Luận văn Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn theo hướng tiếp cận cơ chế phát triển sạch (cdm)

chức thực hiện UNFCCC, Nghị định thư Kyoto và CDM, thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước vào các dự án CDM, khuyến khích cải tiến công nghệ, tiếp nhận, ứng dụng công nghệ cao, công nghệ sạch, kỹ thuật hiện đại. Chính sách ưu đãi của Nhà nước đối với các doanh nghiệp tham gia dự án CDM được thể hiện rõ trong Quyết định số 130/2007/QĐ-TTg, trong đó quy định các doanh nghiệp này sẽ được miễn, giảm thuế thu nhập doanh nghiệp, miễn thuế nhập khẩu đối với hàng hoá nhập khẩu để tạo tài sản cố định của dự án, hàng hoá nhập khẩu là nguyên liệu, vật tư, bán thành phẩm trong nước chưa sản xuất được, miễn giảm tiền sử dụng đất, thuê đất và trong một số trường hợp sản phẩm của dự án CDM sẽ được trợ giá. Theo UNFCCC và nội dụng thông tư 10/2006/TT-BTNMT, hiện nay có thể phân loại các dự án CDM thành 15 lĩnh vực chính bao gồm: Sản xuất năng lượng; Chuyển tải năng lượng; Tiêu thụ năng lượng; Nông nghiệp; Xử lý, loại bỏ rác thải; Trồng rừng và tái trồng rừng; Công nghiệp hóa chất; Công nghiệp chế tạo; Xây dựng; Giao thông; Khai mỏ hoặc khai khoáng; Sản xuất kim loại; Phát thải từ nhiên liệu (nhiên liệu rắn, dầu và khí); Phát thải từ sản xuất và tiêu thụ halocacbon và sulphur hexafluoride; Sử dụng dung môi. Tuy nhiên, những lĩnh vực tiềm năng có thể xây dựng và thực hiện dự án CDM mà Việt Nam đã đăng ký thực hiện thường tập trung vào các dạng dưới đây (bảng 1.4). Bảng 1.4 . Một số dự án CDM tiêu biểu của Việt Nam [7] Lĩnh vực Dự án Nội dung Mức giảm phát thải trung bình (tCO2e/năm) Sản xuất năng lượng Thủy điện Sông Mực Sử dụng điện thay thế cho nhiên liệu truyền thống là than đá hoặc dầu mỏ. 4248 Phong điện Bình thuận Sử dụng năng lượng gió tạo ra điện thay thế năng lượng truyền thống. 57988 Tận dụng sinh khối vỏ trấu sản xuất điện tại Cty Dầu Cái Lân, Cần Thơ Vỏ trấu sử dụng vào hệ thống đồng phát nhiệt điện sử dụng cho quá trình sản xuất. 98448 Thu hồi khí metan tại bãi rác Phước Hiệp và Đồng Thạnh, TP. Hồ Chí Minh Sử dụng khí metan thu hồi làm nhiên liệu chạy máy phát điện. 136800 (Phước Hiệp) 154691 (Đông Thạnh) Thu hồi metan từ quá trình xử lý kỵ khí nước thải tại nhà máy chế biến mủ cao su Xà Bàng Thu hồi metan để chạy máy phát điện, phần dư sẽ được đốt bỏ 9310 Sử dụng hợp lý năng lượng Tiết kiệm năng lượng tại nhà máy bia Thanh Hóa Kiểm kê và thực hiện các biện pháp tiết kiệm năng lượng : áp dụng hệ thống VRC, xử lý khí thải từ xử lý kỵ khí nước thải, giảm thiểu thât thoát tại hệ thống khử trùng và đóng chai. 88043 Trồng rừng và tái tạo rừng Chương trình cacbon và tái trồng “Rừng vàng”, A Lưới, Thừa thiên – Huế Giảm hiệu ứng nhà kính thông qua hoạt động trồng rừng Phát thải nhiên liệu Dự án thu hồi và sử dụng khí đồng hành mỏ Rạng Đông, Bà Rịa, Vũng Tàu Cung cấp thêm nguồn năng lượng sạch từ khí thiên nhiên, góp phần giảm phát thải KNK, giảm sự phụ thuộc vào việc nhập khẩu các sản phẩm dầu mỏ 674000 Tận thu khí sinh học từ nước thải khoai mì, APFCO Quảng Ngãi Giảm hiệu ứng nhà kính bằng cách chuyển hóa metan thành CO2, tiết kiệm năng lượng bằng cách đốt thu hồi khí metan sinh ra trong quá trình xử lý kỵ khí nước thải 64991 Với những lĩnh vực tiềm năng có thể xây dựng và thực hiện dự án CDM tại Việt thì hiện nay ở nước ta có hơn 200 dự án CDM đã được Ban điều hành CDM phê duyệt. Lượng CER đã được cấp đến ngày 25/4/2008 cho Việt Nam đạt 4.486.500, chiếm 3,28% tổng lượng CER trên toàn thế giới (136.902.726 CER). Theo ước tính sơ bộ và được báo cáo tại Hội nghị về Công ước biến đổi khí hậu (UNFCCC) ngày 6/12/2007 tại Bali, dự kiến Việt Nam sẽ thu về khoảng 250 triệu USD từ các dự án CDM. Hình 1.8. Lượng CER của Việt Nam so với thế giới Như vậy, cho đến nay thì các dạng dự án CDM tiêu biểu ở Việt Nam vẫn tập trung vào thủy điện. Dù vậy, tiềm năng khai thác các loại hình dự án thu hồi khí sinh học tại các công trình xử lý rác thải và nước thải cũng đang dần dần được quan tâm và khai thác. Đặc biệt việc nghiên cứu xử lý và tận dụng các dòng chất thải giàu chất hữu cơ như nước thải chế biến tinh bột sắn để sản xuất khí/năng lượng sinh học không chỉ phù hợp với các hướng ưu tiên, khuyến khích của chính phủ Việt Nam cho các dự án CDM liên quan đến “Đổi mới năng lượng: Khuyến khích khai thác và sử dụng các loại năng lượng từ các nguồn như sinh khối, năng lượng mặt trời và năng lượng gió...” Việc áp dụng CDM trong xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn sẽ tạo cơ hội để các cơ sở sản xuất được hưởng lợi ích kinh tế từ quyền bán khối lượng giảm phát thải khí CO2 và CH4 là hai khí gây hiệu ứng nhà kính và tăng cường hiệu quả trong công tác bảo vệ môi trường góp phần phát triển bền vững làng nghề. Với tiềm năng đó, tiếp tục đẩy mạnh phát triển dự án CDM là động lực quan trọng mang lại nhiều lợi ích cho nước ta bao gồm: - Thu hút nguồn vốn cho các dự án hỗ trợ chuyển đổi sang một nền kinh tế thịnh vượng hơn nhưng ít phát thải các bon hơn; - Khuyến khích và cho phép các khu vực công và tư nhân tích cực tham gia; - Cung cấp một công cụ chuyển giao công nghệ, đầu tư tập trung vào các dự án thay thế công nghệ nhiên liệu hóa thạch cũ, kém hiệu quả hoặc tạo ra những ngành công nghiệp mới có công nghệ thiện hữu với môi trường; - Hỗ trợ xác định hướng ưu tiên đầu tư vào các dự án đạt mục tiêu phát triển bền vững; - Góp phần thực hiện các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam . Chương 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu Trong phạm vi luận văn này sẽ tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn lấy tại cơ sở sản xuất tinh bột sắn làng nghề Dương Liễu, Hà Nội bằng hệ bùn hoạt tính yếm khí ngược dòng (UASB) qui mô phòng thí nghiệm (thiết bị phản ứng 8 lít). Hình 2.1. Sơ đồ vị trí xã Dương Liễu, huyện Hoài Đức, Hà Nội Xã Dương Liễu nằm ở phía Tây Bắc huyện Hoài Đức, Hà Nội. Dân số là 12.801 người và diện tích tự nhiên là 410,57 ha. Dân số phân bố ở 14 cụm dân cư gọi là xóm [19]. Là xã nằm trong vùng trọng điểm chế biến nông sản của Hà Nội, Dương Liễu đã được công nhận là làng nghề từ năm 2001. Sản phẩm của làng nghề này là: tinh bột sắn, tinh bột dong, mạch nha phục vụ cho các công ty dược, sản xuất miến dong, bún khô, phở khô, công nghiệp nhẹ (hồ vải, keo dán, giấy, bánh kẹo). Trong đó, tỷ trọng cao nhất về khối lượng sản phẩm cũng như số hộ sản xuất vẫn là sản xuất tinh bột sắn và dong (67% về sản lượng và hơn 50% về số hộ sản xuất). Chất thải từ làng nghề, đặc biệt là nước thải hoàn toàn không được xử lý mà thải trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng [19, 20]. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu Tiến hành thu thập các số liệu, dữ liệu, thông tin có sẵn liên quan đến nội dung của đề tài nghiên cứu. + Số liệu về vị trí địa lý, đặc điểm dân cư, tình hình phát triển kinh tế - xã hội của làng nghề Dương Liễu + Số liệu về quy mô sản xuất, định mức sử dụng năng lượng của các hộ sản xuất + Thông tin hiện trạng môi trường làng nghề Dương Liễu + Tài liệu khác có liên quan: sách, khóa luận, luận văn, báo cáo, bài báo khoa học + Tham khảo thông tin, tài liệu trên internet (kênh thông tin CDM của UNFCCC ) 2.2.2. Phương pháp điều tra và khảo sát thực tế Cùng với việc thu thập tài liệu thứ cấp thì điều tra và khảo sát thực địa là một công việc quan trọng để xác định phạm vi nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu và làm rõ các vấn đề cần nghiên cứu. Phương pháp này được kết hợp với các phương pháp khác nhằm kiểm tra độ tin cậy, tính chính xác của những thông tin đã thu thập được trước đó để có thể đưa ra nhận định chính xác, cụ thể và phù hợp với những mục tiêu cũng như kết luận của luận văn. Hình thức điều tra và khảo sát là phỏng vấn một số người dân địa phương và một số hộ sản xuất. Các cuộc phỏng vấn mang tính chất là các cuộc gặp gỡ, nói chuyện thân tình, không báo trước. Đồng thời, phát mẫu điều tra khảo sát dưới hình thức bộ câu hỏi đã soạn sẵn nhằm thu thập các thông tin bao gồm: - Quy trình sản xuất tinh bột sắn - Sản lượng tinh bột sắn hàng năm - Định mức tiêu thụ điện và than cho quá trình sản xuất - Điều tra và khảo sát thực địa xác định nguồn thải nước thải sản xuất tinh bột sắn. - Lấy mẫu nước thải: Mẫu nước được lấy tại cống thải (nước thải hỗn hợp) của các hộ sản xuất tại làng nghề chế biến tinh bột sắn Dương Liễu, Hoài Đức, Hà Nội. Phương pháp lấy mẫu theo TCVN 5999: 1995 (ISO 5667-10: 1992). Tiến hành lấy mẫu 4 đợt trong khoảng từ tháng 2 đến tháng 4/2012. 2.2.3. Phương pháp thực nghiệm Phân tích thông số: pH, SS, COD theo các phương pháp tương ứng TCVN 6492:2011, TCVN 6625:2000 và TCVN 6491:1999. Quy trình thí nghiệm Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học (hệ UASB) có thu metan. Thí nghiệm nghiên cứu tại PTN Khoa Môi trường – ĐH Khoa học Tự nhiên (hình 2.2). Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ UASB Hệ thí nghiệm xử lý nước thải bằng UASB qui mô phòng thí nghiệm chế tạo bằng vật liệu polymer trong, có đường kính 14cm, chiều dài cột 80 cm (thể tích phần cột phản ứng khoảng 8 lít). Ở trên thân thiết bị được bố trí các van: tiếp liệu, van lấy mẫu , van chảy tràn ở phía trên. Hệ UASB hoạt động liên tục. Lưu lượng nước vào hệ UASB thay đổi trong khoảng 0,4 – 0,8 l/h cho các đợt thí nghiệm. Nước thải vào hệ UASB có giá trị COD cao (9400 – 15600 mg/l). Khởi động hệ thống: Nuôi cấy bùn hoạt tính : Lấy 1 lít nước ở cống thải. Lắng 1 ngày, gạn phần nước trong, còn 200 ml nước cặn. Sau đó, lấy 50 ml dung dịch cặn này cho vào 40 ml nước thải sản xuất tinh bột sắn pha loãng với nước máy thành 200 ml có bổ sung. Trung hòa bằng dung dịch NaOH 0,1N tăng pH = 6,5 - 7. Chuyển toàn bộ 200 ml dung dịch bùn trên vào bình tam giác dung tích 500 ml. Lắc bình tam giác trên máy tốc độ 200 vòng/phút, nhiệt độ 28 – 300C. Sau 48 giờ, lấy ra để lắng, thu được cặn bùn chính là bùn hoạt tính. Có thể nuôi chuyển tiếp từ 5 – 10 lần để nhân giống trước khi bổ sung vào bể phản ứng để xử lý. Nước thải dùng trong thời gian khởi động là nước thải pha với nước máy nên có hàm lượng chất dinh dưỡng thấp nên bổ sung các chất dinh dưỡng theo tỉ lệ COD : N : P = 300 - 350 : 7 : 1. Lưu lượng dòng vào và tốc độ hồi lưu được điều khiển bởi bơm định lượng đảm bảo tải lượng COD ban đầu ≤ 2kg/m3.ngày. Sau quá trình khởi động, tải lượng của hệ được tăng dần khi vi sinh vật đã thích nghi, tăng sinh khối đến mức ổn định để xử lý nước thải. Nước thải trước khi đưa vào hệ được xử lý sơ bộ, để lắng 2 – 3 tiếng, loại bỏ một phần chất rắn lơ lửng và bã thải còn sót lại, lấy dịch trong, thêm kiềm để tăng pH. Nhiệt độ duy trì 25-32oC bằng bể ổn định nhiệt. Trong quá trình này, không cần bổ dung N, P do thành phần dinh dưỡng N, P trong nước thải thực tế đủ cho nhu cầu của vi sinh vật. Tuy nhiên, để tăng tính ổn định của hệ thống, có thể bổ sung trực tiếp chế phẩm vi sinh Bio-System vào hệ theo ngày, cách ngày hoặc theo tuần với liều lượng được tính dựa vào lưu lượng nước thải đầu vào như sau: A (kg/ngày) = (0,5ppm x Q)/1000. Hàng ngày, theo dõi pH, thể tích khí sinh ra, xác định nồng độ và hiệu suất xử lý COD. Các thông số đánh giá hiệu quả xử lý + Thời gian lưu thủy vực: là thời gian nước thải lưu lại trong thiết bị được xác định qua biểu thức: (ngày) Trong đó: θ: thời gian lưu thủy lực (ngày). Vb: thể tích bể phản ứng UASB. Q: lưu lượng nước thải (l/ngày). + Hiệu suất chuyển hóa COD: × 100 (%) Trong đó: H: là hiệu suất chuyển hóa COD (%) CODv : là hàm lượng COD dòng vào (mg/l) CODr : là hàm lượng COD dòng ra (mg/l) + Tải lượng COD: tải lượng hữu cơ tính theo COD (ORL) là lượng COD được đưa vào thiết bị tính trên một đơn vị thể tích làm việc trong một đơn vị thời gian. (gCOD/l.ngày) + Lượng COD chuyển hóa: là lượng COD được phân hủy trong 1 ngày. (g/ngày) + Hiệu suất sinh khí: là tỷ số giữa thể tích khí sinh học thu được và tổng lượng COD được chuyển hóa, xác định theo biểu thức sau: (l/g CODCH) Trong đó: Vbiogas: lượng khí biogas thu được (l/ngày) : tổng COD chuyển hóa được (g/ngày) + Tốc độ xử lý COD: là lượng COD được xử lý trong một đơn vị thể tích thiết bị phản ứng trong đơn vị thời gian: (kg COD/m3.ngày) 2.2.4. Tính toán lượng phát thải KNK khi không thu gom và xử lý nước thải (Phương án 1) Nếu không thu gom và xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn, trong điều kiện tự nhiên, có mặt các vi khuẩn và tác nhân môi trường (nhiệt độ, ánh sáng) sẽ xảy ra quá trình tự phân hủy chất hữu cơ. Giả sử toàn bộ lượng chất hữu cơ trong nước thải phân hủy và tạo ra KNK là [49]. Sau đây là phương trình tổng quát mô tả quá trình phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ theo APHA [22]: CnHaOb + O2 → nCO2 + H2O (1) Theo phương trình (1), tỷ lệ COD/ CnHaOb được xác định theo ptrình (2) sau đây: COD/CnHaOb = (g COD/g CnHaOb) (2) Mặt khác, theo Buswell & Neave, khi biết công thức hóa học của một chất hữu cơ xác định và toàn bộ chất hữu cơ đều phân hủy tạo khí sinh học thì tiềm năng tạo khí metan theo lý thuyết được biểu diễn theo phương trình như sau [34]: CnHaOb + H2O → CH4 + CO2 (3) Ở đây, nước chỉ đóng vai trò là môi trường. Tiềm năng sinh CH4 có thể tính được từ phương trình Buswell như sau: B = (g CH4/g CnHaOb) (4) Lập tỉ lệ phương trình (2) và phương trình (4), ta cũng được công thức tính tiềm năng sinh CH4/ COD như sau: B = (g CH4/gCOD) (5) 2.2.5. Tính toán giảm phát thải KNK khi có thu gom và xử lý nước thải theo phương pháp luận do IPCC hướng dẫn Có hai tình huống cần phải tính đến khi tính toán lượng giảm phát thải KNK (hình 2.3). Đó là lượng phát thải khi chưa có sự can thiệp của giải pháp CN KSH (đường cơ sở) và lượng phát thải sau khi đã có sự tham gia của giải pháp CN KSH. Sự chênh lệch - được đo đạc bởi biện pháp quan trắc - giữa hai tình huống trên chính là lượng giảm phát thải mà giải pháp CN KSH thực hiện được [63]. Phát thải giải pháp CN KSH Giảm phát thải Thời gian Lượng phát thải KNK Phát thải cơ sở Hình 2.3. Tính toán lượng giảm phát thải KNK [43] Để tính toán giảm phát thải khí nhà kính, luận văn sẽ áp dụng phương pháp luận AMS-I.C (phiên bản 19) “Sản xuất nhiệt năng sử dụng hoặc không sử dụng điện” và AMS-III.H (phiên bản 16) “Thu hồi khí mêtan trong xử lý nước” [35, 36, 72, 73] (bảng 2.1). Bảng 2.1. Mô tả phương pháp luận AMS-I.C và AMS.III.H Phương pháp luận Đặc điểm AMS-I.C (phiên bản 19) ER tối đa cho CPA: 45 MW (nhiệt) hoặc 45 MW (nhiệt và điện) 15 MW (điện) Thay thế cho nhiên liệu hóa thạch hoặc điện Lượng phát thải giải pháp CN KSH: - Tiêu thụ điện/ nhiên liệu hóa thạch (CO2) - Nguồn đáng kể khác AMS-III.H (phiên bản 16) Bao gồm các biện pháp thu hồi khí metan từ phân hủy chất hữu cơ hữu cơ trong nước thải một trong các trường hợp sau: - Thay thế hệ thống xử lý bùn và nước thải hiếu khí bằng hệ thống xử lý kỵ khí với hệ thống thu hồi và đốt khí metan. - Xây dựng hệ thống xử lý bùn với sự thu hồi và đốt khí metan từ một nhà máy xử lý nước thải hiện có mà không xử lý bùn kỵ khí. - Thu hồi và đốt khí metan từ một hệ thống xử lý bùn hiện có. - Thu hồi và đốt khí metan từ một hệ thống xử lý nước thải kỵ khí hiện có như UASB, hồ, đầm phá, bể tự hoại. - Xử lý nước thải kỵ khí với sự thu hồi và đốt khí metan có hoặc không có xử lý bùn kỵ khí, một dòng nước thải chưa qua xử lý. - Giới thiệu về một giai đoạn tuần tự xử lý nước thải với thu hồi và đốt khí metan có hoặc không có xử lý bùn, một hệ thống xử lý nước thải hiện có mà thu hồi khí metan (ví dụ như giới thiệu xử lý kỵ khí có thu hồi khí metan là một bước xử lý tuần tự cho nước thải hiện nay đang được xử lý trong một đầm phá kỵ khí mà không thu hồi khí metan). - Các biện pháp được giới hạn cho lượng giảm phát thải ít hơn hoặc bằng 60 tCO2e/năm. Phương pháp AMS-III.H được áp dụng cho quy mô hộ gia đình hoặc các trang trại nhỏ. Ngoài ra, các tiêu chí áp dụng phương pháp AMS-III.H rất linh hoạt vì chỉ cần đảm bảo điều kiện là nước thải được phân hủy kỵ khí. Khi tính toán giảm phát thải nhờ yếu tố “năng lượng tái tạo” đối với các dự án KSH quy mô hộ gia đình/ trang trại nhỏ, phương pháp AMS-I.C phù hợp nhất. Tính toán lượng phát thải KNK khi xử lý nước thải theo các phương án lựa chọn Phương án 2: Lượng phát thải khi xử lý nước thải nhưng không thu hồi khí metan (Lượng phát thải đường cơ sở) Lượng phát thải đường cơ sở là tổng lượng phát thải từ xử lý nước thải trong đường cơ sở (tính toán theo AMS.III.H) và lượng phát thải từ tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch cho quá trình sản xuất (tính theo AMS.I.C) BE= BEww + BEnhiệt (1) Trong đó: BE : Lượng phát thải đường cơ sở (tCO2e/năm) BEww: Lượng phát thải đường cơ sở của hệ thống xử lý nước thải (tCO2e/năm) BEnhiệt: Lượng phát thải đường cơ sở do tiêu thụ nhiệt cho quá trình sản xuất (tCO2e/năm) Lượng phát thải đường cơ sở từ việc xử lý nước thải: BEww = BENL+ BExl + BEbùn,xl + BEthải + BEbùn,ph (2) Trong đó: BENL : Lượng phát thải từ tiêu thụ điện năng của công trình xử lý nước thải (tCO2 e/năm) BExl : Lượng phát thải từ hệ thống xử lý nước thải (tCO2e/năm) BEbùn,xl : Lượng phát thải từ hệ thống xử lý bùn (tCO2e/năm) BEthải : Lượng phát thải khí metan từ sự phân hủy carbon hữu cơ có thể phân hủy trong nước thải qua xử lý khi xả ra biển / sông / hồ (tCO2e/năm) BEbùn,ph : Lượng phát thải khí metan từ phân hủy kỵ khí bùn cuối cùng (tCO2e/năm) Lượng phát thải đường cơ sở từ việc tiêu thụ nhiệt cho quá trình sản xuất Trong đường cơ sở, nhiệt năng cần cho quá trình sản xuất là than. Lượng than này sẽ được thay thế một phần bởi biogas trong trường hợp áp dụng giải pháp CN KSH . Vì thế, đường cơ sở cũng bao gồm lượng phát thải đường cơ sở về nhiệt do việc cung cấp nhiên liệu hóa thạch trong quá trình sản xuất tuân theo AMS-I.C. Phát thải đường cơ sở được ước tính theo phương trình 2 trong đoạn 22 của AMS-I.C được trình bày theo phương trình sau đây: BEnhiệt = BEnhiệt,CO2 = ( EGnhiệt : ηnhiệt ) x EFCO2 (tCO2e/năm) (3) Phương án 3: Lượng phát thải khi xử lý có thu hồi khí metan (Lượng phát thải hoạt động giải pháp CN KSH) PE= PEđiện + PExl + PEbùn,xl + PEthải + PEbùn,cuối + PErò rỉ + PEsinh khối + PEđốt (4) Trong đó: PE: Lượng phát thải khi thực hiện giải pháp CN KSH (tCO2e/năm ) PEđiện: Lượng phát thải do tiêu thụ điện năng hoặc nhiên liệu (tCO2e/năm ) PExl: Lượng phát thải khí metan từ toàn bộ hệ thống xử lý nước thải có tác động của hoạt động CN KSH mà không được trang bị thiết bị thu biogas (tCO2e/năm ) PEbùn,xl : Lượng phát thải khí metan từ hệ thống xử lý bùn khi có tác động của hoạt động CN KSH (tCO2e/năm ) PEthải: Lượng phát thải khí metan phát thải từ carbon hữu cơ có thể phân hủy trong nước thải đã được xử lý (tCO2e/năm ) PEbùn,cuối : Lượng phát thải khí metan từ phân hủy kỵ khí bùn cuối cùng được sinh ra (tCO2e/năm ) PErò rỉ: Lượng phát thải khí metan từ khí biogas rò rỉ trong các hệ thống thu khí (tCO2e/năm ) PEđốt : Lượng phát thải khí metan do quá trình đốt cháy không hoàn toàn ở đuốc đốt (tCO2e/năm ) PEsinh khối : Lượng phát thải khí metan từ sinh khối được lưu trữ trong điều kiện kỵ khí (tCO2e/năm ) Lượng giảm phát thải: ER = BE – PE (tCO2e/năm) (5) Ngoài ra, các công cụ dưới đây cũng được sử dụng [72]: - “Công cụ xác định lượng phát thải dự án khi đốt các khí có chứa metan” (EB 28/phiên bản 01) nhằm xác định: + Tỷ trọng của metan (ρCH4 = 0,716) + Hiệu suất đốt biogas thừa trong 1h (ηdốt = 0,9) + TMthừa = FVthừa x fvCH4 x ρCH4 (kg/năm) (ptr 13) + PEđốt = TMthừa x (1-ηđốt ) x GWPCH4 / 1000 (tCO2e/năm ) (ptr 15) - “Công cụ tính lượng phát thải theo kịch bản đường cơ sở, dự án và/hoặc lượng phát thải rò rỉ từ việc tiêu thụ điện năng” (EB 39/ phiên bản 01) nhằm xác định Hệ số phát thải lưới điện EFđiện = 1,3 (tCO2e/MWh) - “Công cụ tính lượng phát thải CO2 theo kịch bản dự án hoặc rò rỉ từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch” (EB 41/phiên bản 02) nhằm xác định: Hiệu suất sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong trường hợp không có hoạt động dự án EFCO2 = 94,6 2.2.6. Phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế khi áp dụng CDM Cuối cùng, căn cứ vào kết quả trên, luận văn sẽ vận dụng phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế củng cố thêm khả năng áp dụng CDM tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội như sau: + Chi phí: Lắp đặt, vận hành hệ thống UASB có thu hồi khí metan: Tham khảo [40] Điện năng sử dụng cho hệ thống = Điện năng tiêu thụ EGđiện (kWh) x giá điện theo qui định của EVN (đồng/kwh) + Lợi ích (Doanh thu): Bán chứng chỉ CER = Lượng giảm phát thải ER (tCO2e) x Giá 1 tCO2e bán ra thị trường (€/tCO2e) Tiết kiệm được từ việc nhiên liệu hóa thạch (than ) = Lượng than sử dụng để tạo ra 1 tấn sản phẩm (kg than/tấn tinh bột) x Giá của 1 kg than (đồng/kg) 2.2.7. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu Các số liệu sau khi thu thập, phân tích... được đánh giá tổng hợp, xử lý và tổng kết để viết luận văn. Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả khảo sát hiện trạng sản xuất tinh bột sắn và nước thải tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội 3.1.1. Kết quả khảo sát hiện trạng sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội Sắn củ Nước củ, dong củ Xay, nghiền Rửa, bóc vỏ Lọc, tách bã Lắng, tách bột Rửa bột Làm khô Vỏ, tạp chất Nước thải Nước sạch, điện Điện Nước sạch, điện Bã sắn Bột đen Bột thành phẩm Than Nước sạch, điện Xỉ ướt Nước thải Một trong những tác nhân gây ô nhiễm lớn nhất đối với Dương Liễu hiện nay là sản xuất tinh bột sắn. Quy trình sản xuất được mô tả ở hình 3.1 sau đây: Hình 3.1. Quy trình sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu Nguyên liệu sắn củ cho hoạt động của làng nghề chủ yếu được mua từ các vùng khác về, như Hòa Bình, Sơn La, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc Nước dùng cho sản xuất chủ yếu là nước giếng khoan, nước ở các hồ đã qua bể lọc. Đối với công nghệ sản xuất, gần đây tốc độ đầu tư để đổi mới công nghệ nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm diễn ra khá nhanh. Tuy nhiên, quá trình đổi mới chưa đồng bộ, chắp vá và chỉ tập trung đổi mới ở một số khâu, một số quy trình nhằm giảm bớt sức lao động như máy khuấy trộn, máy bóc tách vỏ nông sản,Nên nhìn chung, công nghệ sản xuất tại đây còn lạc hậu, mức độ cơ giới hóa thấp, hiệu suất thu hồi bột không cao, thời gian sản xuất kéo dài, sản lượng tinh bột sắn không đủ cung cấp cho các ngành công nghiệp nhẹ và vẫn phải nhập khẩu tinh bột, chủ yếu là tinh bột sắn từ Trung Quốc. Ngoài ra, trong những năm vừa qua, qui mô sản xuất tại làng nghề không ngừng tăng lên, nhu cầu sử dụng tinh bột cũng nhiều hơn, chính vì thế nghề làm tinh bột ở Dương Liễu ngày càng được nhân rộng. Trước đây, cả làng chỉ có hơn 200 hộ làm tinh bột (2001) thì hiện nay con số này đã tăng lên đến hơn 300 hộ, rải rác ở nhiều xóm, nhất là khu vực trung tâm (các xóm: Đoàn Kết, Đồng, Gia, Hợp Nhất, Đình Đàu, Mới). Tổng sản lượng tăng lên hơn 7% mỗi năm. Riêng sản xuất tinh bột sắn từ 60.000 tấn năm 2010 lên 70.000 tấn năm 2011 [19]. 3.1.2. Kết quả khảo sát đặc trưng nước thải sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội Quy mô sản xuất tinh bột sắn của làng nghề được tăng lên đồng thời đã tạo ra một khối lượng thải rất lớn, chiếm tới 88% rác thải và 96% tổng lượng nước thải trong sản xuất của toàn xã [20]. Bảng 3.1. Tổng sản lượng, nước thải và bã thải từ sản xuất tinh bột sắn Năm Tinh bột sắn Sản lượng (tấn) Rác thải rắn (tấn) Nước thải (m3) 2010 60.000 54.000 780.000 2011 70.000 63.000 910.000 Kết quả phân tích đặc tính nước thải sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, lấy từ cống thải của các hộ sản xuất trong 3 lần, mỗi lần cách nhau 1 tuần đều cho thấy các chỉ tiêu vượt QCCP rất nhiều lần được thể hiện ở bảng 3.2. Bảng 3.2. Kết quả phân tích nước thải sản xuất tinh bột sắn tại làng nghề Dương Liễu, Hà Nội TT pH COD (mg/l) BOD5 (mg/l) SS (mg/l) ∑N (mg/l) ∑P (mg/l) Lần 1 Mẫu 1 3,7 9730 6012 760 116,8 18,1 Mẫu 2 4,1 9412 5985 348 109,9 15,7 Mẫu 3 3,9 15600 7785 420 258,3 46,8 Lần 2 Mẫu 1 3,4 10212 6995 246 116,8 18,1 Mẫu 2 3,6 9728 6150 205 139,6 15,6 Mẫu 3 3,4 10789 7500 192 115,9 11,6 Lần 3 Mẫu 1 3,6 9421 5760 140 98,7 13,7 Mẫu 2 3,9 9624 5830 212 118,8 16,5 Mẫu 3 3.8 9526 6125 225 109,9 15,7 QCVN 40:2011/BTNMT (cột B) 5,5 -9 150 50 100 40 6 Nguồn: Kết quả phân tích tại phòng TN khoa Môi trường – ĐH KHTN, Hà Nội (2012) Từ bảng số liệu nhận thấy, nước thải sản xuất tinh bột sắn tại Dương Liễu có pH rất thấp 3,4 – 4,1, hàm lượng COD vượt quá từ 60 - 104 lần ; BOD vượt quá 120 – 155 lần; SS vượt từ 2 – 7 lần; tổng nitơ và tổng photpho vượt lần lượt 2,5 – 6,5 lần và 2 – 7,8 lần so với QCVN 40:2011/BTNMT (cột B) – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp. Các kết quả thu được cũng khá phù hợp với kết quả của các nghiên cứu trước đây về đặc tính nước thải sản xuất tinh bột sắn như nghiên cứu của Huỳnh Ngọc Phương Mai (2006), Nguyễn Thị Sơn và nnk (2006) Nước thải phát sinh từ các công đoạn sản xuất: - Bóc vỏ, mài củ, ép bã: chứa một hàm lượng lớn cyanua, alkaloid, antoxian, protein, xenluloza, pectin, đường và tinh bột. Đây là nguồn chính gây ô nhiễm nước thải, thường dao động trong khoảng 10 – 15 m3/tấn nguyên liệu, có chứa SS, BOD, COD ở mức rất cao. - Lắng trích ly: chứa tinh bột, xenluloza, protein thực vật, lignin và cya