quy mô sản xuất (lơn, nho, trung binh);
́
̉
̀  
phân loại theo nguồn thải và mức độ  ô nhiễm; theo lich s
̣
ử phat triên; theo m
́
̉
ức  
độ sử dụng nguyên liệu, theo thị trường tiêu thụ  sản phẩm hoặc theo tiềm năng  
tồn tại và phát triển…
1.1.3 Hiện trạng môi trường làng nghề 
Vấn đề  môi trường mà các làng nghề  đang phải đối mặt không chỉ  giới  
hạn ở trong phạm vi các làng nghề mà còn ảnh hưởng đến người dân ở vùng lân  
cận. Theo Báo cáo môi trường quốc gia năm 2008 với chủ  đề  "Môi trường làng  
nghề  Việt Nam", hiện nay “hầu hết các làng nghề   ở  Việt Nam đều bị  ô nhiễm  
môi trường (trừ các làng nghề không sản xuất hoặc dùng các nguyên liệu không  
gây ô nhiễm như thêu, may...). Chất lượng môi trường tại hầu hết các làng nghề 
đều không đạt tiêu chuẩn khiến người lao động phải tiếp xúc với các nguy cơ 
gây hại cho sức khỏe, trong đó 95% là từ  bụi; 85,9% từ  nhiệt và 59,6% từ  hóa  
chất. Kết quả khảo sát 52 làng nghề cho thấy, 46% làng nghề có môi trường bị ô 
nhiễm nặng ở cả 3 dạng; 27% ô nhiễm vừa và 27% ô nhiễm nhẹ”[ Bộ Tài nguyên

và Môi trường (2008), Báo cáo môi trường quốc gia].

Tình trạng ô nhiễm môi trường ở các làng nghề xảy ra ở mấy loại phổ biến sau 
đây: 

12Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

­ Ô nhiễm nước: ở Việt Nam, các  làng nghề chưa có hệ thống xử lý nước 
thải công nghiệp, nước thải được đổ trực tiếp ra hệ thống kênh rạch chung hoặc  
ra sông. Nguyên nhân gây ô nhiễm nước chủ  yếu là quá trình xử  lý công nghiệp  
như: chế  biến lương thực thực phẩm, mây tre, dệt, in, nung nấu kim loại, tẩy  
giấy và nhuộm… Thường thì nước thải ra bị  nhiễm màu nặng và gây ra hiện 
tượng đổi màu đối với dòng sông nhận nước thải, có mùi rất khó chịu. Hơn nưã  
la s
̀ ự vượt qua TCCP đôi v
́
́ ới cac ham l
́ ̀ ượng BOD, COD, SS, va coliform, cac kim
̀
́
 
loai năng… 
̣
̣
ở  ca n
̉ ươc măt va n

́
̣
̀ ươc 
́ ngâm, lam chêt cac sinh vât thuy sinh va ch
̀
̀
́ ́
̣
̉
̀ ưá  
cac mâm bênh nguy hai cho con ng
́
̀
̣
̣
ươi.
̀
­ Ô nhiễm không khí gây bụi,  ồn và nóng do sử  dụng than và củi chu yêu
̉ ́ 
trong sản xuất vật liệu xây dựng và sản xuất gốm sứ.
­ Ô nhiễm chất thải rắn do tái chế  nguyên liệu (giấy, nhựa, kim loại…)  
hoặc do bã thải của các loại thực phẩm (sắn, dong), các loại rác thải thông  
thường: nhựa, túi nilon, giấy, hộp, vỏ  lon, kim loại và các loại rác thải khác  
thường được đổ  ra bất kỳ  dòng nước hoặc khu đất trống nào. Lam cho n
̀
ươć  
ngâm va đât bi ô nhiêm cac chât hoa hoc đôc hai, anh h
̀
̀ ́ ̣
̃

́
́ ́ ̣
̣
̣ ̉
ưởng tơi s
́ ưc khoe cua con
́
̉
̉
 
ngươi.
̀
Trong Báo Nhân dân ngày 23/6/2005, GS.TS. Đặng Kim Chi đã cảnh báo 
"100% mẫu nước thải  ở  các làng nghề  được khảo sát có thông số  vượt tiêu 
chuẩn cho phép. Môi trường không khí bị ô nhiễm có tính cục bộ tại nơi trực tiếp  
sản xuất, nhất là ô nhiễm bụi vượt tiêu chuẩn cho phép (TCCP) và ô nhiễm do  
sử  dụng nhiên liệu than củi. Tỉ  lệ  người dân làng nghề  mắc bệnh cao hơn các 
làng thuần nông, thường gặp ở các bệnh về đường hô hấp, đau mắt, bệnh đường  
ruột, bệnh ngoài da. Nhiều dòng sông chảy qua các làng nghề hiện nay đang bị ô 
nhiễm nặng; nhiều ruộng lúa, cây trồng bị giảm năng suất do ô nhiễm không khí 
từ làng nghề".
Ha Nôi la môt trong nh
̀ ̣ ̀ ̣
ưng thanh phô co nhiêu lang nghê nhât ca n
̃
̀
́ ́
̀ ̀
̀ ́ ̉ ươc. Sau khi
́

 
mở  rông (2008), Hà N
̣
ội co tông công 1.275 lang nghê, trong đo co 226 làng ngh
́ ̉
̣
̀
̀
́ ́
ề 

13Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

được UBND thành phố  công nhân theo cac tiêu chi lang nghê, v
̣
́
́ ̀
̀ ới nhiều loại hình  
sản xuất khác nhau, từ  chế  biến lương thực, thực phẩm; chăn nuôi, giết mổ; dệt 
nhuộm, ươm tơ, thuộc da đến sản xuất vật liệu xây dựng, khai thác đá; tái chế phế 
liệu; thủ  công mỹ  nghệ... Trong số này, làng nghề  thủ  công mỹ  nghệ  chiếm 53% 
với 135 làng nghề, tiếp đó là làng nghề  dệt nhuộm đồ  da chiếm 23% với 59 làng 
nghề,   làng   nghề   chế   biến   lương   thực,   thực   phẩm   chiếm   16,9%   với   43   làng 
nghề...Hiện nay, phần lớn lượng nước thải từ các làng nghề này được xả thẳng ra  
sông Nhuệ, sông Đáy mà chưa qua xử  lí khiến các con sông này đang bị  ô nhiễm 
nghiêm trọng. Chưa kê đên môt l

̉ ́
̣ ượng rac thai, ba thai l
́
̉
̃ ̉ ơn t
́ ư cac lang nghê không thê
̀ ́ ̀
̀
̉ 
thu gom va x
̀ ử ly kip, nhiêu lang nghê rac thai đô b
́ ̣
̀ ̀
̀ ́
̉ ̉ ưa bai ven đ
̀ ̃
ương đi va cac khu đât
̀
̀ ́
́ 
trông [
́ Lý Kim Bảng (1999),  Nghiên cứu xử  lý rác thải tạo nguồn phân bón thích hợp
phục vụ nông nghiệp, Hội nghị môi trường toàn quốc năm 1999, Hà Nội].

Tinh trang ô nhiêm môi tr
̀
̣
̃
ường như  trên đa anh h
̃ ̉

ưởng ngay cang nghiêm
̀ ̀
 
trong đên s
̣
́ ưc khoe cua công đông, nhât la nh
́
̉
̉
̣
̀
́ ̀ ững ngươi tham gia san xuât, sinh
̀
̉
́
 
sông tai cac lang nghê va cac vung lân cân.
́
̣ ́ ̀
̀ ̀ ́ ̀
̣
Bao cao môi tr
́ ́
ường Quôc gia năm 2008 cho thây, t
́
́ ại nhiều làng nghề, tỉ lệ 
người mắc bệnh (đặc biệt là nhóm người trong độ  tuổi lao động) đang có xu 
hướng gia tăng. Tuổi thọ  trung bình của người dân tại các làng nghề  ngày càng 
giảm, thấp hơn 10 năm so với làng không làm nghề. Ở các làng tái chế kim loại,  
tỉ lệ người mắc bệnh ung thư, thần kinh rất phổ biến, nguyên nhân gây bệnh chủ 

yếu là do sự phát thải khí độc, nhiệt cao và bụi kim loại từ các cơ sở sản xuất.
Tại các làng sản xuất kim loại, tỉ  lệ  người mắc các bệnh liên quan đến  
thần kinh, hô hấp, ngoài da, điếc và ung thư chiếm tới 60% dân số. Tại các làng 
nghề chế biến nông sản thực phẩm, bệnh phụ khoa chiếm chủ yếu (13 – 38%),  
bệnh về đường tiêu hóa (8 – 30%), bệnh viêm da (4,5 ­ 23%), bệnh đường hô hấp 
(6 ­ 18%), bệnh đau mắt (9 – 15%). Tỉ  lệ  mắc bệnh nghề  nghiệp  ở  làng nghề 
Dương Liễu 70%, làng bún Phú Đô là 50% [UBND xã Dương Liễu (2011), Báo cáo:
Đặc điểm tình hình chung làng nghề xã Dương Liễu, Hà Nội.].

14Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

Một trong những nguyên nhân của tình trạng ô nhiễm kể trên là do các cơ 
sở  sản xuất kinh doanh  ở  các làng nghề  còn manh mún, nhỏ  lẻ, phân tán, phát 
triển tự phát, không đủ vốn và không có công  nghệ xử lý chất thải. Bên cạnh đó,  
ý thức của chính người dân làm nghề cũng chưa tự giác trong việc thu gom, xử lý 
chất thải. Nêu không co cac giai phap ngăn chăn kip th
́
́ ́
̉
́
̣
̣
ơi thi tôn thât đôi v
̀ ̀ ̉
́ ́ ới toan
̀ 

xa hôi se ngay cang l
̃ ̣ ̃ ̀ ̀ ơn, v
́ ượt xa gia tri kinh t
́ ̣
ế ma cac lang nghê đem lai nh
̀ ́ ̀
̀
̣
ư hiên
̣  
nay.
1.2

Vai trò của làng nghề đối với kinh tế nông thôn
Với hơn 2000 làng nghề  trong cả  nước, gồm 11 nhóm ngành nghề, sử 

dụng hơn 10 triệu lao động, đóng góp hơn 40 ngàn tỷ  đồng cho thu nhập quốc  
gia… các làng nghề truyền thống đã và đang đóng một vai trò quan trọng đối với 
sự phát triển kinh tế xã hội Việt Nam, đặc biệt là khu vực kinh tế nông thôn: 
­ Sản xuất tiểu thủ  công nghiệp tận dụng nguồn nguyên liệu phong phú 
với giá thành rẻ. Các nghề truyền thống chủ yếu sử dụng các nguyên liệu sẵn có  
trong nước, vốn là các tài nguyên thiên nhiên điển hình của miền nhiệt đới: tre 
nứa, gỗ, tơ tằm, các sản phẩm của nông nghiệp nhiệt đới (lúa gạo, hoa quả, ngô,  
khoai, sắn…), các loại vật liệu xây dựng… 
­ Mặt khác, sản phẩm từ  các làng nghề  không chỉ  đáp ứng các thị  trường 
trong nước với các mức độ  nhu cầu khác nhau mà còn xuất khẩu sang các thị 
trường nước bạn với nhiều mặt hàng phong phú, có giá trị  cao. Trong đó, điển 
hình nhất là các mặt hàng thủ công mỹ nghệ (hiện nay, mặt hàng này xuất khẩu 
đạt giá  trị gần 1 tỷ USD/năm). Giá trị hàng hóa  từ các làng nghề hàng năm đóng 
góp cho nền kinh tế quốc dân từ 40 – 50 ngàn tỷ đồng. Góp phần chuyển dịch cơ 

cấu kinh tế, đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa nông thôn.
­ Đặc biệt, phát triển các nghề  truyền thống đang góp phần giải quyết  
công ăn việc làm cho hơn 11 triệu lao động chuyên và hàng ngàn lao động nông  
nhàn ở nông thôn, góp phần nâng cao thu nhập cho người dân. 

15Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

­ Hơn nữa, nhiều làng nghề hiện nay có xu hướng phát triển theo hướng  
phục vụ  các dịch vụ du lịch. Đây là hướ ng đi mới nhưng phù hợp với thời đạ i 
hiện nay và mang lại hiệu quả  kinh t ế cao, đồng thời có thể  giảm thiểu tình  
trạng ô nhiễm môi trườ ng, nâng đời sống vật chất và tinh thần cho người dân,  
phục vụ mục tiêu phát triển bền vững.
1.3

Làng nghề chế biến tinh bột sắn
Việt Nam là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ  3 trên thế  giới, sau  

Indonesia và Thái Lan. Cả nước có trên 60 nhà máy chế  biến tinh bột sắn  ở qui  
mô lớn, công suất 50 ­ 200 tấn tinh bột sắn/ ngày và trên 4.000 cơ  sở chế  biến  
thủ công. Tổng công suất của các nhà máy chế biến sắn quy mô công nghiệp đã  
và đang xây dựng có khả năng chế biến được 40% sản lượng sắn cả nước.
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 m 3 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 [Đặng Kim Chi (2005), Đề  tài KC 08­09: Nghiên cứu cơ  sở  khoa học và thực
tiễn cho việc xây dựng các chính sách và biện pháp giải quyết vấn đề  ô nhiễm môi
trường ở các làng nghề Việt Nam, Đại học Bách khoa Hà Nội.].

16Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

Hình 1.. Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột sắn
+ 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 và vỏ  được tách ra [Hoàng Kim Anh, Ngô Kế  Sương, Nguyễn Xích

17Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

Liên (2005), Tinh bột sắn và các sản phẩm từ tinh bột sắn, NXB Khoa học và kỹ thuật,
Hà Nội.,Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), Báo cáo môi trường quốc gia,Nguyễn Thị

Sơn (2007), Hiện trạng sản xuất và môi trường làng nghề  sản xuất tinh bột sắn, Hà
Nội.].

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  
[Hoàng Kim Anh, Ngô Kế  Sương, Nguyễn Xích Liên (2005), Tinh bột sắn và các sản
phẩm từ  tinh bột sắn, NXB Khoa học và kỹ  thuật, Hà Nội.,Bộ  Tài nguyên và Môi
trường (2008), Báo cáo môi trường quốc gia,Nguyễn Thị  Sơn (2007), Hiện trạng sản
xuất và môi trường làng nghề sản xuất tinh bột sắn, Hà Nội.].

+ 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 [Hoàng Kim Anh, Ngô Kế  Sương, Nguyễn Xích Liên (2005),
Tinh bột sắn và các sản phẩm từ tinh bột sắn, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.,Bộ
Tài nguyên và Môi trường (2008), Báo cáo môi trường quốc gia,Nguyễn Thị Sơn (2007),
Hiện trạng sản xuất và môi trường làng nghề sản xuất tinh bột sắn, Hà Nội.].

18Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT

Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

+ Lắng :  Tinh bột có đặc điểm dễ  lắng và dễ  tách, sau 8 ÷ 15h có thể 
lắng hoàn toàn. Khi b ột đã lắng, từ  từ  tháo nướ c tránh gây xáo trộn tạp chất  
(bột đen) trên bề mặt l ớp bột. L ớp b ột đen sẽ đượ c loạ i bỏ  để đả m bả o chấ t 
lượ ng 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 trình 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  [Hoàng   Kim   Anh,   Ngô   Kế   Sương,   Nguyễn   Xích   Liên
(2005), Tinh bột sắn và các sản phẩm từ tinh bột sắn, NXB Khoa học và kỹ  thuật, Hà
Nội.,Bộ  Tài nguyên và Môi trường (2008), Báo cáo môi trường quốc gia ,Nguyễn Thị
Sơn (2007), Hiện trạng sản xuất và môi trường làng nghề  sản xuất tinh bột sắn, Hà
Nội.].
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 ­13 m3/tấn sản phẩm.
Căn cứ vào quy 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 2 – 2,5m3 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 (4,5 ­ 5m3  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.

19Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

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  
[Hoàng Kim Anh, Ngô Kế  Sương, Nguyễn Xích Liên (2005), Tinh bột sắn và các sản
phẩm từ  tinh bột sắn, NXB Khoa học và kỹ  thuật, Hà Nội. ,Nguyễn Thị  Sơn (2007),
Hiện trạng sản xuất và môi trường làng nghề sản xuất tinh bột sắn, Hà Nội. ,S.K.Nanda
, A.N. Jyothi, C. Balagopalan (2000), Cassava waste treatment and residue management in
Indian,   Division   of   Crop   Utilization   &   Biotechnology   Central   Tuber   Crops   Reasearch
Institute Trivandrum, Indian.].

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 [ Hoàng Kim
Anh, Ngô Kế  Sương, Nguyễn Xích Liên (2005), Tinh bột sắn và các sản phẩm từ  tinh
bột sắn, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội., Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), Báo
cáo môi trường quốc gia,Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ  xử  lý nước thải bằng
biện pháp sinh học, NXB Giáo Dục, Hà Nội.,Nguyễn Thị  Sơn, Nguyễn Thị  Thu Hà
(2006), Đề tài KC 04 – 02: Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn thu biogas
bằng hệ thống UASB, Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Đại học Bách Khoa,

Hà Nội.]. Nồng độ ô nhiễm của nước thải tinh bột sắn thể hiện cụ thể ở Bảng 1.

Bảng 1.. Chất lượng nước thải từ sản xuất tinh bột sắn
TT

Thông số

QCVN 40:2011, 

Đơn vị

Giá trị

­

3,5 ­5,0

mức B
5,5­9

1

pH

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

20Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

6

∑ P

mg/l

11 ­ 46

6

7

CN­

mg/l

10 ­ 40

0,1

Số  liệu  ở  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. Cụ th ể, COD cao h ơn 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 [Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), Báo cáo môi trường quốc gia].
Nếu lấy nước thải sinh hoạt làm cơ  sở  để  so sánh mức độ  ô nhiễm của  
nước thải chế  biến tinh bột sắn thì tải lượng ô nhiễm hữu cơ  của ngành chế 
biến tinh bột sắn sinh ra cũng gấp ít nhất 4 lần tải lượng hữu cơ của tổng lượng  
nước thải sinh hoạt trên toàn quốc. Với lượng nước thải sinh hoạt sinh ra hàng 
ngày trên cả nước là khoảng 2.010.000 m3/ngày, chiếm 64% trong tổng lượng các 
loại nước thải [Hoàng Kim Anh, Ngô Kế  Sương, Nguyễn Xích Liên (2005), Tinh bột
sắn và các sản phẩm từ  tinh bột sắn, NXB Khoa học và kỹ  thuật, Hà Nội. ,Đặng Kim
Chi (2005), Làng nghề Việt Nam và môi trường, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.,N
guyễn Thị Sơn, Nguyễn Thị Thu Hà (2006), Đề tài KC 04 – 02: Nghiên cứu xử lý nước
thải sản xuất tinh bột sắn thu biogas bằng hệ  thống UASB, Viện Khoa h ọc và Công
nghệ Môi trường, Đại học Bách Khoa, Hà Nội.].  

Các chất ô nhiễm trong nước thải tinh bột sắn gây ra nhiều tác động tiêu  
cực:
●  BOD liên quan tới việc xác định mức độ ô nhiễm của nước cấp, nước  
thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt. Khi xảy ra hiện tượng phân hủy yếm  
khí với hàm lượng BOD quá cao sẽ  gây thối nguồn nước và làm chết hệ  thủy  
sinh, gây ô nhiễm không khí xung quanh và phát tán trên phạm vi rộng theo chiều  
gió.

21Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT

Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

●  COD cho biết mức độ  ô nhiễm các chất hữu cơ  và vô cơ  chứa trong  
nước thải công nghiệp. 
●  Chất rắn lơ lửng (SS) cũng là tác nhân gây  ảnh hưởng tiêu cực tới tài 
nguyên thủy sinh đồng thời gây mất cảm quan, bồi lắng lòng hồ, sông, suối…
●   Axit HCN là độc tố  có trong vỏ  sắn. Khi chưa được đào lên, trong củ 
sắn không có HCN tự  do mà  ở  dạng glucozit gọi là phazeolutanin có công thức  
hóa   học   là   C10H17NO6.   Sau   khi   sắn   được   đào   lên,   dưới   tác   dụng   của   enzym  
xianoaza   hoặc   trong   môi   trường   axit   thì   phazeolutamin   phân   hủy   tạo   thành 
glucoza,   axeton   và   axit   xianuahydric.   Axit   này   gây   độc   toàn   thân   cho   người. 
Xianua ở dạng lỏng trong dung dịch là chất linh hoạt. Khi vào cơ thể, nó kết hợp  
với enzym xitochorom làm men này ức chế khẳ năng cấp oxy cho hồng cầu. Do 
đó, các cơ  quan của cơ  thể  bị  thiếu oxy. Nồng độ  HCN thấp có thể  gây chóng  
mặt, miệng đắng, buồn nôn. Nồng độ  HCN cao gây cảm giác bồng bềnh, khó 
thở, hoa mắt, da hồng, co giật, mê man, bất tỉnh, đồng tử giãn, đau nhói vùng tim,  
tim ngừng đập và tử vong.
Do đó,nếu nước thải không được xử lý triệt để, không đạt tiêu chuẩn môi  
trường thì sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước, đất và không khí.
1.4

Công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm hữu cơ cao
Đối với nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như nước thải chế biến  

tinh bột sắn, việc áp dụng phương pháp xử lý sinh học là rất phù hợp.  Bản chất 
của phương pháp này là  phân hủy các chất hữu cơ nhờ vào hoạt động của các vi 
sinh vật. Nghĩa là các vi sinh vật  sẽ  sử  dụng các chất hữu cơ  và một số  chất  
khoáng để làm chất dinh dưỡng xây dựng tế bào và tạo năng lượng, qua đó làm  

giảm hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải.
1.4.1 Cơ chế của quá trình phân hủy hiếu khí
+ Cơ chế: Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện 
cung cấp oxy liên tục [Lê Xuân Phương (2008), Vi sinh vật học môi trường, NXB Xây

22Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

dựng, Hà Nội.,2273­2278.]. Quá trình phân hủy hiếu khí bao gồm 3 giai đoạn biểu  

thị bằng các phản ứng: 
Oxy hóa các chất hữu cơ:
CxHyOz + O2  → CO2 + H2O + ∆H
Tổng hợp tế bào mới:
CxH1yOz + CO2  + NH3 → CO2 + H2O + C5H7NO2  ­ ∆H
Phân hủy nội bào:
C5H7NO2 + 5 O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3  (+/­) ∆H
Trong 3 phản ứng ∆H là năng lượng được sinh ra hay hấp thu vào. 
+ Công trình xử lý hiếu khí thông dụng: Hồ hiếu khí 
Hồ hiếu khí oxy hoá các chất hợp chất nhờ VSV hiếu khí và tảo (Hình 1.). 
Có 2 loại: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo.
­ Hồ làm thoáng tự nhiên: cấp oxy chủ yếu do khuyếch tán không khí qua 
mặt nước và quang hợp của các thực vật. Diện tích hồ lớn, chiều sâu của hồ từ 
30 – 50 cm. Tải trọng BOD từ 250 – 300 kg/ha.ngày. Thời gian lưu nước từ  3 –  
12 ngày.
­ Hồ làm thoáng nhân tạo: cấp oxy bằng khí nén và máy khuấy. Tuy nhiên,  
hồ   hoạt   động   như   hồ   tùy   nghi.   Chiều   sâu   từ   2   –   4,5   m,   tải   trọng   BOD 

400kg/ha.ngày. Thời gian lưu nước từ 1 – 3 ngày.

23Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

Hình 1. Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí
1.4.2 Cơ chế của quá trình phân hủy kỵ khí
+ Cơ chế: Quá trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ là một quá trình 
phức tạp gồm nhiêu giai đoạn có thể tóm tắt trong Hình 1. [Anna Schnürer and Åsa
Jarvis(2010) , Microbiological Handbook for Biogas Plants, Swedish Waste Management
U2009:03 ,Swedish Gas Centre Report 207.].

24Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT


Luận văn: Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm và công nghệ lên men mêtan nước thải chế biến tinh  
bột sắn của một số làng nghề thuộc huyện Hoài Đức, Hà Nội

Hình 1. Quy trình phân hủy kỵ  khí  các hợp chất hữu cơ
Cơ  chế  phân hủy kỵ  khí có thể  biểu diễn theo phương trình tổng quát sau đây  
[2273­2278.]:

25Nguyễn Thị Tường Chi – K19 KHMT