Nghiên cứu công nghệ và thiết bị xử lý chất thải chế biến
tinh bột sắn quy mô làng nghề hoặc tập trung

1. Mở đầu
Trong những năm qua, nhiều làng nghề truyền thống đã được khôi phục và phát triển
mạnh mẽ, đem lại thu nhập lớn cho nông dân. Các làng nghề chế biến tinh bột sắn vài
năm trở lại đây phát triển nhanh, góp phần không nhỏ vào việc thúc đẩy sự phát triển kinh
tế của cả nước. Tuy nhiên, do các làng nghề chế biến tinh bột sắn phát triển một cách tuỳ
tiện, công nghệ lạc hậu và sản xuất manh mún, chất thải của quá trình chế biến không qua
xử lý thải ra gây ô nhiễm và ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống và sức khoẻ
cộng đồng. Để các làng nghề phát triển một cách bền vững, việc tìm kiếm giải pháp công
nghệ thích hợp nhằm giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường, từng bước cải thiện các làng
nghề là việc làm cần thiết. Việc nghiên cứu quy trình công nghệ và hệ thống thiết bị xử lý
chất thải từ quá trình chế biến tinh bột sắn quy mô làng nghề hoặc tập trung là nhằm giải
quyết một phần tính bức xúc của vấn đề này.
2. Tổng quan tình hình sản xuất tinh bột sắn, chất thải và xử lý chất thải.
2.1. Tình hình sản xuất tinh bột sắn
Việt nam hiện được xem là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ 3 trên thế giới sau Thái
Lan và Inđônêxia (Bộ NN&PTNT, 2002). Năm 2001, nước ta đã xuất 160.000 tấn tinh
bột sắn, chiếm 60% tổng sản lượng, còn 40% được dùng cho nội tiêu như trong công
nghiệp chế biến bột ngọt, bánh kẹo, dược phẩm, thức ăn gia chăn nuôi,
Cả nước hiện có khoảng 41 nhà máy chế biến tinh bột sắn với thiết bị tương đối hiện đại,
trong đó có 24 nhà máy ở phía Nam và 17 nhà máy ở phía Bắc với tổng công suất 3130 tấn
sản phẩm/ngày). Tuy nhiên ở phía Bắc mới chỉ có 4 nhà máy đi vào hoạt động. Ngoài ra có
trên 2000 cơ sở với quy mô nhỏ nằm rải rác ở các vùng trồng sắn và các làng nghề với
tổng công suất từ 60.000 - 80.000 tấn củ tươi/năm. Các tỉnh Hà Tây, Thừa Thiên Huế và
Tây Ninh có các cơ sở chế biến quy mô nhỏ nhưng khá tập trung. Theo báo cáo của Sở
Nông nghiệp Hà Tây (Sở NN & PTNT Hà Tây, 2002), toàn tỉnh có 1900 máy chế biến hầu
hết là quy mô hộ với công suất 1 – 3 tấn củ/h, tạo ra khoảng 100.000 tấn bột ướt/năm, tập
trung ở các xã Dương Liễu, Minh Khai, Cát Quế của huyện Hoài Đức.
Như vậy, trừ một số nhà máy quy mô lớn mới xây dựng, hầu hết các cơ sở chế biến tinh bột

nghiên cứu xử lý nước thải cho các chế biến nông sản khác. Nhà máy chế biến cà phê San
Juannillo của Costa Rica xử lý nước thải theo công nghệ kỵ khí của Hà Lan, công suất 8
kg COD/m
3
nước thải, hiệu suất xử lý tách được 80% COD. Công ty NGK của Nhật Bản
giới thiệu hệ thống xử lý nước thải trong chế biến đậu tương, tuy nhiên lại đòi hỏi nước
thải phải được gia nhiệt tới 55
0
C trước khi qua tháp xử lý kỵ khí UASB. Các công ty
Fujikasui và Kubaru của Nhật giới thiệu những hệ xử lý UASB để xử lý nước thải chế
biến đường, đậu tương, rượu bia, mật ong,
Hầu hết các cơ sở chế biến tinh bột sắn nước ta chưa có khâu xử lý nước thải, kể cả các
nhà máy công suất lớn. Riêng công ty Vedan có chú ý tới xử lý nhưng hoàn toàn dùng hồ
sinh học nên rất tốn kém, mặt khác các hồ sinh học này không có biện pháp chống thấm
vào mạch nước ngầm. Tuy nhiên trong các ngành công nghiệp chế biến khác đã có nhiều
hệ thống thiết bị xử lý nước thải. Viện nghiên cứu Rượu bia - Nước giải khát đã nghiên cứu
và áp dụng công nghệ xử lý bằng sinh học: kỵ khí - hiếu khí để xử lý nước thải tại Công ty
liên hợp thực phẩm Hà Tây. Công ty cà phê Tân Lâm, Quảng Trị đã nghiên cứu và xử lý
nước thải chế biến cà phê theo công nghệ sinh học (Ian C. E. and Ken C. C. 2002): xử lý
kỵ khí UASB, hồ sinh học yếm khí/hiếu khí kết hợp (gồm đầm trồng cói, sậy và hồ bèo
tây để lọc nước). Trung tâm công nghệ môi trường ECO đã nghiên cứu và áp dụng công
nghệ xử lý với bể kỵ khí UASB cho nước thải bệnh viện, dệt nhuộm, chế biến mủ cao su.
3. Mục đích, nội dung và phương pháp nghiên cứu
3.1. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng quy trình công nghệ xử lý chất thải từ quá trình chế biến tinh bột sắn quy mô
làng nghề hoặc tập trung nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường, từ đó thiết kế chế tạo các
thiết bị xử lý chất thải, xây dựng mô hình ứng dụng cho một cơ sở chế biến.
3.2. Nội dung nghiên cứu
- Tìm hiểu tình hình, quy mô chế biến tinh bột sắn và tình hình xử lý chất thải của
các cơ sở hiện nay. Lựa chọn cơ sở chế biến có quy mô phổ biến để xây dựng

máy sấy thùng quay cho năng suất cao, thời gian sấy nhanh (1 giờ), độ ẩm không
đồng đều, giá thành cao (250 – 300 đ/kg bã khô).
Quạt sấy của giai đoạn 1 và 2 có lưu lượng 7.000, 5.000 m
3
/h, áp lực 350, 300 mmH
2
O,
và công suất 7,5 và 5,0 kW tương ứng. Cả hai giai đoạn, chiều dài và đường kính của ống
sấy 1 là L
1
= 11 m, d = 350 mm, và của ống sấy 2 là L
2
= 10 m, D = 1000 mm.
4.2. Xử lý nước thải
4.2.1. Tính chất của nước thải từ quy trình chế biến tinh bột sắn
Mức độ ô nhiễm hữu cơ được đo bằng nhu cầu ôxy sinh hoá BOD và nhu cầu ôxy hoá
học COD. Nước thải từ quá trình chế biến tinh bột sắn gồm 3 nguồn chính. Khâu tách vỏ
gỗ và rửa củ, khâu lọc và lắng bột, và khâu vắt bã. Kết quả phân tích các mẫu nước thải
của các công đoạn chế biến khác nhau ở các hộ gia đình có quy mô sản xuất 5 tấn sắn
củ/ngày cho thấy thành phần trong tất cả các mẫu đều có hàm lượng cao, vượt quá tiêu
chuẩn môi trường cho phép của Việt Nam (TCVN 5945 C - 1995) nhiều lần.
Hàm lượng các chất của mẫu nước thải hỗn hợp giữa lắng lọc và vắt bã là: độ pH thấp
(5,24) do quá trình lắng bột kéo dài trong 8 - 14 h. Hàm lượng các chất hữu cơ gây ô
nhiễm là lớn (COD = 12300 mg/l, BOD
5
= 8484 mg/l), chủ yếu là tinh bột và các chất
hoà tan trong nước. Tổng chất rắn cao (TSS = 2456 mg/l), hàm lượng cặn lơ lửng tuy thấp
hơn nhưng vẫn còn ở mức cao (SS = 906 mg/l). Hàm lượng CN
-
, N tổng, P tổng đều cao

5
= 96
mg/l, TSS = 108 mg/l, SS = 90 mg/l và CN
-
= 0,11 mg/l, đều đạt tiêu chuẩn TCVN 5945
C – 1995.
4.2.3. Xử lý bằng phương pháp sinh học trên cơ sở vi sinh vật tuyển chọn
Sau khi phân lập các vi sinh vật, nhận thấy chế phẩm TD28, sản phẩm có sẵn của Viện là
một tổ hợp các chủng vi sinh, trong đó có các loài Bacillus licheniformis và Bacillus
subtilis để tổng hợp enzyme

-amalyza cho phân giải tinh bột thành glucoza và các
loài Trichoderma reseii và Clostridium thermocellum để tổng hợp enzym xenluloza đẻ
phân giải xenlulo. Vì vậy, chế phẩm này được sử dụng cho quá trình thí nghiệm xử lý.
Kết quả cho thấy xử lý trong tháp kỵ khí UASB tốt nhất chỉ trong giai đoạn 20-24 giờ đầu,
và sau đó tốc độ xử lý giảm dần. Nước thải sau 12 giờ xử lý kỵ khí có giá trị các thành
phần tương đương xử lý kỵ khí sau 24 giờ trong trường hợp sử dụng bùn hoạt tính với vi
sinh vật tự nhiên. Nếu lấy nước thải ở giai đoạn này đưa vào xử lý hiếu khí thì đòi hỏi
thời gian xử lý hiếu khí dài, dẫn đến chi phí vận hành cao mặc dù chi phí đầu tư ban đầu
giảm do thiết bị UASB nhỏ. Vì vậy chọn thời gian xử lý kỵ khí 24 giờ. Trong 18 giờ đầu
của xử lý hiếu khí, hàm lượng chất hữu cơ giảm nhanh so với khoảng thời gian xử lý tiếp
sau do sự hấp phụ chất hữu cơ lên bề mặt vi sinh vật trong bùn hoạt tính diễn ra mạnh,
và như vậy thời gian xử lý hiếu khí chọn là 18 giờ. Nước thải được tiếp tục xử lý trong
ao sinh học thả bèo, và sau 60 giờ nước có hàm lượng các thành phần đạt tiêu chuẩn
TCVN 5945 C – 1995: COD = 105 mg/l, BOD
5
= 86 mg/l, TSS = 69 mg/l, SS = 64
mg/l và CN
-
= 0,09 mg/l.

cao nên khó chuyển giao cho các cơ sở chế biến qui mô nhỏ.
Đã xây dựng mô hình xử lý bã tại cơ sở chế biến tinh bột sắn tư nhân tại hồ Dầu Tiếng hệ
thống xử lý bã sắn với năng suất 500 kg bã khô/h gồm 1 máy vắt bã sắn VBS-3 và 1 máy
sấy khí động bã sắn 500 kg bã sắn khô/giờ. Kết quả ứng dụng hệ thống xử lý bã sắn tại cơ
sở cho thấy, bã sắn được vắt và sấy bằng khí động có chất lượng rất tốt về độ mịn và độ
khô, được các nhà thu mua bã sắn khô làm thức ăn gia súc đánh giá cao.
4.4.2. Xử lý nước thải
Mô hình hệ thống thiết bị xử lý nước thải cho xưởng chế biến tinh bột sắn của công ty H
& N ở Cát Quế, Hoài Đức, Hà Tây được thiết kế gồm: bể gom 10 m
3
, bể lọc 8 m
3
, bể xử
lý hiếu khí 30,6 m
3
, và bể xử lý sinh học 75 m
3
; hệ hai tháp xử lý kỵ khí UASB, đường
kính 1,8 m, cao 3,0 m với tổng thể tích 22 m
3
; hệ thống các đường ống dẫn nước với các
van, vòi và trang bị một bơm nước có lưu lượng 3,5 m
3
/h; hệ thống các đường ống sục
khí với các van điều chỉnh được, và trang bị bơm khí FB-1500 có lưu lượng 132 m
3
/h,
1300 – 1500 mmH
2
O; hệ thống điện bảo vệ và điều khiển bơm.

tại Dầu Tiếng, Tây Ninh. Chất lượng bã sắn khô được vắt trên máy VBS-3 và sấy trên hệ
thống sấy khí động tốt hơn nhiều lần so với sấy bằng các phương pháp khác hoặc phơi
nắng vì đạt được độ ẩm bảo quản 13%, độ ẩm đồng đều hơn.
Đề nghị:
- Vắt bã sắn bằng máy VBS-3 và phơi khô bằng thủ công hoặc sấy trên các máy
sấy tĩnh có thể ứng dụng cho các cơ sở chế biến tinh bột sắn cỡ nhỏ và vừa.
- Vắt bã sắn bằng nhiều máy VBS-3 và sấy bằng thiết bị sấy khí động có thể ứng
dụng cho các nhà máy chế biến tinh bột sắn công suất lớn.
5.2. Về xử lý nước thải
Nước thải chế biến tinh bột sắn có thể được xử lý bằng công nghệ sinh học có bổ sung vi
sinh từ chế phẩm TD28 theo trình tự: lọc cát ban đầu, xử lý kỵ khí 24 giờ, xử lý hiếu khí
18 giờ và hồ sinh học 60 giờ cho chất lượng nước (COD: 105 mg/l, BOD5: 86 mg/l, TSS:
69 mg/l, SS: 64 mg/l, CN-: 0,09 mg/l) đạt TCVN 5945C-1995. Đã thiết kế, chế tạo và xây
dựng mô hình hệ thống thiết bị xử lý nước thải công suất 30 m
3
/ngày tại cơ sở chế biến
tinh bột sắn của Công ty H & N. Hệ thống đã được vận hành và cho kết quả xử lý tốt
(COD: 127 mg/l, BOD
5
: 95 mg/l, TSS: 121 mg/l, SS: 105 mg/l, CN
-
: 0,13 mg/l).
Đề nghị:
- Mỗi hộ gia đình có công suất chế biến khoảng 5 – 6 tấn củ tươi sẽ trang bị một bể
gom – lọc và 2 tháp xử lý kỵ khí 20 m
3
.
- Hộ có công suất nhỏ hơn sẽ trang bị như vậy với chỉ 1 tháp xử lý kỵ khí. Nước
thải sau khi được xử lý kỵ khí từ các hộ gia đình sẽ được dẫn theo đường cống
ra hồ xử lý hiếu khí rồi hồ xử lý sinh học chung đặt ở rìa làng ngoài khu dân