Giáo trình Xử lý nước thải - Thay Hai

8/20/2019 Giáo trình Xử lý nước thải - Thay Hai

http://slidepdf.com/reader/full/giao-trinh-xu-ly-nuoc-thai-thay-hai 1/103

http://www.ebook.edu.vn

CHƯƠ NG 1: GIỚ I THIỆU CHUNG

1.1. Giớ i thiệu về các chất thải hữ u cơ

1.1.1. Nướ c thải Nướ c thải từ nhiều nguồn khác nhau: nướ c thải sinh hoạt, nướ c thải từ các

nhà máy công nghiệ p (Nhà máy giấy, nhà máy dệt, nhà máy hoá chất, các nhàmáy khai thác quặng, than, nhà máy đườ ng, nhà máy bia...), nhà máy chế biếnthực phẩm (các lò giết mổ, đông lạnh, đồ hộ p xuất khẩu, hoa quả...).

Theo thống kê của Trung tâm Môi tr ườ ng vệ sinh thuỷ sản: cứ 100 nghìntấn nguyên liệu chế biến thuỷ hải sản xuất khẩu thì có 50 nghìn tấn phế thảir ắn, 10 nghìn tấn thịt vụn kèm vớ i 3 triệu mét khối nướ c thải, ngoài ra cònnhiều hoá chất độc hại đượ c thải ra môi tr ườ ng trong quá trình chế biến sảnxuất. Chỉ tính riêng vùng Đồng bằng sông Hồng, tổng sản lượ ng thịt hơ i đạt450 - 480 nghìn tấn, sản lượ ng thuỷ sản đạt 161 nghìn tấn, sản lượ ng rau quả

đạt hàng tr ăm nghìn tấn (nguồn TS. Vũ Năng Dũng - NXBNN, 2001).Theo tài liệu của nhà máy giấy Bãi Bằng - Phú Thọ, thì cứ sản xuất đượ c

1000 tấn giấy phải thải ra 25 - 30 triệu m3 nướ c từ các cửa thải khác nhau: Nướ c thải r ửa gỗ, nướ c thải r ửa do quá trình thuỷ phân và chưng cất, nướ c thảir ửa trong quá trình tẩy bột kiềm, nướ c thải r ửa trong quá trình trung hoà, nướ cthải r ửa lò than... Trong các loại nướ c thải này chứa r ất nhiều độc tố như: cáchợ p chất hữu cơ , hợ p chất clo, sulfat, CaO, các axit dư thừa, các ion kim loạinặng độc hại (Hg, Cd, Pb, Clo dư, NaOCl), sạn, cát gỗ vụn ... Nướ c thải đượ c

phân làm 2 loại chính sau:

1.1.1.1. Nướ c thải sinh hoạtLà nguồn nướ c thải của các khu dân cư tậ p trung từ sinh hoạt của con

ngườ i (ăn uống, tắm giặt, phân thải, nướ c tiểu của ngườ i) và gia súc gia cầmhàng ngày đượ c thải ra vào các hệ thống cống rãnh của khu dân cư. Trongnướ c thải loại này chứa nhiều phân rác, các hợ p chất hữu cơ và các muối hòatan, đặc biệt là chứa nhiều loại vi sinh vật gây bệnh, các loại tr ứng giun,sán.....Đây là loại nướ c thải phổ biến và số lượ ng r ất lớ n. Mức độ ô nhiễm củanó phụ thuộc vào trình độ văn minh, trình độ dân trí của từng khu dân cư, từngquốc gia.

Bảng 1.1. Thành phần nướ c thải sinh hoạt

Mứ c độ ô nhiễmCác chất

Nặng Trung bình ThấpTổng chất r ắn, mg/l 1000 500 200- Chất r ắn hoà tan, mg/l 700 350 120- Chất r ắn không hoà tan, mg/l 300 150 8Tổng chất r ắn lơ lửng, mg/l 600 350 120Chất r ắn lắng, mg/l 12 8 4BOD5, mg/l 300 200 100Oxy hoà tan, mg/l 0 0 0Tổng nitơ , mg/l 85 50 25

Nitơ hữu cơ , mg/l 35 20 10

WW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COMóng góp PDF bở i GV. Nguy ễ n Thanh Tú




Nitơ amoniac, mg/l 50 30 15 Nitơ NO2, mg/l 0,1 0,05 0 Nitơ NO3, mg/l 0,4 0,2 0,1Clorua, mg/l 175 100 15Độ kiềm, mg CaCO3/l 200 100 50Chất béo, mg/l 40 20 0

Tổng photpho (theo P), mg/l - 8 - Như vậy nướ c thải sinh hoạt có hàm lượ ng các chất dinh dưỡ ng khá cao,

đôi khi vượ t quá yêu cầu cho quá trình xử lý sinh học. Thông thườ ng các quátrình xử lý sinh học cần các chất dinh dưỡ ng theo tỷ lệ sau: BOD5 : N : P = 100: 5 : 1 (ngh ĩ a là 100 mg/l BOD5, 5 mg/l N và 1 mg/l P). Một tính chất đặc tr ưngnữa của nướ c thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất hữu cơ đều có thể bị

phân huỷ bở i các vi sinh vật và khoảng 20 - 40% BOD thoát ra khỏi các quátrình xử lý sinh học cùng vớ i bùn.

1.1.1.2. Nướ c thải công nghiệp

Là nướ c thải của một nhà máy hay khu công nghiệ p tậ p trung vớ i các loạihình sản xuất r ất khác nhau, vì vậy trong nướ c thải công nghiệ p r ất đa dạng, r ấtnhiều chủng loại hợ p chất khác nhau và độ độc hại gây ô nhiễm môi tr ườ ngcũng r ất khác nhau.

+ Các nhà máy chế biến thực phẩm như đườ ng, r ượ u bia, đồ hộ p, lò giếtmổ gia súc gia cầm...

+ Các nhà máy sản xuất nguyên vật liệu như giấy, xà phòng, công nghiệ pdệt, công nghiệ p hóa dầu, sản xuất các loại hóa chất... ở nướ c thải công nghiệ p,ngoài chứa hàm lượ ng cao các hợ p chất hữu cơ như protein, các dạngcarbohydrate, dầu mỡ (từ các công nghệ chế biến thực phẩm), hemicellulose,lignin (công nghiệ p sản xuất giấy), còn có các hợ p chất hóa học khó phân huỷ như các hợ p chất vòng thơ m có N, các alkyl benzensulfonate (công nghiệ p sảnxuất bột giặt), các loại dung môi, các kim loại nặng như Pb, Hg, As...

Bảng 1.2. Thành phần nướ c thải một số ngành công nghiệ pCác chỉ tiêu Chế biến sữ a Sản xuất thịt

hộpDệt sợ i tổng

hợ pBOD5, mg/l 1000 1400 1500COD, mg/l 1900 2100 3300

Tổng chất r ắn, mg/l 1600 3300 8000Chất r ắn lơ lửng, mg/l 300 1000 2000

Nitơ , mgN/l 50 150 30Phospho, mgP/l 12 16 0

pH 7 7 5 Nhiệt độ, 0C 29 28 -Dầu mỡ , mg/l - 500 -Clorua, mg/l - - -Phenol, mg/l - - -

Nhìn chung nướ c thải công nghiệ p so vớ i nướ c thải sinh hoạt có các chỉ số BOD (nhu cầu oxy sinh hóa) và COD (nhu cầu oxy hóa học) cao hơ n r ất






nhiều. Nướ c thải công nghiệ p có độ ô nhiễm cao hơ n so vớ i nướ c thải sinhhoạt.

Theo Luật Bảo vệ môi tr ườ ng, mỗi nhà máy, xí nghiệ p phải có công trìnhxử lý nướ c thải tr ướ c khi xả ra hệ thống thoát nướ c chung. Thực tế hiện naycho thấy, quy định nói trên chưa đượ c thực hiện nghiêm túc nên dẫn tớ i ônhiễm hệ thống nướ c mặt, nướ c ngầm, ô nhiễm môi tr ườ ng sinh thái khá tr ầm

tr ọng ở nhiều nơ i trên đất nướ c ta.

1.1.2. Chất thải rắnChất thải r ắn là sản phẩm loại bỏ đượ c thải ra trong quá trình hoạt động,

sản xuất, chế biến của con ngườ i. Chất thải có nhiều nguồn khác nhau: rác thảisinh hoạt, rác thải đô thị, tàn dư thực vật, phế thải do quá trình sản xuất, chế

biến nông công nghiệ p, phế thải từ các nhà máy công nghiệ p như: nhà máygiấy, khai thác chế biến than, nhà máy đườ ng, nhà máy thuốc lá, nhà máy bia,nướ c giải khát, các lò mổ, các nhà máy xí nghiệ p chế biến rau quả đồ hộ p...

Việt Nam là nướ c nông nghiệ p có nguồn phế thải sau thu hoạch r ất lớ n, r ất đadạng. Chươ ng trình 1 triệu tấn đườ ng đã để lại hàng chục vạn tấn bã mía, mùnmía và tàn dư phế thải từ sản xuất, chế biến mía ra đườ ng. Ngành công nghiệ pchế biến xuất khẩu cà phê đã thải ra môi tr ườ ng hơ n 20 vạn tấn vỏ/năm. Trênđồng ruộng, nươ ng rãy hàng năm để lại hàng triệu tấn phế thải là r ơ m r ạ, lõingô, cây sắn, thân lá thực vật... Ngoài ra còn có tớ i hàng triệu tấn rác thải sinhhoạt. Tất cả nguồn phế thải này một phần bị đốt, còn lại tr ở thành rác thải, phế thải gây ô nhiễm nghiêm tr ọng môi tr ườ ng và nguồn nướ c, trong khi đất đai lạithiếu tr ầm tr ọng nguồn dinh dưỡ ng cho cây và hàng năm chúng ta phải bỏ rahàng triệu đôla để mua phân hoá học ở nướ c ngoài.

Chất thải r ắn bao gồm nhiều loại khác nhau: bụi, chất thải từ thực phẩm, bao bì các loại gồm: giấy, kim loại, nhựa, thuỷ tinh, quần áo và dụng cụ tronggia đình hỏng, chất thải trong vườ n, chất thải trong xây dựng, chất thải trongsản xuất và chế biến, chất thải có mầm bệnh, chất thải nguy hiểm và phóng xạ.Chất thải r ắn thườ ng gồm các loại sau đây:

- Các chất dễ bị phân huỷ sinh học: các thực phẩm thừa, các cuộng rau, lárau, lá cây, xác động vật chết, các mảnh vải, dây buộc từ bông, sợ i tự nhiên,các loại vỏ hoa quả…

- Các chất khó bị phân huỷ sinh học: gỗ, cành cây, cao su, túi nylon…

- Các chất hoàn toàn không bị phân huỷ sinh học: kim loại, thuỷ tinh,mảnh bát, mảnh sành, gạch, ngói, đá, vôi, vỏ sò, vỏ ốc…

1.1.2.1. Chất thải đô thị

Chất thải đô thị là tất cả những chất không còn sử dụng vào sinh hoạt vàsản xuất, mà ngườ i dân sinh sống ở các thành phố thải ra môi môi tr ườ ng. Chấtthải đô thị bao gồm:

- Chất thải sinh hoạt ở những khu dân cư - Chất thải khu thươ ng mại

- Chất thải công sở , tr ườ ng học, công trình công cộng- Chất thải công nghiệ p- Chất thải khu xây dựng- Chất thải khu vui chơ i, giải trí






- Chất thải độc hại bệnh viện- Chất thải độc hại từ các quá trình sản xuất đặc biệtChất thải đô thị ở các nướ c khác nhau có thành phần vật chất tồn tại trong

đó r ất khác nhau. Sự khác biệt này phụ thuộc vào những yếu tố như trình độ quản lý xã hội của tổ chức chính quyền, trình độ k ỹ thuật trong sản xuất công,nông nghiệ p, mùa trong năm.

Ta có thể tham khảo bảng 1.1, bảng 1.2. Bảng 1.3. Thành phần các chấ t có trong chấ t thải đ ô thị ở các nướ c phát

triể n% trọng lượ ng

Stt Các chấtKhoảng giá trị Trung bình

1 Chất thải thực phẩm 6 - 25 152 Giấy 25 - 45 403 Cotton 3 - 15 44 Chất dẻo 2 - 8 3

5 Vải vụn 0 - 4 26 Cao su 0 - 2 0,57 Da vụn 0 - 2 0,58 Cỏ rác vườ n 0 - 20 128 Gỗ 1 - 4 210 Thuỷ tinh 4 - 16 811 Vỏ đồ hộ p 2 - 8 612 Kim loại 1 - 4 213 Bụi, tro, gạch 0 - 10 4

Bảng 1.4. Thành phần các chấ t trong chấ t thải đ ô thị ở Việt Nam

Thành phố Stt Các chất Hà

NộiHảiphòng

Hạ long ĐàNẵng

TP HCM

1 Chất hữu cơ 50 50,58 40,1 - 44,7 31,5 41,25 - 62,282 Cao su, nhựa 5,5 4,52 2,7 - 4,5 22,5 8,75 -103 Giấy, cotton, giẻ

vụn4,2 7,52 5,5 - 5,7 6,81 24,83 - 25,2

4 Kim loại 2,5 0,22 0,3 - 0,5 1,4 1,55 - 25 Thuỷ tinh, sứ, gốm 1,8 0,63 3,9 - 8,5 1,8 5,59 - 6,26 Đất, đá, cát, gạch

vụn35,9 36,53 47,5 - 36,1 36 18 - 20

7 Tro 15,9 16,62 11 40,25 20 - 58,78 Độ ẩm 47,7 45,48 40 - 46 39,85 27,18 - 68,29 Tỷ tr ọng (tấn/m3) 0,42 0,45 0,57 - 0,65 0,38 0,412

1.1.2.2. Chất thải nguy hại

Chất thải nguy hại thườ ng có nhiều trong chất thải y tế và chất thải côngnghiệ p. Các chất thải nguy hại có thể gây ra những tác hại tr ực tiế p do đặc tínhđộc tiềm ẩn trong đó hoặc cũng có thể chúng tiềm tàng nguy cơ của bệnh tật.

* Chấ t thải y t ế






Ở tất cả các địa phươ ng đều có cơ sở y tế. Trung bình mỗi cơ sở y tế thảivào môi tr ườ ng mỗi ngày khoảng 5 - 7,5 tấn chất thải nguy hại. Tỷ tr ọng trung

bình của chất thải y tế là khoảng 150 kg/m3, độ ẩm trung bình 37 - 42%, nhiệtlượ ng khoảng 1400 - 2150 cal/kg. Chất thải y tế mang trong mình chất độc hạikhông chỉ có tính chất hoá học, vật lý mà còn nguy hiểm hơ n cả là chúng chứar ất nhiều mầm bệnh khác nhau từ các bệnh nhân điều tr ị ở bệnh viện.

Bảng 1.5. Thành phần chấ t thải y t ế của Việt NamThành phần chất thải y tế Tỷ lệ (%) Có thành phần chất

nguy hạiCác chất hữu cơ 52,9 KhôngChai nhựa PVC, PE, PP 10,1 CóBông băng 8,8 CóVỏ hộ p kim loại 2,9 KhôngChai lọ thuỷ tinh, xilanh thuỷ tinh,ống thuốc thuỷ tinh

2,3 Có

Kim tiêm, ống tiêm 0,9 CóGiấy loại, carton 0,8 KhôngCác bệnh phẩm sau mổ 0,6 CóĐất, cát, sành sứ và các chất r ắn khác 20,9 KhôngTổng cộng 100Tỷ lệ phần chất thải nguy hại 22,6

Hiện nay đã có một số cơ sở y tế có hệ thống xử lý chất thải y tế (chủ yếulà lò đốt), còn r ất nhiều cơ sở y tế trên toàn quốc không có hệ thống xử lý. Một

phần trong đó đượ c gộ p chung vớ i chất thải đô thị, một phần khác đượ c chôn

lấ p khá tuỳ tiện, không tuân theo những quy định bắt buộc. Do đó, mối nguycơ từ chất thải y tế r ất lớ n, nếu quản lý không chặt, r ất có thể sẽ tạo ra những bệnh dịch lớ n.

* Chấ t thải r ắn công nghi ệ pChất thải r ắn công nghiệ p là tất cả những vật chất ở dạng r ắn đượ c thải

vào môi tr ườ ng sau một quá trình sản xuất công nghiệ p. Trong chất thải r ắncông nghiệ p có chứa 35 – 41% các chất có tính độc hại cao. Thành phần cácchất thải r ắn công nghiệ p thườ ng rát phức tạ p, phụ thuộc vào bản chất của côngnghệ, vào nguyên liệu dùng để sản xuất.

Lượ ng chất thải r ắn công nghiệ p thườ ng chiếm 15 – 20% tổng lượ ng chấtthải đô thị. Hàng năm, lượ ng chất thải r ắn công nghiệ p là 1930 tấn/ngày (số liệu 1997). Lượ ng chất thải r ắn công nghiệ p tăng theo sự phát triển côngnghiệ p. Ví dụ năm 1998 là 2200 tấn/ngày, năm 1999 là 2574 tấn/ngày.

Bảng 1.6. Lượ ng chấ t thải r ắ n công nghiệ p nguy hại hàng năm ở Việt Nam

Stt Tỉnh,Thành

phố

Côngnghiệpđiện,

điện tử

Côngnghiệpcơ khí

Côngnghiệp

hoáchất

Côngnghiệp

nhẹ

Côngnghiệpthự c

phẩm

Cácngànhkhác

Tổngcộng

1 Hà Nội 1801 5005 7333 2242 87 1640 181082 Hải phòng 58 558 3300 270 51 420 46573 Quảng - 15 - - - - 15






Ninh4 Đà Nẵng - 1622 73 32 36 170 19335 Quảng

Nam- 1554 - - 10 219 1783

6 Quảng Ngãi

- - - 10 36 40 86

7 TP. HCM 27 7506 5571 25002 2026 6040 461728 Đồng Nai 50 3330 1029 28614 200 1661 348899 Bà R ịa

Vũng Tàu- 879 635 91 128 97 1830

Tổng cộng 1936 20469 17941 56261 2574 10287 109468Số liệu trong bảng trên chỉ phản ánh thực tr ạng khả năng thu gom, vận

chuyển số lượ ng chất thải công nghiệ p ở các thành phố trong năm 1999. Tuynhiên, những số liệu trên cho thấy mức độ nguy hiểm của một số chất thải từ một số ngành nghề có sử dụng nhiều hoá chất nguy hại như công nghiệ p điện,điện tử, công nghiệ p hoá chất. Chất thải công nghiệ p thực phẩm tuy nhiềunhưng chỉ là tiềm ẩn (bệnh truyền nhiễm).

1.2. Sự chuyển hóa, phân hủy các hợ p chất hữ u cơ trong chất thải

1.2.1. Sự chuyển hóa, phân hủy hydratcacbon* CelluloseCellulose là thành phần chủ yếu trong tế bào thực vật, chiếm tớ i 50% tổng

số hydratcacbon trên trái đất. Trong vách tế bào thực vật, cellulose tồn tại trongmối liên k ết chặt vớ i các polisaccarit khác: Hemicellulose, pectin và lignin tạo

thành liên k ết bền vững. Hàm lượ ng cellulose trong các chất khác nhau r ấtkhác nhau.- C ơ chế phân hu ỷ cellulose:

Năm 1950, Reese và Ctv lần đầu tiên đã đ-a ra cơ chế phân giải xenlulozaXenluloza tự nhiên

Hình 1.1. S ơ đồ chuyể n hoá celluloseTrong đó: Cx tươ ng ứng vớ i exoglucanzaC1 tươ ng ứng vớ i endogluanaza

Theo Reese thì C1 là “tiền nhân tố thuỷ phân” hay là enzyme không đặchiệu, nó làm tr ươ ng cellulose tự nhiên thành các chuỗi cellulose hoạt động cómạch ngắn hơ n và bị enzyme Cx tiế p tục phân cắt tạo thành các đườ ng tan vàcuối cùng thành glucose. Những vi sinh vật phát triển trên hợ p chất chứacellulose đã tiết ra các loại enzyme này để phân huỷ chuyển hoá cellulose.

- Vi sinh vật phân hu ỷ hợ p chấ t hữ u cơ chứ a celluloseTrong tự nhiên vi sinh vật phân giải cellulose vô cùng phong phú bao

gồm: Vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật...+ Vi khuẩn: Là nhóm vi sinh vật lớ n nhất và cũng đượ c nghiên cứu

nhiều nhất. Từ thế k ỷ 19 các nhà khoa học đã phát hiện thấy một số loại vi

CellobioseClCellulosetự nhiên

Cellulosehoạt động

Đườ nghoà tan GlucoseCx






khuẩn k ỵ khí có khả năng phân giải cellulose. Những năm đầu thế k ỷ 20 ngườ ita lại phân lậ p đượ c các vi khuẩn hiếu khí cũng có khả năng này. Trong các vikhuẩn hiếu khí phân giải cellulose, thì niêm vi khuẩn có vai trò lớ n nhất chủ yếu là các giống Cytophaga, Sporocytophaga và Sorangium. Niêm vi khuẩnnhận đượ c năng lượ ng khi oxy hoá các sản phẩm của sự phân giải cellulosethành CO2 và H2O. Ngoài ra còn thấy giống Cellvibrio cũng có khả năng phân

giải cellulose. Trong điều kiện k ỵ khí, các vi sinh vật ưa ẩm, ưa nhiệt thuộcgiống Clostridium và Bacillus tiến hành phân giải cellulose thành glucose vàcellobiose, chúng sử dụng năng lượ ng từ các loại đườ ng đơ n và nguồn carboncũng thườ ng kèm theo việc tạo nên các acid hữu cơ , CO2 và H2.

Trong dạ dày của động vật ăn cỏ tồn tại hệ vi sinh vật để phân giảicellulose đó là: Ruminococcus, Flavefaciens, Butyrivibrio, Bacteroides. Ngoàira còn có: Cellulomonas, Bacillus, Acetobacter cũng phân giải mạnh cellulose.

Nhiều tác giả còn phân lậ p tuyển chọn trong đống ủ phế thải cóClostririum. Pseudomonas chứa phức hệ enzyme cellulase. Acteromobacter,

Cytophaga, Sporocytophaga và Sorangium, Sporocytophaga. + Nấm sợ i: Nấm sợ i phân giải cellulose mạnh hơ n vi khuẩn vì chúng tiếtvào môi tr ườ ng lượ ng enzyme ngoại bào nhiều hơ n vi khuẩn. Vi khuẩn thườ ngtiết vào môi tr ườ ng phức hệ enzyme cellulase không hoàn chỉnh chỉ thuỷ phânđượ c cơ chất đã cải tiến như giấy lọc và CMC, còn nấm tiết vào môi tr ườ ng hệ thống cellulase hoàn chỉnh nên có thể thuỷ phân cellulose hoàn toàn. Các loạinấm phân huỷ mạnh cellulose là: Trichoderma, Penicillium, Phanerochate,

Sporotrichum, Sclerotium. Nấm ưa nhiệt, chúng có thể tổng hợ p các enzyme bền nhiệt hơ n, chúng sinh tr ưở ng và phân giải nhanh cellulose. Nấm có thể phát triển ở pH = 3,5 - 6,6.

Nguồn carbon giúp cho nấm phân giải mạnh cellulose. Trong phế thảichứa nhiều nitơ rat cũng kích thích nấm phân giải cellulose, nguồn nitơ hữu cơ cũng giúp cho nấm phân giải cellulose mạnh hơ n.

Ngườ i ta đã tìm thấy trong đống ủ phế thải có nhiều loại nấm như: Aspergillus, Alternaria, Chaetomium, Coprinus, Fomes, Fusarium, Myrothecium, Penicillium, Polypones, Rhizoctonia, Rhizopus, Tricoderma...

+ Xạ khuẩn: Xạ khuẩn có tác dụng phân giải phế thải khá mạnh. Ngườ ita chia xạ khuẩn thành 2 nhóm: Xạ khuẩn ưa ấm, chúng phát triển mạnh ở nhiệt độ 28 – 300C, và xạ khuẩn ưa nhiệt, chúng có thể phát triển mạnh ở nhiệt

độ 60 – 700C.Trong đống ủ phế thải ngườ i ta tìm thấy nhiều loại xạ khuẩn đó là:

Actinomyces, Streptomyces, Frankia, Nocardia, Actinopolyspora, Actinosynoema, Dermatophilus, Pseudonocardia, Cellulomonas.

* HemicelluloseHemicellulose có khối lượ ng không nhỏ, chỉ đứng sau cellulose trong tế

bào thực vật, chúng đượ c phân bố ở vách tế bào. Hemicellulose có bản chất là polysacarit bao gồm khoảng 150 gốc đườ ng liên k ết vớ i nhau bằng cầu nối β-1,4 glucozit, β-1,6 glucozit và thườ ng tạo thành mạch nhánh ngắn có phân

nhánh.- C ơ chế phân hu ỷ hemicellulose:






Phần lớ n hemicellulose có tính chất tươ ng đồng vớ i cellulose, tuy nhiênhemicellulose có phân tử lượ ng nhỏ hơ n và cấu trúc đơ n giản hơ n. Như vậyhemicellulose kém bền vững hơ n do đó dễ phân giải hơ n cellulose. Vi sinh vật

phân giải hemicellulose nhanh hơ n là cellulose.- Vi sinh vật phân hu ỷ hemicellulose:Vi sinh vật phân giải hemicellulose thườ ng có trong dạ dày của động vật

nhai lại như trâu bò. Chủ yếu là các giống sau: Ruminococcus, Bacillus, Bacteroides, Butyvibrio, Clostridium. Nhiều loại nấm sợ i như: Aspegillus,

Penicillium, Trichoderma.* Lignin

Lignin là những hợ p chất có thành phần cấu trúc r ất phức tạ p, là chất cao phân tử đượ c tạo thành do phản ứng ngưng tụ từ 3 loại r ượ u chủ yếu là trans-P-cumarynic, trans-connyferynic, trans-cynapylic. Lignin khác vớ i cellulose vàhemicellulose ở chỗ hàm lượ ng carbon tươ ng đối nhiều, cấu trúc của lignin còncó nhóm methoxyl (- OCH3) liên k ết vớ i nhau bằng liên k ết (C - C) hay (C - O)

trong đó phổ biến là liên k ết aryl-glyxerin, aryl-aryl và diaryl ete. Lignin dễ bị phân giải từng phần dướ i tác dụng của Na2S2O3, H2SO3, CaS2O3...- C ơ chế phân hu ỷ lignin:

Nhiều công trình k ết luận có tớ i 15 enzyme tham gia vào quá trình phângiải lignin. Ligninase không thuỷ phân ligin thành các tiểu phần hoà tan như quá trình phân giải cellulose. Nhưng trong đó có 3 enzyme chủ chốt là:

+ Lignin pezoxidase+ Mangan pezoxidase+ Laccase- Vi sinh vật phân hu ỷ lignin:

Vi sinh vật phân giải lignin là những giống có khả năng tiết ra enzymeligninase, gồm có: Nấm Basidiomycetes, Acomycetes, nấm bất hoàn. Vi khuẩngồm: Pseudomonas, Xanthomonas, Acinebacter . Xạ khuẩn: Streptomyces

* Tinh bột

Tinh bột là những hợ p chất hydratcacbon cao phân tử, có nhiều trong ngũ cốc gạo, ngô, khoai tây, khoai lang,…

Tinh bột đượ c cấu tạo bở i hai thành phần chính: amyloza và amylopectin.Trong nướ c nóng amyloza tan đượ c còn amylopectin tạo thành hồ keo. Trongtinh bột amyloza chiếm tỷ lệ khoảng 25% còn amylopectin khoảng 75%.

- C ơ chế phân hu ỷ tinh bột:

Các enzyme

α-amylaseTinh bột Maltose Glucose

β-amylase

α-glucosidase

CO2, r ượ u và các sản phẩm trao đổi k ỵ khí

CO2, r ượ u, các acid hữucơ , và các sản phẩm traođổi hiếu khí khác.






Hình 1.2. S ơ đồ chuyể n hoá tinh bột ở t ế bào vi sinh vật

- Vi sinh vật phân hu ỷ tinh bột:Vi sinh vật phân huỷ tinh bột phải tiết vào môi tr ườ ng các loại enzyme

amylase. Các loài vi sinh vật này có nhiều trong tự nhiên, chúng thuộc nhiềunhất trong ba nhóm vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm mốc. Ví dụ như: Bacillus

amyloliquefaciens, Bacillus subtilis, Bacillus mensentericus, Bacillus polymyxa, Clostridium acetobutylicum, Clostridium pasteurianum, Clostridium

amyloliticum, Clostridium butilicum. Aspergillus oryzae, Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Aspergillus awamori, Aspergillus usami, Rhizopus

javanicus, Rhizopus tonkinensis, Candida tropicals, Candida japonica,

Endomycopsis fibuligera, Endomycopsis capsularis.

1.2.2. Sự chuyển hóa, phân hủy proteinProtein là hợ p chất hữu cơ cao phân tử chứa nitơ . Protein thườ ng chứa 15

-17,5% nitơ (tính theo tr ọng lượ ng khô). Protein là thành phần quan tr ọng trongcơ thể động vật, thực vật, vi sinh vật. Tất cả các protein đều cấu tạo từ các acidamin. Các acid amin đượ c tạo thành do quá trình trao đổi cacbon và nitơ . Việctổng hợ p các acid amin thông qua nhiều phản ứng hoá học vớ i sự xúc tác củacác enzyme khác nhau nhưng có thể quy về hai loại phản ứng: phản ứng aminhoá và phản ứng chuyển amin. Các acid amin có trong tế bào ở dạng tự do lànguyên liệu tổng hợ p các phân tử protein.

- C ơ chế phân hu ỷ protein:

Nitrat hoá

Amon hoá

Xác vi sinh vật

Tự phânChất thải

Vi sinh vật cố định đạm

Vi sinh vật

Vi sinh vật

Vi sinh vật

Vi sinh vật

Vi sinh vật

Vi sinh vật

N-hữu cơ protein

Polypeptit, oligopeptit

Acid amin

Amoni (NH3)

Nitrit (NO−2)

Nitrat (NO−3)

N2, CO2

N-hữu cơ trong thựcvật, vi sinh

vật

N-hữu cơ trong động

vật

Phản nitrat






Hình 1.3. Chu trình chuyể n hoá nit ơ trong t ế bào vi sinh vật và trong t ự nhiên

- Có nhiều vi sinh vật có khả năng phân giải protein: hầu hết các vi khuẩnhoại sinh (nấm mốc, nấm men, xạ khuẩn và vi khuẩn). Các vi sinh vật đượ cdùng sản xuất protease trong công nghiệ p thườ ng là Bacillus subtilis,

Aspergillus oryzae. Muốn phân giải protein vi sinh vật phải tiết vào môi tr ườ ngenzyme protease ngoại bào để phân cắt protein thành các phân tử nhỏ hơ n. Cácchất này tiế p tục đượ c phân huỷ thành các acid amin nhờ enzyme peptidasehoặc hấ p thu tr ực tiế p và phân huỷ thành acid amin sau khi vào tế bào, một

phần các acid amin đượ c sử dụng để xây dựng protein của chúng, một phầntiế p tục bị phân huỷ, sản phẩm của quá trình này la NH3, CO2,…

1.2.2. Sự chuyển hóa, phân hủy lipitLipit (các este phức tạ p của glycerin và acid béo) và các chất sáp (các este

phức tạ p của các acid béo và r ượ u đơ n nguyên tử từ cao phân tử), có nhiềutrong cơ thể sinh vật. Chúng thườ ng là chất dự tr ữ hoặc bảo vệ. So vớ i các chấtkhác thì lipit thuỷ phân chậm hơ n. Nhiều vi sinh vật có khả năng phân giải lipitvì chúng tổng hợ p đượ c lipase.

Bướ c đầu tiên của quá trình phân giải chúng thành glycerin hoặc r ượ u cao phân tử và các acid béo. Một số vi sinh vật sinh ra enzyme phospholipase xúctác cho phân giải phospholipit.

Sau khi phosphoril hoá, glycerin sẽ tiế p tục đượ c chuyển hoá theo đườ ngEmbden Meyerhof Panas và tích luỹ lại năng lượ ng ATP.

1.3. Ảnh hưở ng của các chất thải hữ u cơ đến môi trườ ng

1.3.1. Ảnh hưở ng của nướ c thải đến môi trườ ngTrong nướ c thải nói chung chứa nhiều chất bẩn và vi sinh vật, trong đó có

các vi sinh vật hoại sinh và vi sinh đườ ng ruột, có thể có vi sinh vật gây bệnh,và các chất độc hại đối vớ i con ngườ i, động vật, thực vật k ể cả sinh vật nướ c.

Nướ c thải không đượ c xử lý thích đáng cho chảy vào ao hồ, đầm phá, sôngngòi,... sẽ làm cho các thuỷ vực này bị nhiễm bẩn, gây hậu quả xấu đối vớ inguồn nướ c.

Nướ c thải chưa xử lý có một số ảnh hưở ng tớ i các nguồn nướ c như sau:- Làm thay đổi tính chất hoá lý, độ trong, màu, mùi vị, pH, hàm lượ ng cácchất hữu cơ , vô cơ , các kim loại nặng có độc tính, chất nổi, chất lắng cặn...

- Làm giảm oxy hoà tan do tiêu hao trong quá trình oxy hoá các chất hữucơ .

- Làm thay đổi hệ sinh vật nướ c, k ể cả vi sinh vật, xuất hiện các vi sinhvật gây bệnh, làm chết các sinh vật nướ c (trong đó có thể là tôm, cá và các thuỷ sinh có ích).

K ết quả nguồn nướ c không thể sử dụng cho cấ p nướ c sinh hoạt, cho tướ i

tiêu thuỷ lợ i và nuôi tr ồng thuỷ sản.Dựa vào nướ c thải chảy vào các nguồn làm ô nhiễm mà ngườ i ta chia cácnguồn nướ c này thành ba loại:






+ N ướ c bẩ n nhẹ hoặc hơ i bẩ n: Hàm lượ ng các chất hữu cơ thấ p, có ionamon và clo, đó là do nhiễm bẩn nướ c chảy tràn và nướ c thải sinh hoạt chảyxuống. Nướ c này dùng nuôi thuỷ sản bình thườ ng, nhưng không dùng cấ pnướ c sinh hoạt đượ c.

+ N ướ c bẩ n vừ a (bẩ n trung bình): Nướ c sông hồ đã bị thay đổi các tínhchất tự nhiên do nướ c thải chảy vào. Nướ c này không dùng nuôi thuỷ sản, cấ p

nướ c sinh hoạt hoặc bơ i lội, mà chỉ dùng cho tướ i tiêu và giao thông đườ ngthuỷ.+ N ướ c bẩ n và r ấ t bẩ n: Nướ c hoàn toàn mất tính chất tự nhiên do nướ c

thải chảy vào thuỷ vực quá nhiều. Tr ờ i ẩm và nóng nướ c bốc mùi hôi thối khóchịu, do nướ c có chất hydrosunfua H2S, các sản phẩm phân huỷ có mùi thối,trong nướ c nhiều CO2 và cạn kiệt oxy hoà tan. Dùng hạn chế trong việc tướ itiêu, vì có thể nhiều loại cây đượ c tướ i nướ c này sẽ bị chết.

Bảng 1.7. Các tính chấ t vật lý, hoá học và sinh học đặc tr ư ng của nướ cthải và nguồn g ố c của chúng

Tính chất Nguồn phát sinh- Các tính chất vật lýMàu Các chất thải sinh hoạt và công nghiệ p, sự phân

rã tự nhiên các chất hữu cơ .Mùi Sự thối r ữa nướ c thải và các chất thải công

nghiệ p.Chất r ắn Cấ p nướ c cho sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt

và sản xuất, xói mòn đất, dòng thấm, chảy vàohệ thống cống.

Nhiệt độ Các chất thải sinh hoạt và sản xuất- Thành phần hoá học+ Có nguồn hữ u cơ

Cacbonhydrat Các chất thải sinh hoạt, thươ ng mại và sản xuấtMỡ , dầu, dầu nhờ n Các chất thải sinh hoạt, thươ ng mại và sản xuấtThuốc tr ừ sâu Chất thải nông nghiệ pPhenol Chất thải công nghiệ pProtein Các chát thải sinh hoạt và thươ ng mạiCác chất hoạt động bề

mặtCác chất thải sinh hoạt và sản xuất

Các chất khác Phân rã tự nhiên các chất hữu cơ + Có nguồn g ố c vô cơ

Độ kiềm Nướ c thải sinh hoạt, cấ p nướ c sinh hoạt, sự thấm của nướ c ngầm.

Clorua Cấ p nướ c sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt, sự thấm của nướ c ngầm, các chất làm mềm nướ c.

Các kim loại nặng Các chất thải công nghiệ p Nitơ Các chất thải sinh hoạt và nông nghiệ p pH Các chất thải công nghiệ p

Phospho Các chất thải sinh hoạt và công nghiệ pLưu huỳnh Cấ p nướ c sinh hoạt, nướ c thải sinh hoạt và

công nghiệ p






Các hợ p chất độc Các chất thải công nghiệ p+ Các khí

H2S Phân huỷ các chất thải sinh hoạtCH4 Phân huỷ các chất thải sinh hoạtOxi Cấ p nướ c sinh hoạt, sự thấm của nướ c bề mặt

- Thành phần sinh học

Các động vật Các dòng nướ c hở và nhà máy xử lýThực vật Các dòng nướ c hở và nhà máy xử lýSinh vật nguyên sinh,

VirutCác chất thải sinh hoạt và nhà máy xử lý cácchất thải sinh hoạt.

1.3.2. Ảnh hưở ng của chất thải rắn tớ i môi trườ ng* Ả nh hưở ng của chấ t thải r ắn đố i vớ i không khí

Chất thải sinh hoạt gồm phần lớ n là chất hữu cơ dễ phân huỷ, chất đạmkhi phân huỷ sẽ tạo ra CH3OH, CH3CH2CH2(NH3)COOH (Acid amino butyric)

có mùi hôi đặc tr ưng. Ngoài ra còn tạo ra các chất H2S, Phenol, Indol, Scatol, NH3 gây mùi thối nặng.Môi tr ườ ng không khí vùng chứa chất thải bị ô nhiễm sẽ tác động xấu tớ i

môi tr ườ ng làm việc, sản xuất và sinh hoạt vui chơ i của cộng đồng, làm chấtlượ ng cuộc sống bị suy thoái.

* Ả nh hưở ng của chấ t thải r ắn đố i vớ i môi tr ườ ng nướ cLượ ng chất thải vớ i hàm lượ ng hữu cơ cao sau khi phân huỷ sẽ tạo nên

các chất trung gian và cuối cùng tạo nên CH4, H2S, CO2… các chất này hầu hếtđều độc và gây mùi thối.

Trong chất thải còn chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh, ngoài ra nếu có chứacác chất độc hại như Pb, Hg, Asen, các chất thải phóng xạ… thì mức độ ônhiễm của nguồn nướ c càng nghiêm tr ọng hơ n. Ngoài ra, theo mức độ ứ đọng,chất thải sẽ làm cản tr ở dòng chảy, gây ứ đọng nướ c mặt và là nguyên nhângây úng lụt cục bộ vùng dân cư thấ p, nhất là trong mùa mưa.

Chất thải cũng là nguyên nhân làm cạn dần lượ ng oxy trong nướ c, cản tr ở quá trình xuyên ánh sáng vào nướ c, gây khó khăn cho quá trình quang hợ p củacác loài thuỷ sinh, ảnh hưở ng tớ i quá trình tự làm sạch của nướ c ao hồ, sôngngòi, kênh r ạch. Gây dịch bệnh huỷ diệt các giống loài trong nướ c, làm suygiảm tính đa dạng sinh học, gây cản tr ở phát triển kinh tế - xã hội.

* Ả nh hưở ng của chấ t thải r ắn đố i vớ i sứ c khoẻ cộng đồngÔ nhiễm môi tr ườ ng do chất thải gây ra ảnh hưở ng r ất lớ n đến sức khoẻ

ngườ i dân. Theo các nhà khoa học thì tại các bãi rác vi khuẩn thươ ng hàn cóthể tồn tại 115 ngày, vi khuẩn lỵ là 40 ngày, tr ứng giun đũa là 300 ngày. Các vikhuẩn này qua các vật chủ trung gian gây bệnh như: chim, chuột, chó, mèo,ruồi… sẽ phát huy ảnh hưở ng mạnh mẽ, đe dọa tr ực tiế p đến sức khoẻ, tínhmạng của nhân dân.

Theo tổng k ết của các chuyên gia y tế, chất thải gây ra khoảng 22 loại bệnh cho con ngườ i, trong đó có nhiều thờ i k ỳ các bệnh này phát hành dịch

lớ n. Các loại bệnh do chất thải gây ra thườ ng là các bệnh về tai mũi họng, sốtrét, viêm phổi, bệnh đườ ng ruột, bệnh ngoài da…

Chẳng những đe dọa về vi sinh, chất thải còn tạo ra những chất độc như nitơ hữu cơ , H2S, N-NH3,… khi ở hàm lượ ng cao tác động tr ực tiế p đến cơ






quan chức năng của cơ thể, gây ngộ độc cho con ngườ i. Gần đây, lượ ng chấtthải r ắn có chứa thành phần plastic, polime tăng cao, trong quá trình xử lý nếuđốt chất thải có chứa các chất trên ở nhiệt độ thấ p sẽ gây ra các tác nhân ungthư, quái thai ở ngườ i.

* Ả nh hưở ng của chấ t thải r ắn đố i vớ i m ỹ quan đ ô th ị Mỹ quan đô thị là tổng hoà các yếu tố: kiến trúc đô thị, sinh hoạt, tậ p

quán đô thị và các yếu tố môi tr ườ ng.Việc ứ đọng chất thải ở những nơ i sinh hoạt, làm việc, nơ i cộng đồng nóichung là hình ảnh hết sức thấ p kém về lối sống văn minh. Môi tr ườ ng đô thị vìthế sẽ mất vệ sinh, gây ảnh hưở ng nghiêm tr ọng đến mỹ quan đô thị và lòng tự tr ọng của dân tộc.

Trong thế giớ i ngày nay, mỹ quan đô thị là một yếu tố cơ bản để đánh giátrình độ văn minh của một quốc gia, một dân tộc. Trên bình diện nào đó, mỹ quan đô thị góp phần hấ p dẫn đầu tư, khuyếch tr ươ ng du lịch, tạo nền tảng để địa phươ ng phát triển và hội nhậ p vớ i thế giớ i.

* Ả nh hưở ng của chấ t thải r ắn đố i vớ i môi tr ườ ng đấ tChất thải gồm các chất hữu cơ khi bị phân huỷ trong môi tr ườ ng đất sẽ phóng thích các chất CH4, CO2, H2O,… k ết hợ p vớ i các thành phần hoá chất,chất độc, phóng xạ có sẵn trong chất thải sẽ gây nhiễm độc môi tr ườ ng đất. Cácchất độc này thẩm thấu trong đất làm ô nhiễm nguồn nướ c ngầm cả về vi sinhlẫn hoá lý.

Những ảnh hưở ng trên đây cho thấy chất thải r ắn sẽ tr ở thành hiểm hoạ nếu Nhà nướ c và các cấ p chính quyền địa phươ ng không chú ý quan tâm vàđầu tư hợ p lý cho các hoạt động thu gom và xử lý.

1.4. Nhữ ng thông số cơ bản đánh giá chất lượ ng nướ c

1.4.1. Độ pH pH của nướ c thải có một ý ngh ĩ a quan tr ọng trong quá trình xử lý. Giá tr ị

pH cho phép ta quyết định xử lý nướ c theo phươ ng pháp thích hợ p hoặc điềuchỉnh lượ ng hoá chất trong quá trình xử lý như đông tụ hoá học, khử trùng,hoặc xử lý nướ c thải bằng biện pháp sinh học. Các công trình xử lý nướ c thảiáp dụng các quá trình sinh học làm việc tốt khi pH nằm trong giớ i hạn từ 7 -7,6. Như chúng ta đã biết môi tr ườ ng thuận lợ i nhất để vi khuẩn phát triển là

môi tr ườ ng có pH từ 7 - 8. Các nhóm vi khuẩn khác nhau có giớ i hạn pH hoạtđộng khác nhau. Ví dụ vi khuẩn nitrit phát triển thuận lợ i nhất vớ i pH từ 4,8 -8,8, còn vi khuẩn nitrat vớ i pH từ 6,5 - 9,3. Vi khuẩn lưu huỳnh có thể tồn tạitrong môi tr ườ ng có pH từ 1 - 4. Ngoài ra pH còn ảnh hưở ng đến quá trình tạo

bông cặn của các bể lắng bằng cách tạo bông cặn bằng phèn nhôm. Nướ c thải sinh hoạt có pH = 7,2 - 7,6. Nướ c thải công nghiệ p có pH r ất

khác nhau phụ thuộc từng loại công nghiệ p.Các xí nghiệ p sản xuất có thể thải ra nướ c thải có tính acid hoặc kiềm r ất

cao chẳng những làm cho nguồn nướ c không còn hữu dụng đối vớ i các hoạt

động giải trí như bơ i lội, chèo thuyền mà còn làm ảnh hưở ng đến hệ thủy sinhvật. Nồng độ acid sulfuric cao làm ảnh hưở ng đến mắt của những ngườ i bơ i lộiở nguồn nướ c này, ăn mòn thân tàu thuyền, hư hại lướ i đánh cá nhanh hơ n.

Nguồn nướ c lân cận một số xí nghiệ p có thể có pH thấ p đến 2 hoặc cao đến 11,






trong khi cá chỉ có thể tồn tại trong môi tr ườ ng có 4,5 < pH < 9,5. Hàm lượ ng NaOH cao thườ ng phát hiện trong nướ c thải ở các xí nghiệ p sản xuất bột giặt,thuộc da, nhuộm vải sợ i...

1.4.2. Nhiệt độ Nhiệt độ của nướ c thải ảnh hưở ng r ất lớ n đến quá trình xử lý, ảnh hưở ng

đáng k ể đến chế độ oxy của nguồn nướ c. Khi nhiệt độ của nướ c thải tăng, quátrình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ xảy ra vớ i cườ ng độ mạnh hơ n. Trongkhi đó độ hòa tan của oxy vào nướ c lại giảm xuống. Khi nhiệt độ thấ p làm chođộ hòa tan của oxy tăng, tuy nhiên vớ i nhiệt độ thấ p các vi khuẩn hiếu khí thamgia vào quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ sẽ hoạt động yếu. Do đóquá trình khoáng hóa các chất hữu cơ xảy ra chậm chạ p.

Các nướ c thải từ nhà máy nhiệt điện và lò hơ i của một số ngành côngnghiệ p có nhiệt độ r ất cao. Khi thải ra môi tr ườ ng, nó làm tăng nhiệt độ của cácthủy vực ảnh hưở ng đến một số thủy sinh vật và làm suy giảm oxy hòa tan

trong nguồn nướ c.1.4.3. Độ màuMàu sắc của nướ c là do các chất bẩn trong nướ c gây nên như các chất hoà

tan hoặc ở dạng keo, các hạt r ắn có màu… Màu sắc của nướ c ảnh hưở ng nhiềutớ i thẩm mỹ khi sử dụng nướ c, làm ảnh hưở ng tớ i chất lượ ng của sản phẩm khisử dụng nướ c có màu trong sản xuất.

Các loại nướ c thải từ nhà máy dệt, giấy, thuộc da, lò mổ... có độ màu r ấtcao. Nó có thể làm cản tr ở khả năng khuếch tán của ánh sáng vào nguồn nướ cgây ảnh hưở ng đến khả năng quang hợ p của hệ thủy sinh thực vật. Nó còn làmmất vẽ mỹ quan của nguồn nướ c nên r ất dễ bị sự phản ứng của cộng đồng lâncận. Màu của nướ c đượ c phân thành hai dạng là màu thực do các chất hoà tanhoặc dạng hạt keo, màu biểu kiến là màu của các chất lơ lửng trong nướ c tạonên. Trong thực tế ngườ i ta xác định màu thực của nướ c, ngh ĩ a là sau khi lọc

bỏ các chất không tan. Có nhiều phươ ng pháp xác định màu của nướ c, nhưngthườ ng dùng ở đây là phươ ng pháp so màu vớ i các dung dịch chuẩn làclorophantinat coban.

1.4.4. Độ đục

Độ đục trong nướ c là do các hạt r ắn lơ lửng, các chất hữu cơ phân rã hoặcdo các động thực vật sống trong nướ c gây nên. Độ đục làm giảm khả năngtruyền ánh sáng trong nướ c, ảnh hưở ng tớ i quá trình quang hợ p dướ i nướ c, gâymất thẩm mỹ khi sử dụng nướ c, ảnh hưở ng tớ i chất lượ ng sản phẩm. Các visinh vật gây bệnh có thể xâm nhậ p vào các hạt r ắn, sẽ không đượ c khử trùng vàcó thể tr ở thành vi sinh vật gây bệnh trong nướ c. Độ đục càng lớ n có ngh ĩ a làđộ nhiễm bẩn nướ c càng cao và như vậy phải có biện pháp xử lý.

Độ đục có thể đo bằng máy so màu quang điện vớ i kính lọc màu đỏ có bướ c sóng 580 - 620 nm.

1.4.5. Hàm lượ ng chất rắnChất r ắn trong nướ c thải bao gồm các chất r ắn lơ lửng, chất r ắn có khả

năng lắng, các hạt keo và chất r ắn hòa tan. Tổng các chất r ắn (Total solid, TS)






trong nướ c thải là phần còn lại sau khi đã cho nướ c thải bay hơ i hoàn toàn ở nhiệt độ từ 103 - 1050C. Các chất bay hơ i ở nhiệt độ này không đượ c coi làchất r ắn. Tổng các chất r ắn đượ c biểu thị bằng đơ n vị g hoặc mg/l.

Tổng các chất r ắn có thể chia ra làm hai thành phần: chất r ắn lơ lửng(Suspended solid, SS), có thể lọc đượ c và chất r ắn hòa tan (Dissolved solid,DS), không lọc đượ c. TS = DS + SS

Chất r ắn lơ lửng là các hạt nhỏ (hữu cơ hoặc vô cơ ) trong nướ c thải. Khivận tốc của dòng chảy bị giảm xuống (do nó chảy vào các hồ chứa lớ n) phầnlớ n các chất r ắn lơ lửng sẽ bị lắng xuống đáy hồ, những hạt không lắng đượ c sẽ tạo thành độ đục (turbidity) của nướ c. Các chất lơ lửng hữu cơ sẽ tiêu thụ oxyđể phân hủy làm giảm DO của nguồn nướ c. Các cặn lắng sẽ làm đầy các bể chứa làm giảm thể tích hữu dụng của các bể này.

Để xác định hàm lượ ng các chất r ắn lơ lửng phải tiến hành phân tíchchúng bằng cách lọc qua giấy lọc Whatman GF/C có kích thướ c các lổ khoảng1,2 micrometter (μm) hoặc của Đức loại A/E. Lưu ý là các giấy lọc cấu tạo

bằng Polycarbonate cũng có thể sử dụng đượ c, tuy nhiên các số liệu có thể chênh lệch do cấu trúc của các loại giấy này khác nhau. Các chất r ắn lơ lửng bị giữ lại ở giấy lọc. Đem giấy lọc này sấy khô tuyệt đối ở nhiệt độ 1050C tớ ikhối lượ ng không đổi, sau đó cân ta xác định đượ c hàm lượ ng các chất r ắn lơ lửng. Đơ n vị tính bằng mg/l.

Hàm lượ ng chất r ắn lơ lửng phụ thuộc chủ yếu vào lượ ng nướ c sử dụnghàng ngày của một ngườ i. Lượ ng nướ c tiêu thụ càng lớ n thì hàm lượ ng cácchất r ắn lơ lửng nói riêng và các chất gây ô nhiễm nói chung càng nhỏ vàngượ c lại. Tùy theo kích thướ c hạt, tr ọng lượ ng riêng của chúng, tốc độ dòngchảy và các tác nhân hóa học mà các chất lơ lửng có thể lắng xuống đáy, nổilên mặt nướ c hoặc ở tr ạng thái lơ lửng.

Để xác định hàm lượ ng các chất r ắn có khả năng lắng (settable solid)ngườ i ta dùng một dụng cụ thủy tinh gọi là nón Imhoff có chia vạch thể tích.Cho 1 lít nướ c thải vào nón Imhoff để cho lắng tự nhiên trong vòng 45 phút,sau đó khuấy nhẹ sát thành nón r ồi để cho lắng tiế p trong vòng 15 phút. Sau đóđọc thể tích chất lơ lửng lắng đượ c bằng các vạch chia bên ngoài. Hàm lượ ngchất r ắn có khả năng lắng đượ c biểu thị bằng đơ n vị ml/l. Chỉ tiêu chất r ắn cókhả năng lắng biểu diễn gần đúng lượ ng bùn có thể loại bỏ đượ c bằng bể lắngsơ cấ p.

Các chất r ắn hòa tan (không lọc đượ c bao gồm các hạt keo và các chấthòa tan. Các hạt keo có kích thướ c từ 0,001 - 1 mm, các hạt keo này không thể loại bỏ bằng phươ ng pháp lắng cơ học. Các chất hòa tan có thể là phân tử hoặcion của chất hữu cơ hay vô cơ .

Để xác định hàm lượ ng hữu cơ của các chất r ắn lơ lửng ngườ i ta sử dụngchỉ tiêu VSS (volatile suspended solid) bằng cách đem hóa tro các chất r ắn ở 5500C trong 1 giờ . Phần bay hơ i là các chất hữu cơ (VSS), phần còn lại sau khihóa tro là các chất vô cơ FSS (Fixed suspended solid). Lưu ý hầu hết các muốivô cơ đều không bị phân hủy ở nhiệt độ dướ i 8250C. Chỉ tiêu VSS của nướ c

thải thườ ng đượ c xác định để biết rõ khả năng phân hủy sinh học của nó.






1.4.6. Oxy hoà tan (DO - Dissolved Oxygen)Oxy hoà tan trong nướ c sẽ tham gia vào quá trình trao đổi chất, duy trì

năng lượ ng cho quá trình phát triển, sinh sản và tái sản xuất cho các vi sinh vậtsống dướ i nướ c. Bình thườ ng oxy hoà tan trong nướ c khoảng 8 - 10 mg/l,chiếm 70 - 85% khi oxi bão hoà. Hàm lượ ng oxy hoà tan trong nướ c giúp tađánh giá chất lượ ng nướ c. Khi chỉ số DO thấ p, có ngh ĩ a là nướ c có nhiều chất

hữu cơ , nhu cầu oxy hoá tăng nên tiêu thụ nhiều oxy trong nướ c. Khi chỉ số DO cao chứng tỏ nướ c có nhiều rong tảo tham gia quá trình quang hợ p giải

phóng oxy.Song song vớ i quá trình tiêu thụ oxy, để oxy hóa các chất hữu cơ trong

nguồn nướ c luôn xảy ra quá trình bổ sung lượ ng oxy mớ i. Nguồn bổ sung oxylà không khí. Chúng hòa tan vào nguồn nướ c qua mặt thoáng của nguồn nướ c.

Ngoài ra còn có một lượ ng oxy bổ sung vào nướ c nguồn còn do quá trìnhquang hợ p của thực vật sống trong nướ c. Các thực vật này đồng hóa cacbon từ acid cacbonic tan trong nướ c và giải phóng oxy tự do.

Để xác định nồng độ DO, ngườ i ta thườ ng dùng phươ ng pháp iot (haycòn gọi là phươ ng pháp Winkler). Hiện nay ngườ i ta đã sản xuất đượ c các máyđo DO (Oxygen meter) có độ chính xác cao phục vụ nghiên cứu và quan tr ắcmôi tr ườ ng.

1.4.7. Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD - Biochemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh hóa là lượ ng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các

chất hữu cơ trong nướ c (đặc biệt là nướ c thải) trong một khoảng thờ i gian xácđịnh và đượ c ký hiệu bằng BOD đượ c tính bằng mg/l. Chỉ tiêu BOD phản ánh

mức độ ô nhiễm hữu cơ của nướ c thải. BOD càng lớ n thì nướ c thải (hoặc nướ cnguồn) bị ô nhiễm càng cao và ngượ c lại.Xác định BOD đượ c dùng r ộng rãi trong k ỹ thuật môi tr ườ ng để:- Tính gần đúng lượ ng oxi cần thiết oxi hoá các chất hữu cơ dễ phân huỷ

có trong nướ c thải.- Làm cơ sở tính toán kích thướ c các công trình xử lí.- Xác định hiệu suất xử lí của một số quá trình.- Đánh giá chất lượ ng nướ c sau khi xử lí đượ c phép thải vào các nguồn

nướ c.Thờ i gian cần thiết để các vi sinh vật oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ

có thể kéo dài đến vài chục ngày tùy thuộc vào tính chất của nướ c thải, nhiệtđộ và khả năng phân hủy các chất hữu cơ của hệ vi sinh vật trong nướ c thải. Để chuẩn hóa các số liệu ngườ i ta thườ ng báo cáo k ết quả dướ i dạng BOD5 (BODtrong 5 ngày ở 200C). Mức độ oxy hóa các chất hữu cơ không đều theo thờ igian. Thờ i gian đầu, quá trình oxy hóa xảy ra vớ i cườ ng độ mạnh hơ n và sauđó giảm dần.

+ Cách xác định BOD: BOD đượ c xác định bằng cách pha loãng và đolượ ng oxy hoà tan (DO) tiêu hao trong thờ i gian 5 ngày ở nhiệt độ 200C. Mẫunướ c đượ c pha loãng chứa đầy trong các bình Winkler, giữ trong các tủ ổn

nhiệt ở 200C trong 5 ngày. Đo DO ở thờ i điểm đầu và thờ i điểm cuối ta đượ cBOD5. Đo DO bằng các máy đo có điện cực chuyên dụng trong các máy đohoặc xác định bằng phươ ng pháp iot của Winkler.






BOD5 =P

D2D1− , mg/l

Trong đó:D1: nồng độ oxy hoà tan của mẫu nướ c thải pha loãng tr ướ c khi ủ, mg/lD2: nồng độ oxy hoà tan của mẫu nướ c thải pha loãng sau 5 ngày ủ ở

200C, mg/l.

P: tỷ số pha loãng và đượ c tính như sau:

Tr ườ ng hợ p phải bổ sung nguồn vi sinh vật vào mẫu thử (có thế là nguồnnướ c cống) để đảm bảo quá trình phân huỷ các chất hữu cơ . BOD5 sẽ tính theo

công thức:BOD5 = P

)F2B1(B)2D1(D −−−, mg/l

B1, B2 là chỉ số DO tr ướ c và sau khi ủ (mg/l) của mẫu nướ c pha loãng cócấy thêm nguồn vi sinh vật.

F là tỷ số giữa thể tích dịch bổ sung vi sinh vật trong mẫu và trong đốichứng.

Hiện nay ngườ i ta đã sản xuất đượ c máy đo BOD để phân tích nhanh.Trong thực tế phươ ng pháp phân tích BOD có những hạn chế sau:- Yêu cầu vi sinh vật trong mẫu phân tích cần phải có nồng độ các tế bào

sống đủ lớ n và các vi sinh vật bổ sung phải đượ c thích nghi vớ i môi tr ườ ng.- Nếu nướ c thải có các chất độc hại phải xử lý sơ bộ loại bỏ bớ t các chất

đó, sau đó mớ i có thể tiến hành phân tích, đồng thờ i cần chú ý giảm ảnh hưở ngcủa các vi khuẩn nitrat hoá.

- Phép phân tích BOD chỉ đo đượ c hàm lượ ng các chất hữu cơ có thể bị phân huỷ bằng con đườ ng sinh học.

- Thờ i gian phân tích quá dài ( 5 ngày hoặc 3 ngày). Vì vậy, trong nghiêncứu hoặc trong giám sát quá trình xử lý ngườ i ta cần xác định hệ số tỷ lệ giữaCOD và BOD, r ồi tiến hành phân tích COD trong quá trình.

1.4.8. Nhu cầu oxy hoá học (COD - Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hoá học (COD) là lượ ng oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá

hoá học các chất hữu cơ có trong nướ c thành CO2 và nướ c (đượ c tính bằng ghay mg O2 trong một đơ n vị thể tích nướ c). Phươ ng pháp phổ biến nhất để xác

định COD là phươ ng pháp bicromat và cơ chế của nó theo phươ ng trình sau:

Thể tích mẫu nướ c thải đem phân tích

Tổng thể tích nướ c thải đem phân tích và nướ c pha loãng

P =

Các chất hữu cơ + Cr 2O72- + H+ → CO2 + H2O + 2Cr 3+

Ag2SO4

t0 sôi

% (hay ml) dịch bổ sung vi sinh vật trong D1

% (hay ml) dịch bổ sung vi sinh vật trong B1 F =






Lượ ng Cr 2O72- dư đượ c chuẩn độ bằng dung dịch FAS (Fe(NH4)2(SO4)2)

và sử dụng dung dịch ferroin làm chất chỉ thị. Điểm k ết thúc chuẩn độ là điểmkhi dung dịch chuyển từ màu xanh lam sang màu nâu đỏ nhạt theo phản ứngsau:

+ Cách xác định như sau:Cho một lượ ng mẫu vào bình cầu 500 ml sao cho hàm lượ ng chất hữu cơ

từ 100 - 500 mg trong một lít. Nếu quá cao (khoảng 100 mg/l tr ở lên) lấykhoảng 10 ml nướ c thử r ồi pha loãng bằng nướ c cất đến 100 ml. Thêm 0,4 gthuỷ ngân sunfat HgSO4. Thêm 20 ml dung dịch kali bicromat 0,25 N. Thêmvào đó một lượ ng axit sunfuric đặc (gấ p 3 lần số ml kali bicromat) cho từ từ

từng lượ ng nhỏ axit sunfuric đặc vừa lắc bình vừa làm lạnh dướ i vòi nướ c. R ồicho vào chừng 2 g bạc sunfat AgSO4, cho mấy viên bi thuỷ tinh vào bình. Lắ p bình cầu vào ống sinh hàn hồi lưu đun sôi nhẹ và giữ bình ở nhiệt độ sôi tronghai giờ sau đó để nguội bình, dùng 25ml nướ c cất để r ửa thành ống sinh hàn.Chuyển dung dịch từ bình cầu sang bình nón. Tráng bình cầu bằng nướ c cất,chuyển tất cả nướ c tráng r ửa vào bình nón, pha loãng hỗn hợ p đến 200ml r ồidùng dung dịch chuẩn sắt amoni sunfat vớ i 3 ÷ 4 giọt chỉ thị màu ferroin hoặcdiphenylamin để chuẩn độ lượ ng kali bicromat đủ cho đến khi màu của dungdịch từ xanh lam sang màu nâu đỏ nhạt.

Làm song song một mẫu tr ắng vớ i nướ c cất hai lần như đã làm vớ i nướ cthải.

Hàm lượ ng COD đượ c tính theo công thức:

COD =V

8000 NB)(A ××−, mg/l

Trong đó:A: thể tích dung dịch FAS tiêu tốn cho chuẩn độ dung dịch tr ắng, mlB: thể tích dung dịch FAS tiêu tốn cho chuẩn độ dung dịch mẫu, ml

N: Nồng độ đươ ng lượ ng của dung dịch FASV: thể tích mẫu đem phân tích, ml8000 là hệ số chuyển đổi k ết quả sang mg O2/lChỉ số COD biểu thị cả lượ ng các chất hữu cơ không thể bị oxy hoá bằng

vi sinh vật, do đó nó có giá tr ị cao hơ n BOD. Phép phân tích COD có ưu điểmlà cho k ết quả nhanh (khoảng 3 giờ ) nên đã khắc phục đượ c nhượ c điểm của

phép đo BOD. Đối vớ i nhiều loại chất thải, giữa chỉ số COD và BOD có mốitươ ng quan nhất định vớ i nhau. Vì vậy khi thiết lậ p đượ c mối quan hệ tươ ngquan này có thể sử dụng phép đo COD để vận hành và kiểm soát hoạt động củacác nhà máy xử lý nướ c thải. Hiện nay trên thị tr ườ ng đã có bán nhiều loại máy

phân tích COD nhanh.

6Fe + Cr 2O72- + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr 3+ + 7H2O






1.4.9. Hàm lượ ng nitơ Nitơ và phospho là những nguyên tố chủ yếu cần thiết cho các vi sinh vật

nguyên sinh và thực vật phát triển. Nitơ có thể tồn tại ở các dạng: nitơ hữu cơ (N-HC), nitơ amoniac (N-NH3), nitơ nitrit (N-NO2), nitơ nitrat (N-NO3) và nitơ tự do. Vì nitơ là nguyên tố chính để xây dựng tế bào tổng hợ p protein nên số liệu về chỉ tiêu nitơ sẽ r ất cần thiết để xác định khả năng có thể xử lý một loại

nướ c thải nào đó bằng các quá trình sinh học. Trong tr ườ ng hợ p không đủ nitơ ,có thể bổ sung thêm để chất thải đó tr ở nên có khả năng xử lý bằng phươ ng

pháp sinh học. Nitơ không những chỉ có thể gây ra các vấn đề phì dưỡ ng, màkhi chỉ tiêu N-NO3 trong nướ c cấ p cho sinh hoạt vượ t quá 45 mg NO3/l cũngcó thể gây ra mối đe doạ nghiêm tr ọng đối vớ i sức khoẻ con ngườ i.

Chỉ tiêu hàm lượ ng nitơ trong nướ c cũng đượ c xem như là chất chỉ thị tình tr ạng ô nhiễm của nướ c vì NH3 tự do là sản phẩm phân huỷ các chất chứa

protein. Tổng nitơ là tổng các hàm lượ ng nitơ hữu cơ , N-NH3, N-NO2, N-NO3.Hàm lượ ng nitơ hữu cơ đượ c xác định bằng phươ ng pháp Kinđal (Kjeldahl).

Tổng nitơ Kinđal là tổng nitơ hữu cơ và nitơ amoniac. Chỉ tiêu N-NH3 thườ ngđượ c xác định bằng phươ ng pháp so màu hoặc chuẩn độ, còn các chỉ tiêu N- NO2, N-NO3 đượ c xác định bằng các phươ ng pháp so màu.

1.4.10. Hàm lượ ng phosphoPhospho là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự phát triển

"bùng nổ" của tảo ở một số nguồn nướ c mặt. Phospho trong nướ c và nướ c thảithườ ng tồn tại ở các dạng orthophosphat (PO4

3-, HPO42-, H2PO4

-, H3PO4) hay polyphosphat [Na3(PO4)6] và phosphat hữu cơ . Orthophosphat có thể xác định

bằng phươ ng pháp so màu vớ i thuốc thử là NH4MoO4 và SnCl2, còn polyphosphat và phosphat hữu cơ cần chuyển hoá thành orthophosphat qua phản ứng vớ i acid sau đó xác định bằng phươ ng pháp so màu nói trên. Chỉ tiêu phospho có ý ngh ĩ a quan tr ọng trong cấ p nướ c để kiểm soát sự hình thành cặnr ỉ, ăn mòn và xử lý nướ c thải bằng các phươ ng pháp sinh học.

Trong nướ c thải ngườ i ta thườ ng xác định hàm lượ ng P tổng số để xácđịnh tỷ số BOD5 : N : P nhằm chọn k ỹ thuật bùn hoạt tính thích hợ p cho quátrình xử lý.

1.4.11. Các chỉ tiêu vi sinh

Mỗi loại nướ c thải có hệ vi sinh vật đặc tr ưng. Nướ c thải sinh hoạt dochứa nhiều chất hữu cơ giàu dinh dưỡ ng dễ phân giải nên chứa nhiều vi khuẩn,thông thườ ng từ vài triệu đến vài chục triệu tế bào trong 1ml. Một số loài visinh vật trong nướ c thải điển hình:

- Vi khuẩn gây thối: Pseudomonas fluorecens, P. aeruginosa, Proteusvulgaris, Bac. cereus, Bac. subtilis, Enterobacter cloacae...

- Đại diện cho nhóm vi khuẩn phân giải đườ ng, Cellulose, urea: Bac.cellosae, Bac. mesentericus, Clostridium, Micrococcus urea, Cytophaga sp...

- Các vi khuẩn gây bệnh đườ ng ruột: Nhóm Coliform, là vi sinh vật chỉ

thị cho mức độ ô nhiễm phân trong nướ c ở mức độ cao, có thể dao động từ vàichục nghìn đến vài tr ăm nghìn tế bào/ml nướ c thải.






Trong nướ c thải còn có tậ p đoàn tảo khá phong phú, chúng thuộc tảosilic: Bacillariophyta, tảo lục: Chlorophyta, tảo giáp: Pyrrophyta…và nhiềuloài vi sinh vật khác.

Nhóm vi khuẩn coliform chủ yếu bao gồm các giống như Citrobacter ,Enterobacter, Escherichia, Klebsiella và cả Fecal coliforms (trong đó E. Coli làloài thườ ng dùng để chỉ định việc ô nhiễm nguồn nướ c bở i phân). Chỉ tiêu tổng

coliform không thích hợ p để làm chỉ tiêu chỉ thị cho việc nhiễm bẩn nguồnnướ c bở i phân. Tuy nhiên việc xác định số lượ ng Fecal coliform có thể sai lệchdo có một số vi sinh vật (không có nguồn gốc từ phân) có thể phát triển ở nhiệtđộ 440C. Do đó số lượ ng E. coli đượ c coi là một chỉ tiêu thích hợ p nhất choviệc quản lý nguồn nướ c. Chỉ số E. Coli chính là số lượ ng vi khuẩn có trong 1lít nướ c. Chỉ cần qua chỉ số E. Coli chúng ta có thể k ết luận r ằng nướ c đó đã bị nhiễm phân vớ i mức độ nào và qua đó có thể có hoặc không có những vi khuẩngây bệnh đườ ng ruột.

Để xác định chỉ số coli ta có thể dùng các phươ ng pháp vi sinh vật học ở

các phòng thí nghiệm kiểm tra vi sinh, như phươ ng pháp màng lọc, phươ ng pháp lên men và phươ ng pháp xác định nhanh.






CHƯƠ NG 2: THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ TÍNH CHẤT CỦACHẤT THẢI CÁC NHÀ MÁY THỰ C PHẨM

2.1. Thành phần hóa học và tính chất của chất thải các nhà máy từ nguyênliệu thủy sản

2.1.1. Nướ c thải Nướ c thải trong các nhà máy chế biến thuỷ sản chứa r ất nhiều chất vô cơ như muối khoáng, chlorine, các chất hữu cơ như các loại dầu mỡ động vật, cáchợ p chất tẩy r ữa, sinh hoạt của công nhân nhà máy…Lưu lượ ng nướ c thải ra từ các nhà máy này r ất lớ n, phụ thuộc vào từng nhà máy sản xuất, ví dụ nhà máysản xuất cá và cá hộ p: lượ ng nướ c thải từ 15 – 30 m3/tấn.

Thành phần và tính chất nướ c thải của nhà máy chế biến thuỷ sản đượ ctrình bày trong bảng 2.1.

Bảng 2.1. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của nhà máy chế biế n thu ỷ

sản Thông số Đơ n vị Hàm lượ ng pH 5,3 - 7,3COD mg/l < 2300BOD5 mg/l <1800Chất r ắn lơ lửng (SS) mg/l 50 - 120

N - hữu cơ mg/l 10 - 100Lượ ng nướ c thải m3/tấn 70 - 120

Theo số liệu phân tích của trung tâm CENTEMA, thành phần nướ c thải

của Doanh nghiệ p tư nhân thuỷ sản Hiệ p Nguyên như trong bảng sau: Bảng 2.2. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của nhà máy chế biế n thu ỷ sản Hiệ p Nguyên

Thông số Đơ n vị Hàm lượ ng pH 6,7COD mg/l 914BOD5 mg/l 640Chất r ắn lơ lửng (SS) mg/l 140

N - tổng số mg/l 160H2S mg/l 1,5

2.1.2. Chất thải rắnTrong chế biến cá, ngườ i ta thườ ng loại ra các chất thải như: đầu, đuôi,

ruột, vảy và các thành phần khác của con cá. Chúng chứa hàm lượ ng chất béokhá lớ n, thườ ng dễ bị phân huỷ và tạo ra mùi hôi r ất khó chịu. Do đó, việc loạichất béo thườ ng đượ c coi là giai đoạn đầu tiên, công việc này thườ ng r ất khó.Thườ ng ngườ i ta loại chất béo theo phươ ng pháp xà phòng hoá, bằng cách chocác phần loại bỏ của con cá vào NaOH khoảng 1 giờ để loại dịch ra. Tiế p tụcr ửa nướ c nhiều lần để đưa pH đến điểm trung tính pH = 7, sau đó chúng đượ c

nghiền nát để chế biến thành thực phẩm gia súc hoặc làm phân bón. Ngoài thành phần chất thải trên, còn có các loại chất thải khác như xácmắm, cá khô. Các loại phế liệu này thườ ng chứa một lượ ng muối lớ n, gây ảnh






hưở ng không tốt đến phân bón hoặc thức ăn gia súc, vì thế việc loại muối khỏi phế liệu cũng đượ c quan tâm đặc biệt.

Nghề nuôi tôm ở Việt Nam ngày càng phát triển, nuôi tôm đượ c coi như một ngành siêu lợ i nhuận nhưng cũng r ất nhiều r ủi ro. Nướ c ta nuôi tôm chủ yếu để xuất khẩu, do đó ở hầu hết các tỉnh ven biển đều có các nhà máy sảnxuất tôm đông lạnh. Trong chế biến tôm đông lạnh, ngườ i ta chỉ lấy phần thịt

tôm, còn đầu và vỏ đều bỏ. Đầu và vỏ tôm chứa r ất nhiều hợ p chất hữu cơ dễ phân huỷ, do đó chúng gây ô nhiễm môi tr ườ ng nghiêm tr ọng.Trong công nghiệ p chế biến tôm xuất khẩu, phụ phẩm tôm chiếm 50 -

55% khối lượ ng bao gồm đầu 34 - 45%, vỏ, đuôi và chân 10 - 15%. Ngoài việc chế biến tôm, ở một số nhà máy thuỷ sản còn chế biến cua,

nghêu…Những phế liệu từ các loài thuỷ sản này có chứa nhiều chitin, cho nênviệc xử lý các phế liệu này để sản xuất chitin, chitozan vừa có thể giải quyếtnạn ô nhiễm môi tr ườ ng, mà còn tạo ra sản phẩm cho xã hội.

Bảng 2.3. Thành phần chitin của một số phế liệu thu ỷ sản

STT Phế liệu Thành phầnchitin (%)

STT Phế liệu Thành phầnchitin (%)

1 Vỏ hến 0,48 4 Vỏ tôm đồng 302 Vỏ ốc 1,24 5 Vỏ tôm biển 33,13 Vỏ cua đồng 23,8

Chitin có cấu trúc tinh thể không đặc tr ưng, công thức hoá học là(C8H13 NO5)n. Chitin là một polymer không tan trong nướ c, acid loãng, nhưnglại tan trong acid vô cơ đậm đặc như HCl, H2SO4, H3PO4.

Chitozan là một polysaccharide gồm các phân tử D-β(1,4) glucosamine,chứa đến 30% các nhóm acetyl. Chitozan đượ c tạo ra từ quá trình khử acetylcủa chitin bằng cách xử lý vớ i dung dịch KOH và NaOH đậm đặc. Chitozan ở thể r ắn, màu tr ắng ngà, không mùi, không vị, có nhiệt độ nóng chảy là 309 –3110C. Chúng không tan trong nướ c, kiềm và acid đậm đặc, nhưng lại có khả năng tan trong môi tr ườ ng acid loãng (pH = 6 – 6,6). Chúng tan r ất mạnh trongacid acetic loãng. Khi đó chúng có khả năng tạo keo trong suốt và có khả năngtạo màng. Công thức hoá học của chitozan là (C6H11 NO4)n vớ i n nằm trongkhoảng 700 – 4500 đơ n vị. Chitozan có tính kháng khuẩn r ất cao. Chúng có tácdụng mạnh nhất lên vi khuẩn E. coli, staphylococcus aureus, pseudomonas

aeruginosa và vớ i nấm men candida albicans. Hiện nay, chitozan đượ c sảnxuất dướ i dạng thươ ng phẩm và đượ c bán r ộng rãi trên thế giớ i vì khả năngứng dụng r ộng rãi của chúng trong thực phẩm, trong y học và bảo vệ môitr ườ ng.

Bảng 2.4. M ột vài tính chấ t quan tr ọng của chitin và chitozan thươ ng

phẩ m STT Các chỉ tiêu k ỹ thuật Chitin Chitozan

1 Kích thướ c 2-5 mm 2 mm2 Độ ẩm < 10% < 10%

3 Tro < 2% < 0,5%4 Protein < 3% -5 Mùi Không mùi Không mùi6 Màu Tr ắng Tr ắng






7 Không hoà tan - 0,5%

2.2. Thành phần hóa học và tính chất của chất thải các nhà máy từ nguyênliệu gia súc, gia cầm

Trong liên hợ p chế biến thịt gồm các xí nghiệ p: tr ại chăn nuôi, lò mổ, xínghiệ p chế biến và đóng hộ p, xí nghiệ p thuộc da, nhưng ở nhiều nướ c mỗi xí

nghiệ p đứng riêng r ẽ độc lậ p không phụ thuộc nhau, thậm chí còn đóng ở những nơ i r ất xa.

2.2.1. Nướ c thải2.2.1.1. Các xí nghiệp, trại chăn nuôi

Nướ c thải do r ửa chuồng tr ại chăn nuôi gia cầm, lợ n và trâu, bò cùng vớ inướ c phân đượ c đặc tr ưng bở i nồng độ SS và chất hữu cơ r ất lớ n. Ngoài ra loạinướ c này cũng r ất giàu nitơ .

Bảng 2.5. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của tr ại chăn nuôi l ợ n Thông số (lượ ng xả/1con lợ n trong ngày)

Vệ sinh bằng nướ c Vệ sinh quét dọn khô

Nướ c 17 - 25 lít 11 - 13 lítBOD5 100 - 200 g/l 80 - 120 g/lCOD 300 - 500 g/l -

Nitơ tổng 18 - 35 g/l -

Ở những nướ c thờ i tiết nóng, ngườ i ta còn phun nướ c tắm cho lợ n, nênlượ ng nướ c tăng lên. Nồng độ các chất trong nướ c phân đượ c biểu thị ở bảng2.6.

Bảng 2.6. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của tr ại chăn nuôi l ợ n Thông số Đơ n vị Hàm lượ ng pH 7 - 8Chất r ắn lơ lửng (SS) g/l 30 - 80COD g/l 25 - 60BOD5 g/l 10 - 30

N - tổng số g/l 2 - 5 NH4

+ tổng g/l 3 - 4Cl− g/l 0,8SO4

2− g/l 1,5 - 2

2.2.1.2. Các xí nghiệp giết mổ Nguồn phát sinh nướ c thải bao gồm: nướ c thải từ các phân xưở ng giết

mổ, chế biến, nướ c r ửa thiết bị, nướ c vệ sinh, nướ c làm sạch khí, nướ c ngưng ở lò hơ i…

Nướ c thải từ các xí nghiệ p giết mổ r ất giàu các chất hữu cơ (protein, lipit,các acid amin, N – amon, peptit, các acid hữu cơ , mercaptan…). Ngoài ra còncó thể có vụn xươ ng, thịt vụn, mỡ vẩn, lông, móng…BOD5 tớ i 7000 mg/l vàCOD khoảng 9200 mg/l. Nguồn nitơ – amin cao, nhưng các nguồn dinh dưỡ ngkhác đặc biệt là nguồn phosphat lại thấ p, vì vật trong quá trình xử lý nướ c thải

bằng biện pháp sinh học cần phải nên bổ sung thêm nguồn dinh dưỡ ng. Bảng 2.7. Thành phần và tính chấ t nướ c thải qua hệ thố ng xử lý ở xí

nghiệ p giế t mổ động vật Oberding (CHLB Đứ c)






Thông số Nướ c thải thô (nướ c vào) Nướ c thải xử lý (nướ c ra)Lưu lượ ng nướ c sản xuất(m3/h)

1,9 – 2,1 1,9 – 2,1

pH 5,3 – 8,9 7,2 – 7,6Độ dẫn điện (ms/cm) 2,8 – 6,1 3,1 – 4,5Clorit (mg/l) 11 – 390 60 – 480

Chất r ắn qua lọc (mg/l) 160 – 580 < 0,1BOD5 (mg/l) 1800 – 7400 25 – 40COD (mg/l) 2400 – 9600 230 – 300TOC (mg/l) 1180 – 3400 90 – 130Mỡ (mg/l) 115 – 300 1 – 25Acid hữu cơ (mg/l) 1500 – 4000 9 – 300

Nitơ hữu cơ (mg/l) 61 – 350 7 – 15 Nitơ amon (mg/l) 230 – 1120 270 – 700H2S (mg/l) 0 – 20 0Phospho tổng số (mg/l) 1,6 – 5,3 0,2 – 0,9

Phospho vô cơ (mg/l) 1 – 5 0,1 – 1Độ cứng (mg CaCO3/l) 35,6 – 125 89 – 195Độ kiềm(NaOH)(mol/l) 30 – 70 43 – 60

2.2.1.3. Công nghiệp thuộc daThuộc da là công việc làm cho da động vật (bò, lợ n, thỏ, cừu…) bền vớ i

nhiệt, không bị giòn, cứng, gẫy khi gặ p lạnh, không bị nhăn hoặc thối r ữa khigặ p ẩm. Thuộc da là ngành sản xuất hình thành từ thờ i xưa của loài ngườ i. Đếnnay ngành này vẫn tồn tại, phát triển ở các nướ c công nghiệ p hiện đại.

Trong tất cả các công đoạn của quá trình thuộc da đều sử dụng nướ c.

Định mức nướ c tiêu thụ cho 1 tấn da nguyên liệu là 30 – 70 m3. Lượ ng nướ cthải cũng xấ p xỉ mức nướ c tiêu thụ. Trong nướ c thải chứa đủ các thành phầnhoá chất sử dụng trong mỗi công đoạn và những chất tách từ da.

Các hoá chất sử dụng trong công nghệ thuộc da gồm có: muối ăn, đá thối(Natri sulfua – Na2S), vôi (Ca(OH)2), soda (Na2CO3), amon sulfat ((NH4)2SO4),có thể có Na2SiF6, HCl, NaHCO3, H2SO4, tanin, crom sulfat (Cr 2(SO4)3), dầuthực vật, chất tr ợ nhuộm, thuốc nhuộm, chất hoàn thiện trong đó có dung môihữu cơ , acid focmic, dầu động vật, oxit kim loại, sơ n, chất tạo màng…

Nướ c thải thuộc da có màu (tanin cho màu đen, crom cho màu xanh), mùi

khó chịu, hàm lượ ng tổng chất r ắn, chất r ắn lơ lửng, BOD cao. Nướ c thải mangtính kiềm ở các công đoạn đầu (ngâm nướ c, ngâm vôi, khử lông), mang tínhacid ở công đoạn làm xố p, thuộc da. Nướ c tha da còn chứa một lượ ng đáng k ể sulfua, crom, và chất béo.

Bảng 2.8. Thành phần và tính chấ t nướ c thải thuộc daCông đoạn Lượ ng

nướ c thảim3/tấn da

muối

pH TS (mg/l) SS (mg/l) BOD5 (mg/l)

Hồi tươ i 2,5-4 7,5-8 8000-28000 2500-4000 1100-2500 Ngâm vôi 6,5-10 10-12,5 16000-45000 4500-6500 6000-9000Khử vôi 7-8 3-9 1200-12000 200-1200 1000-2000Thuộc tanin 2-4 5-6,8 8000-50000 5000-20000 6000-12000






Làm xố p 2-3 2,9-4 16000-45000 600-6000 600-2200Thuộc crom 4-5 2,6-3,2 2400-12000 300-1000 800-1200Dòng tổng 30-35 7,5-10 10000-25000 1200-6000 2000-3000

Bảng 2.9. So sánh thành phần và tính chấ t nướ c thải thuộc da vớ i nướ cthải đ ô thị , nướ c t ự nhiên và hiệu quả xử lý cần thiế t

Các thông số Nướ c thải

thuộc da

Nướ c thải

đô thị

Hiệu quả

xử lý cầnthiết (%)

Nướ c tự

nhiên

Hiệu quả

xử lý cầnthiết (%)

Nhiệt độ (0C) 20-60 < 40 - < 30 - pH 3-12 6-10 - 6,5-9 -Chất r ắn lơ lửng SS (mg/l)

1250-6000 300-1000 76-83 20-60 99

BOD5 (mg/l) 2000-3000 350-1000 67-83 20-40 99COD (mg/l) 2500-3000 1000-2000 33-60 60-250 92-98S2- (mg/l) 120-170 1-5 97-99 1-2 99Cr 3+ (mg/l) 70-100 2-5 95-97 1-4 98Dầu mỡ (mg/l) 100-500 50-100 50-80 5-20 96

Chúng ta thấy, nướ c thải thuộc da là nguồn ô nhiễm nặng, mang tính độc,gây nhiều tác động tớ i môi tr ườ ng nếu không đượ c xử lý.

Các chất hữu cơ có nồng độ cao trong nướ c thải đã làm giảm nồng độ oxyhoà tan trong nướ c. Chất r ắn lơ lửng nhiều, gồm các chất vô cơ , hữu cơ như vôi, lông, thịt, mỡ làm cho nướ c vẩn đục, k ết lắng kém làm ảnh hưở ng đếnđộng, thực vật trong nướ c. Muối vô cơ làm tăng độ mặn của nướ c vì vậy làmtăng áp suất thẩm thấu và độ cứng của nướ c. Màu tối của nướ c thải ảnh hưở ng

đến màu của nguồn, làm ảnh hưở ng đến quang hợ p của rong tảo, cũng như làmgiảm giá tr ị cảm quan của nướ c. Cần quan tâm đến ion Cr 3+, tuy r ằng ion này ítđộc hơ n Cr 6+ (độc tính của Cr 3+ chỉ bằng 1/100 độc của Cr 6+ ). Ion Cr 3+ trongnướ c gây dị ứng ngoài da, làm xơ cứng động mạch khi nướ c uống quá nồng độ cho phép. Hàm lượ ng Cr 3+ cao làm ức chế sinh tr ưở ng của vi sinh vật và làmgiảm khả năng phân huỷ các chất hữu cơ của chúng. Sulfua có trong nướ c gâymùi tr ứng thối, vị khó chịu và gây ngộ độc cho nhiều loài vi sinh vật, tr ướ c hếtlà thuỷ hải sản.

Nướ c thải thuộc da ngấm vào đất làm cho đất cằn cỗi do hàm lượ ng NaClcao và cùng các chất khác sẽ làm giảm chất lượ ng nướ c ngầm.

2.2.2. Các phế liệu, phụ phẩmSản phẩm của các xí nghiệ p giết mổ động vật gia súc, gia cầm gồm có

thịt, mỡ và các sản phẩm chế biến từ nguyên liệu thô, một số phụ phẩm xươ ng(chiếm 30 – 40%), nội tạng, da, lông, của các loại gia súc (trâu, bò…), gia cầm(gà, vịt, ngan, ngỗng,…).

Các phụ phẩm khác nhau chứa lượ ng chất béo khác nhau. Lượ ng chấtkhoáng trong các phụ phẩm dao động từ 0,6 – 1,3% theo khối lượ ng củachúng.

Bảng 2.10. Hàm l ượ ng chấ t béo trong các phế liệu phụ phẩ mPhế liệu, phụ phẩm Hàm lượ ng chất béo (%)

Lưỡ i, lách, đầu, ruột già, gân, xươ ng, khí quản <= 5






Mỡ , da, sụn, đuôi >= 20Mỡ lá, mở thỏi, mở cơ m sôi ở ruột non >= 40

2.3. Thành phần hóa học và tính chất của chất thải các nhà máy từ nguyênliệu thự c vật

2.3.1. Nhà máy đườ ng míaTrong công nghệ sản xuất đườ ng mía phải qua nhiều công đoạn khác

nhau. Trong các công đoạn của quá trình sản xuất đườ ng thườ ng có những chấtthải khác nhau. Theo công nghệ sản xuất đườ ng phổ biến ở Việt Nam hiện nay,để sản xuất đượ c 100 tấn đườ ng kính, cần phải chế biến 1000 tấn mía cây vàsinh ra:

+ 275 tấn bã mía (27,5% so vớ i mía cây). Lượ ng bã này đượ c sử dụng 3/4để đốt lò hơ i, còn lại 1/4.

+ 3 tấn tro lò hơ i (0,3%)+ 25 tấn bùn lọc ép (2,5%)+ 35 tấn mật r ỉ (3,5%). Lượ ng mật r ỉ này nếu dùng để sản xuất cồn sẽ

sinh ra 110 m3 nướ c hèm cồn+ 30000 m3 nướ c thải.Chất thải đườ ng mía, nếu không đượ c quản lý và xử lý thích hợ p sẽ gây

ra nhiều nguy hiểm khác nhau: gây ô nhiễm môi tr ườ ng, gây nên các ổ dịch bệnh, hỏa hoạn, chiếm diện tích bề mặt đất. Tuy nhiên, các chất thải này cũngtiềm ẩn nhiều giá tr ị quý giá. Chúng có thể đượ c sử dụng làm nguồn nguyênliệu và năng lượ ng, nguồn thức ăn chăn nuôi, nguồn phân bón… Các hướ ng sử dụng chất thải đườ ng mía đượ c trình bày trên sơ đồ sau:

* Sơ đồ nguyên lý công nghệ HUĐAVIL

Công nghệ này là k ết quả nghiên cứu, ứng dụng nhiều năm (từ năm 1991đến nay) của một tậ p thể cán bộ khoa học k ỹ thuật thuộc nhiều l ĩ nh vực: hoá,

Mía câyĐườ ng kính

Tro lò hơ i Mật r ỉ Bùn lọc Bã

Phân bón

- Thức ăn chănnuôi- Phân bón- Công nghiệ pvi sinh và hoáchất: cồn, mìchính, dextran,acid hữu cơ ,glycerin…

- Phân bón- Thức ănchăn nuôi- Hoá chất,chất béo vàsáp

- Phân bón, nấmăn- Năng lượ ng- Sản phẩm sợ i(giấy, bìa, vánép…)- Hoá chất:nhựa, furfural, α cellulose …






sinh, nông nghiệ p, cơ khí… mà nòng cốt là Liên Hiệ p khoa học sản xuất Côngnghệ hoá học (UCE) - Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia.

2.3.1.1. Nướ c thải

Công nghệ sản xuất đườ ng mía sử dụng khối lượ ng nướ c r ất lớ n cho cácmục đích khác nhau. K ết quả khảo sát ở 11 nhà máy đườ ng cho thấy: định mức

tiêu hao nướ c biến động từ 13 – 15 m

3

tấn mía ép. Trong đó nướ c Barometchiếm tớ i 76 - 77%.Trong đó nướ c r ửa nhà sàn, nướ c làm mát tr ục ép, vệ sinh thiết bị và nướ c

giặt băng tải tách bùn có hàm lượ ng chất hữu cơ cao cần xử lý chiếm 6 - 10%tổng lượ ng nướ c thải.

K ết quả khảo sát chất lượ ng nướ c thải cống chung của 9 nhà máy đườ ngở nướ c ta cho thấy hầu hết đều vượ t quá tiêu chuẩn cho phép.

Bảng 2.11. Thành phần và tính chấ t nướ c thải cố ng chung của 9 nhà máy

đườ ngThông số Đơ n vị Hàm lượ ng

pH 5,22-6,9Chất r ắn lơ lửng (SS) mg/l 46-285COD mg/l 124,6 - 1265BOD5 mg/l 75 - 667

N - tổng mg/l 5,65 - 23,34P - tổng mg/l 0,21 - 1,96

Ta lấy hai số liệu về thành phần nướ c thải nhà máy đườ ng. Một của châuÁ và một của châu Mỹ như sau:

Bảng 2.12. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của nhà máy đườ ng ở Pakistan

Thông số Hàm lượ ng (mg/l) pH 6,1 – 10CaCO3 260 - 490Chất r ắn tổng cộng 4520 - 10790Chất r ắn bay hơ i 1825 - 4600COD 607 - 3680

Nitơ 15 – 50P2O5 6,7 - 11,25

Bảng 2.13. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của nhà máy đườ ng ở M ỹ Thông số Hàm lượ ng (mg/l)

Nitơ tổng số 16,4 Nitơ amoniac 6,3 Nitrat 2,6Clorit 400Sulfat 210CaCO3 538Sulfit 0,68

P2O5 3,4Ca 178Mg 66

Na 222






K 88BOD5 930COD không lọc 1601COD qua lọc 1195Chất r ắn lơ lửng 1015Chất bay hơ i lơ lửng 360

Tro lơ lửng 655Chất r ắn hoà tan 2209Chất bay hơ i hoà tan 1139Tro hoà tan 1070Chất r ắn tổng số 3224Chất bay hơ i tổng số 1499Tro tổng số 1725Đườ ng 1,25Oxy hoà tan 0

2.3.1.2. Mật rỉ (rỉ đườ ng)

Mật r ỉ hay gọi là r ỉ đườ ng là phụ phẩm thu đượ c của công nghiệ p ép míathành đườ ng sau khi đã thu saccharose. R ỉ đườ ng là hỗn hợ p khá phức tạ p,ngoài hàm lượ ng đườ ng, còn có chứa các hợ p chất nitrogen, các vitamin và cáchợ p chất vô cơ . Ngoài ra trong r ỉ đườ ng còn chứa một số chất keo, vi sinh vậttạ p nhiễm.

Thành phần r ỉ đườ ng: phụ thuộc vào phươ ng pháp sản xuất đườ ng, điềukiện bảo quản r ỉ đườ ng và vào hàm lượ ng các nguyên tố trong thân cây mía.Trong r ỉ đườ ng mía có: 15 - 20% nướ c, 80- 85% chất khô hòa tan. Trong chấtkhô có các thành phần sau: Đườ ng tổng số chiếm > 50%, trong đó đườ ngsaccharose 30 - 35%, đườ ng khử 15 - 20% (glucose, fructose). Đôi khi có cả rafinose cũng như các chất như caramel và melanoidin - sản phẩm ngưng tụ giữa đườ ng và amino acid. Thành phần chất khô còn lại của r ỉ đườ ng chiếm <50%, trong đó 30 - 32% chất hữu cơ (acid aconitic chiếm 5%), 18 - 20% chấtvô cơ .

Bảng 2.14. Thành phần hoá học của mật r ỉ Hàm lượ ng trong mật rỉ

STTThành phần hoá học Đơ n vị tính Mật rỉ củ cải

đườ ngMật rỉ đườ ng

mía

1 Đườ ng tổng số % 48-52 48-562 Chất hữư cơ khác % 12-17 9-123 Protein % 6-10 2-44 Kali % 2-7 1,5-55 Canxi % 0,1-0,5 0,4-0,86 Magie % 0,09 0,067 Phospho % 0,02-0,07 0,6-28 Biotin mg/kg 0,02-0,15 1-39 Acid pantotenic mg/kg 50-110 15-55

10 Inozitol mg/kg 5000-8000 2500-600011 Tramin mg/kg 1,3 1,8






Ngày nay ở các nhà máy đườ ng có công suất lớ n, nơ i có nhiều mật r ỉ đềuđã có những phươ ng pháp sử dụng r ất có hiệu quả. Tuy nhiên, nhiều cơ sở sảnxuất nhỏ không biết sử dụng mật r ỉ để làm gì.

Những đặc điểm quan tr ọng r ất có ý ngh ĩ a trong sử dụng mật r ỉ như nguyên liệu để sản xuất một số sản phẩm trong công nghệ lên men như: mật r ỉ chứa hàm lượ ng đườ ng cao, chứa nhiều chất hữu cơ khác như vitamin, các chất

kích thích sinh tr ưở ng. Mật r ỉ chứa nhiều chất tạo màu vì thế chúng có màusẫm và có hệ keo lớ n.

2.3.1.3. Bùn lọc

Là chất thải r ắn của công đoạn làm trong nướ c mía thô sau khi ép mía, cóthành phần hoá học như sau: Chất béo 5 - 14%, xơ 15 - 30%, đườ ng 5 - 15%, protein thô 5 - 15%, SiO2 4 -10%, CaO 1- 4%, P2O5 1 - 3% và MgO 0,5 -1,5%.

Trong thành phần của bùn lọc chủ yếu là cacbonat canxi hoặc sulfatcanxi, tuỳ thuộc vào phươ ng pháp cacbonat hoá hay sulfit hoá. Ngoài ra cònthấy nhiều các chất hữu cơ thể keo, diệ p lục tố, cám bã, chất sáp và các chấtkhoáng. Trong các thành phần trên, đáng k ể nhất là thành phần sáp trong bùnlọc. Ta thườ ng gọi là sáp mía thô. Đó là một loại nhựa bám ở ngoài vỏ mía.Lượ ng sáp này thườ ng chiếm khoảng 0,188%. Khi ép mía, sáp mía dính theo60% ở bã và 40% lẫn trong nướ c mía. Trong 40% này có đến 95% ở trong bùnlọc. Các loại sáp mía này gây cản tr ở cho sự hấ p thụ các chất dinh dưỡ ng củacây tr ồng, nếu ta dùng bùn lọc tr ực tiế p tr ồng cây.

2.3.1.4. Bã mía

Là chất thải của công đoạn ép mía, bã mía chiếm 25 - 30% so vớ i khốilượ ng đem ép, có thành phần hóa học như sau: Cellulose 46%, hemicellulose24,5%, lignin 20%, chất béo 3,45%, tro 4,4% và các chất khác 1,7%.

Bã mía là thành phần r ất khó phân huỷ trong điều kiện tự nhiên. Cellulosecó trong bã mía thuộc nhóm cellulose k ết tinh nên cellulose phân giải r ất kém.

2.3.2. Nhà máy đồ hộp rau quả


Công nghiệ p đồ hộ p rau quả là công nghiệ p theo mùa vụ. Nướ c thải gồm

các nguồn như: nướ c r ửa tươ ng đối ít bị ô nhiễm, nướ c sản xuất đặc và nóng(nướ c làm tr ắng có BOD5 đạt tớ i 25000 mg/l và nướ c làm sạch vỏ bằng hơ i)… Bảng 2.15. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của nhà máy sản xuấ t đồ

hộ p rau quả Thông số Đơ n vị Hàm lượ ng

pH 3,7 - 8,1COD mg/l < 2200BOD5 mg/l <1800Chất r ắn lơ lửng (SS) mg/l 34 - 50

N - hữu cơ mg/l < 20Lượ ng nướ c thải m3/tấn 50 - 60

2.3.2.2. Các phế liệu






Trong quá trình chế biến đồ hộ p rau quả, có một lượ ng lớ n các phế liệu,gồm hai loại chính:

- Phế liệu bao gồm các thành phần không đủ qui cách như quá xanh, quáchín, bầm dậ p, những miếng nhỏ không đủ kích thướ c…

- Phế liệu bao gồm những phần không ăn đượ c hoặc những phần kém giátr ị dinh dưỡ ng của nguyên liệu như vỏ, cùi, hạt, lõi…

Phế liệu nhà máy chế biến rau quả khá đồng nhất và đượ c đặc tr ưng r ất rõcho từng nhà máy. Sử dụng hợ p lý các phế liệu sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao.* Phế liệu trong chế biến dứ a:Khi chế biến đồ hộ p dứa, có những loại phế liệu như sau:+ Hai đầu quả dứa, loại ra khi cắt đầu dứa, chiếm tỷ lệ 15 – 20% so vớ i

khối lượ ng quả dứa.+ Vỏ dứa, lõi dứa, mắt dứa, những miếng dứa vụn loại ra trong quá trình

gọt sửa dứa để làm đồ hộ p dứa nướ c đườ ng, chiếm tỷ lệ khoảng 40 – 50%.+ Bã dứa, loại ra sau khi ép lấy nướ c để chế biến nướ c dứa, chiếm tỷ lệ

40 – 50% so vớ i khối lượ ng dứa đem ép.* Phế liệu trong chế biến các quả có múi:Chế biến các quả có múi (cam, chanh, quít, bưở i,…) có các loại phế liệu

sau đây:+ Vỏ ngoài và cùi tr ắng của cam chanh 20%, cam sành 35% và chanh

10%, so vớ i khối lượ ng quả.+ Bã cam, chanh loại ra sau khi ép hoặc chà. Khi chà, tỷ lệ phế liệu

khoảng 25 – 30% so vớ i khối lượ ng quả đã bóc vỏ. Khi ép, tỷ lệ phế liệu 40 -50% so vớ i khối lượ ng quả đã bóc vỏ.

+ Hạt quả.* Phế liệu trong chế biến cà chua:Khi chế biến các sản phẩm cà chua, phế liệu chủ yếu là vỏ quả, hạt và

một ít thịt quả.Trong bã chà cà chua có 70% nướ c, 22 – 24% hạt và khoảng 7% vỏ.

Riêng tỷ lệ hạt chiếm khoảng 6% so vớ i khối lượ ng quả. Vỏ cà chua có lẫn mộtít thịt quả có thể sử dụng làm thức ăn cho gia súc hoặc làm phân bón. Tronghạt cà chua có chứa tớ i 23 – 25% dầu và 36 – 39% protit. Đem tách hạt khỏi bãép r ồi ép hạt lấy dầu.

* Phế liệu trong chế biến chuối:

Khi chế biến các loại đồ hộ p chuối, có các dạng phế liệu sau đây:+ Vỏ chuối, chiếm khoảng 40% so vớ i khối lượ ng chuối đưa vào chế

biến.+ Khúc chuối loại ra trong quá trình cắt khúc khi chế biến đồ hộ p chuối

nướ c đườ ng, chiếm tớ i 20 – 30% so vớ i khối lượ ng chuối đã bóc vỏ.+ Khi chế biến nướ c chuối, quá trình chà loại bã ra chiếm khoảng 10 –

20% phế liệu.* Phế liệu trong chế biến táo, lê:Khi chế biến táo, lê thành nướ c quả ngâm, các nguyên liệu đượ c xử lý sơ

bộ để tách hạt, cuống và vỏ.Phế liệu khi làm sạch và chế biến lê chiếm khoảng 30 – 40%, trong đó vỏ

22 – 25%, cuống 4,5 – 5%, hạt 70 – 73%. Các phế liệu này thườ ng dùng làmthức ăn gia súc. Khi chế biến táo thành nướ c quả trong hoặc nướ c quả đục,






lượ ng bã ép chiếm khoảng 34%. Phế liệu khi nghiền táo r ất giàu chất hoà tannhư đườ ng, acid hữu cơ và các chất có giá tr ị khác. Bã ép nhiều loại táo r ấtgiàu protein, chiếm tớ i 12% tr ọng lượ ng chất khô.

2.3.3. Nhà máy chế biến tinh bột


Công nghệ sản xuất tinh bột từ sắn củ, khoai tây, các loại hạt giàu tinh bột(hạt mì, gạo, ngũ cốc)… thườ ng phải dùng phươ ng pháp ướ t. Bản chất của thảituỳ thuộc vào phươ ng pháp xử lý chế biến.

Trong sản xuất tinh bột khoai tây, do khoai tây chứa 12 – 20% tinh bột,70 – 80% nướ c và nhiều loại protein. Vì vậy tải lượ ng BOD5 khá cao trong sảnxuất tinh bột, trong khi đó việc xử lý sơ bộ bằng cách r ửa khoai thì lại dẫn đếnlượ ng ô nhiễm vô cơ . Nguồn gốc ô nhiễm liên quan đến phân xưở ng như: phânxưở ng chung: r ửa và vận chuyển củ (đất, màu thực vật), bóc vỏ bằng soda vàhơ i nóng (nồng độ đậm đặc của bột thu hồi, tinh bột và protein).

Bảng 2.16. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của nhà máy chế biế n tinhbột

Nguyên liệu Lượ ng nướ c thải(m3/tấn)

Chất lơ lử ng(kg/tấn)

BOD5 (kg/tấn)

Nhà máy chế biến khoaitây- Vận chuyển và r ửa 2,5 – 6 (tuần hoàn) 20 – 200- Vận chuyển và cắt mỏng 2 – 3 5 – 10- Tẩy tr ắng và rán, nướ nggiòn

2 – 4 10 – 15

- Chiết tinh bột 2,2 – 5 5 – 10 5 – 15- R ửa, nghiền, mài 2 – 6 (nướ c đỏ) Bột tuần hoàn 20 – 60- Tinh chế 1 Bột tuần hoàn 20 – 60Tinh bột từ hạt ngũ cốc 2 – 4 - 5 – 12Tinh bột từ lúa mì (táchbằng trọng lự c)

10 – 12 - 40 – 60

Tinh bột từ gạo 8 – 12 - 5 –10

Bảng 2.17. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của một số công ty sản

xuấ t tinh bột sắ nThông số Đơ n vị Công ty sản

xuất tinh bộtsắn Phướ c Long

Công ty sản xuấttinh bột sắn Tây

Ninh

Công ty sản xuấttinh bột sắn ViệtNam-Thái Lan

pH 4,9-5,7 4,3-4,5 4,5-5,1SS mg/l 500-3080 1588-2650 3750-4100COD mg/l 7000-14243 10701-15560 14262-41406BOD5 mg/l 6200-13200 5600-8950 7125-23077

N-NH3 mg/l 45-73 71,4-88,1 38-102P-PO4 mg/l 10-45 53-59 15-24

SO4

2−

mg/l 26-73 10-25 13-21CN− mg/l 19-28 30-33,6 28-61

2.3.3.2. Chất thải rắn






Chất thải r ắn bao gồm vỏ củ, xơ , bã, một phần tinh bột bị r ửa trôi theonướ c,…

Trong sản xuất tinh bột khoai tây, bã lớ n và bã nhỏ chiếm khoảng 3 – 7%chất khô tuyệt đối của khoai tây. Thành phần của bã đượ c trình bày ở bảngdướ i đây:

Bảng 2.18. Thành phần hoá học của bã khoai tây

Thành phần (%) Số lượ ng- Nướ c 95,51- Chất khô: 4,49

+ Cellulose 1,15+ Tinh bột 2,3+ Glucid tan 0,13+ Chất khoáng 0,24+ Hợ p chất nitơ 0,24+ Chất béo 0,02

+ Các chất khác 0,41Bã sắn là phụ phẩm của quá trình chế biến tinh bột sắn từ củ sắn. Bã sắn

chứa nhiều tinh bột (khoảng 60%) nhưng lại nghèo chất đạm. Do đó, khi sử dụng bã sắn làm thức ăn gia súc nên tr ộn và cho ăn thêm urê hoặc bã đậu nành.Bã sắn có thể dự tr ữ đượ c khá lâu do một phần tinh bột trong bã sắn bị lên menvà tạo ra pH = 4 – 5. Bã sắn tươ i có hơ i vị chua. Thành phần hoá học của bãsắn cho ở bảng sau đây:

Bảng 2.19. Thành phần hoá học của bã sắ n t ươ i

STT Thành phần Số lượ ng (%) STT Thành phần Số lượ ng (%)1 Protein thô 0,18 4 Tro 0,162 Chất béo 0,04 5 Ca 0,053 Xơ 1,29 6 P 0,02

2.4. Thành phần hóa học và tính chất của chất thải các nhà máy lên men visinh vật

2.4.1. Nhà máy bia


Nướ c thải của công nghệ sản xuất bia bao gồm:- Nướ c thải vệ sinh sinh hoạt- Nướ c làm lạnh, nướ c ngưng, đây là nguồn nướ c thải ít hoặc gần như

không bị ô nhiễm, có khả năng tuần hoàn sử dụng lại.- Nướ c thải từ bộ phận nấu-đườ ng hoá, chủ yếu là nướ c vệ sinh nồi nấu,

bể chứa, sàn nhà, nướ c r ửa thiết bị lọc,…nên chứa bã malt, tinh bột, bã hoa,các chất hữu cơ …

- Nướ c thải từ phân xưở ng lên men là nướ c vệ sinh các thiết bị lên men,thùng chứa, đườ ng ống, sàn nhà, xưở ng…có chứa bã men và chất hữu cơ

- Nướ c r ửa chai, đây cũng là một trong những dòng thải có ô nhiễm lớ ntrong công nghệ sản xuất bia. Về nguyên lý chai để đóng bia đượ c r ửa qua các

bướ c: r ửa vớ i nướ c nóng, r ửa bằng dung dịch kiềm loãng nóng (1 – 3%






NaOH), tiế p đó là r ửa sạch bẩn và nhãn bên ngoài chai và cuối cùng là phunkiềm nóng r ửa bên trong và bên ngoài chai, sau đó r ửa sạch bằng nướ c nóng vànướ c lạnh. Do đó dòng thải của quá trình r ửa chai có độ pH cao và làm chodòng thải chung có giá tr ị pH kiềm tính.

Kiểm tra nướ c thải từ các máy r ửa chai đối vớ i loại chai 0,5l cho thấymức độ ô nhiễm như trong bảng 2.20.

Bảng 2.20. Thành phần và tính chấ t nướ c thải t ừ máy r ử a chai biaHàm lượ ng, (mg/l)

Thông số Thấ p Cao Trung bình

COD 810 4480 2490BOD5 330 3850 1723

N-NH4−

2,05 6,15 4P tổng 7,9 32 12,8Cu 0,11 2 0,52Zn 0,2 0,54 0,35

AOX 0,1 0,23 0,17 pH = 8,3 – 11,2 Nướ c tiêu thụ để r ửa 1 chai = 0,3 – 0,5 lít

Trong nướ c r ửa chai có hàm lượ ng đồng và k ẽm là do sử dụng nhãn dánchai có in ấn bằng các loại thuốc in chứa kim loại. Hiện nay loại nhãn dán chaicó chứa kim loại đã bị cấm sử dụng ở nhiều nướ c. Trong nướ c thải có tồn tạihợ p chất hữu cơ , dẫn xuất của halogen (AOX) là do quá trình khử trùng cóchứa chất khử là hợ p chất của clo.

Trong sản xuất bia, công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà máy

khác, sự khác nhau có thể chỉ là sử dụng phươ ng pháp lên men nổi hay lên menchìm. Nhưng sự khác nhau cơ bản là vấn đề sử dụng nướ c cho quá trình r ửachai, lon, máy móc, thiết bị, sàn nhà…Điều đó dẫn đến tải lượ ng nướ c thải vàhàm lượ ng các chất ô nhiễm của nhà máy bia r ất khác nhau. Ở nhà máy bia có

biện pháp tuần hoàn nướ c và công nghệ r ửa tiết kiệm nướ c thì lượ ng nướ cthấ p, như ở CHLB Đức, nướ c sử dụng và nướ c thải trong các nhà máy bia như sau:

+ Định mức nướ c cấ p: 4 – 8 m3/1000 lít bia, tải lượ ng nướ c thải: 2,5 – 6m3/1000 lít bia.

+ Tải tr ọng BOD5: 3 – 6 kg/1000 lít bia, tỷ lệ BOD5:COD = 0,55 : 0,7+ Hàm lượ ng các chất ô nhiễm trong nướ c thải như sau:BOD5 = 1100 – 1500 mg/l, COD = 1800 – 3000 mg/l+ Tổng nitơ = 30 – 100 mg/l, tổng phospho = 10 – 30 mg/l.Vớ i các biện pháp sử dụng nướ c hiệu quả nhất thì định mức nướ c thải của

nhà máy bia không thể thấ p hơ n 2 – 3 m3/1000 lít bia sản phẩm. Trung bìnhlượ ng nướ c thải ở nhiều nhà máy bia lớ n gấ p 10 – 20 lần lượ ng bia sản phẩm.

Rosenwinkel đã đưa ra k ết quả phân tích đặc tính nướ c thải của một số nhà máy bia như ở bảng 2.21.

Bảng 2.21. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của một số nhà máy bia

Thông số Đơ n vị Nhà máy ITừ

…đến….Trung bình

Nhà máyII

Nhà máyIII






pH - 5,7-11,7 - - -BOD5 mg/l 185-2400 1220 775 1622COD mg/l 310-3500 1909 1220 2944

Nitơ tổng mg/l 48-348 79,2 19,2 -Phospho tổng mg/l 1,4-9,09 4,3 7,6 -Chất không tan mg/l 158-1530 634 - -

Tải lượ ng nướ cthải m

3

/1000 lít bia - 3,2 - -

Tải tr ọng ônhiễm

kg BOD5/1000lít bia

- 3,5 - -

Lưu lượ ng dòng thải và đặc tính dòng thải trong công nghệ sản xuất biacòn biến đổi theo chu k ỳ và mùa sản xuất.

Do đặc tính nướ c thải của công nghệ sản xuất bia có chứa hàm lượ ng cácchất hữu cơ cao ở tr ạng thái hoà tan và lơ lửng, trong đó chủ yếu làhydratcacbon, protein và các acid hữu cơ , là các chất có khả năng phân huỷ

sinh học. Tỷ lệ giữa BOD5:COD nằm trong khoảng từ 0,5- 0,7 nên thích hợ pvớ i phươ ng pháp xử lý sinh học. Tuy nhiên, trong những tr ườ ng hợ p thiếu chấtdinh dưỡ ng như nitơ và phospho cho quá trình phát triển của vi sinh vật, cần

phải bổ sung k ị p thờ i.

2.4.1.2. Bã malt

Bã malt hình thành ở giai đoạn đườ ng hoá và quá trình lọc. Trong quátrình dịch hoá và đườ ng hoá, dướ i tác dụng của các loại enzyme amylase cótrong malt, các enzyme protease và một số enzyme khác sẽ chuyển nhữngthành phần không hoà tan sang thành phần hoà tan và chuyển chúng vào trong

dung dịch. Khoảng 65 - 70% vật chất có trong malt đượ c chuyển sang dungdịch, 30 - 35% vật chất có trong malt không đượ c chuyển hoá nằm trong bãmalt. Bã malt có độ ẩm khoảng khoảng 75 - 85%. Thành phần hoá học của bãmalt (%) đượ c trình bày trong bảng 2.22.

Bảng 2.22. Thành phần hoá học của bã maltBã thô Bã sấy % theo chất khô

Stt Thành phần Tổng số Đồnghoáđượ c

Tổng số Đồnghoáđượ c

Tổng số Đồnghoáđượ c

1 Độ ẩm 76,3 - 9 - - -2 Protein 6,63 4,74 25,5 18,2 28 203 Lipit 1,7 1,5 7,5 6,6 8,2 7,14 Chất hoà tan

không có nitơ 9,72 5,83 37,3 22,39 41 24,6

5 Cellulose 5,1 2 16 7,7 17,5 8,56 Tro 1,2 - 4,6 - 5,2 -7 Nhiệt lượ ng

tính bằng cal115 75,8 440 296,3 480 320

Trong thành phần tro của bã malt bao gồm các thành phần đượ c trình bàytrong bảng dướ i đây:

Bảng 2.23. Thành phần tro trong bã malt

STT Thành phần Số lượ ng (%) STT Thành phần Số lượ ng (%)






1 K 2O 3,9 4 MgO 11,52 Na2O 0,5 5 P2O5 40,53 CaO 11,9 6 SiO2 25,3

2.4.1.3. Nấm men bia

Sau khi lên men, sinh khối nấm men thườ ng lắng xuống đáy của thiết bị lên men. Để bia trong suốt ngườ i ta tiến hành lọc bia, bia thườ ng đượ c lọc quamáy lọc máy lọc khung bản.

Lượ ng nấm men thườ ng dao động trong khoảng 0,05 – 0,1 kg/decalit bia. Nấm men bia là dạng sinh khối chứa r ất nhiều chất dinh dưỡ ng quý. Thành phần hoá học của nấm men bia đượ c trình bày ở bảng dướ i đây:

Bảng 2.24. Thành phần hoá học trung bình trong sinh khố i nấ m men

bia ướ t (d ạng paste)STT Thành phần Số lượ ng (%) STT Thành phần Số lượ ng (%)

1 Nướ c 75 4 Chất hoà tankhông chứa nitơ

8,25

2 Chất hữu cơ chứa nitơ

14 5 Tro 2

3 Lipit 0,75

Bảng 2.25. Thành phần hoá học trung bình trong nấ m men khôSTT Thành phần Số lượ ng (%) STT Thành phần Số lượ ng (%)

1 Protein 51-58 4 Tro 8,1-9,12 Lipit 2-2,3 5 Chất hoà tan

không chứa nitơ 30-35

3 Gluxit 9-11,5 6 Nhiệt năng, cal/g 4560-4840

Trong nấm men bia chứa r ất nhiều loại vitamin khác nhau. Thành phần vàsố lượ ng vitamin trình bày trong bảng 2.26. Bảng 2.26. Thành phần vitamin trung bình trong nấ m men bia

STT Thành phần Số lượ ng(gam chất

khô)

STT Thành phần Số lượ ng(gam chất

khô)1 Vitamin B1 11-15 γ /g 4 Vitamin B7 30-75 γ /g2 Vitamin B2 25-45 γ /g 5 Acid pantotenic 15-18 UI3 Acid nicotinic 500-525 γ /g

Ngoài ra trong nấm men bia còn chứa vitamin B3, B4, B5, vitamin E, H,r ất nhiều hormon và các chất kích thích sinh tr ưở ng.

2.4.1.4. Mầm malt bia

Mầm malt là phần vụn, đượ c tách ra trong thờ i gian sấy và khi xử lý trongthờ i gian tách mầm. Mầm malt là vật chất chứa nhiều chất dinh dưỡ ng có giátr ị. Thành phần hoá học của mầm malt đượ c trình bày trong bảng 2.27.

Bảng 2.27. Thành phần hoá học mầm maltThành phần (%) Malt màu

đậmMalt màu

nhạtMalt nghiền

sơ bộ

Nướ c 7,03 8,8 10,07Protein 30,88 30,06 34,18Chất hoà tan không chứa nitơ 43,87 44,53 35,18Cellulose 9,64 8,64 11,42






Tro 6,95 6,02 7,05Giá tr ị dinh dưỡ ng của mầm malt đượ c trình bày trong bảng sau đây:

Bảng 2.28. Giá tr ị dinh d ưỡ ng của mầm maltSTT Thành phần dinh

dưỡ ngSố lượ ng

(%)STT Thành phần

dinh dưỡ ngSố lượ ng

(%)1 Protein chuyển hoá

đượ c

13,2 4 Caroten 0,025

2 Phospho 0,675 5 Đơ n vị thức ăngia súc

1,5

3 Canxi 0,25Mầm malt thu đượ c trong sản xuất bia là 3 – 5% so vớ i khối lượ ng malt

đưa vào sản xuất bia.

2.4.1.5. Cặn protein

Cặn protein đượ c tạo thành khi làm lạnh bia, chúng bám ở đáy thùng lênmen và ở các đĩ a làm lạnh. Khi nhiệt độ xuống thấ p, các loại protein và hỗn

hợ p tanin-protein sẽ lắng xuống. Trong các loại cặn này có chứa cả các muốikhoáng và nhựa của hoa houblon. Chất đắng của hoa houblon thườ ng làm giảmgiá tr ị của cặn protein khi sử dụng chúng làm thức ăn gia súc. Thành phần hoáhọc của cặn protein đượ c trình bày trong bảng sau đây:

Bảng 2.29. Thành phần hoá học của cặn proteinSTT Thành phần Số lượ ng

(%)STT Thành phần Số lượ ng (%)

1 Nướ c 79,6 4 Cellulose 1,22 Protein 7 5 Tro 1,2

3 Chất hoà tankhông chứa nitơ 7,7 6 Nhựa hoahoublon 3,3

Ngườ i ta thu cặn protein bằng máy ép khung bản chuyên dùng hoặc máyly tâm.

2.4.1.6. Các loại phế liệu hạt

Các loại phế liệu hạt đượ c tạo ra trong quá trình làm sạch, phân loại,ngâm hạt đại mạch và nghiền malt.

Bảng 2.30. Các phế liệu hạt

STT Các công đoạn sảnxuất Phế liệu1 Làm sạch và phân

loạiVỏ tr ấu, r ơ m r ạ, hạt ngô, thân cây lúa, lúa mạch, đậutằm, vỏ, hạt đại mạch, các hạt khác có kích thướ c 1-2 mm

2 Ngâm hạt Hạt đại mạch lép, vụn r ơ m3 Nghiền thóc malt Vỏ tr ấu, các đoạn mầm

Các phế liệu hạt thườ ng r ất phức tạ p về thành phần vật lý và thành phầnhoá học. Số lượ ng của các phế liệu thu nhận đượ c từ các công đoạn cũng r ấtkhác nhau.

Bảng 2.31. S ố l ượ ng phế liệu t ừ các công đ oạn xử lý nguyên liệuSTT Các công đoạn xử lý Số lượ ng (%)

1 Phế liệu khi làm sạch phân loại đợ t 1 1,5






2 Phế liệu khi làm sạch đại mạch loại 3 10-203 Phế liệu khi ngâm hạt 0,2-0,34 Phế liệu khi nghiền malt 0,5

2.4.2. Nhà máy cồn, rượ u

Trong công nghiệ p cồn r ượ u ngườ i ta thườ ng sử dụng hai nguồn nguyên

liệu: - Các loại chứa tinh bột như khoai tây, ngô, gạo, sắn, lúa mì,…kèm theo bộ phận sản xuất mốc cám (nuôi mốc trên môi tr ườ ng cám để thu chế phẩmenzyme đườ ng hoá) hoặc phân xưở ng nảy mầm hạt ngũ cốc nói chung hoặcđại mạch dùng để đườ ng hoá tinh bột.

- Các loại r ỉ đườ ng mía hoặc củ cảiVớ i các nguyên liệu chứa tinh bột cần phải nấu đườ ng hoá bằng hạt nảy

mầm hoặc bằng mốc cám. Bã sau khi lọc có thể dùng cho chăn nuôi. Nướ c r ửa bã và nướ c r ửa thiết bị, nướ c r ửa sàn r ất giàu các chất hữu cơ có trong nguyên

liệu như các loại đườ ng dextrin, tinh bột dư, cellulose, hemicellulose, pentose,vỏ tr ấu, vỏ khoai sắn,…R ỉ đườ ng tr ướ c khi dùng vào lên men đều đượ c xử lý bằng acid sulfuric

để hạ pH, sau đó gia nhiệt để khử trùng, k ết lắng các keo tụ không thích hợ psau đó đượ c pha thành các môi tr ườ ng lên men.

Các loại dịch đườ ng sau khi thuỷ phân từ tinh bột và xử lý từ r ỉ đườ ng bổ sung các nguồn nitơ hữu cơ hoặc vô cơ cùng vớ i supephosphat làm nguồn

phospho, có thể còn thêm một vài nguồn khoáng nữa và cấy giống nấm men để lên men. Sau khi lên men k ết thúc, khối dịch đượ c đưa đi chưng cất tinh chế ở các tháp và thu đượ c cồn có nồng độ cao. Dịch sau khi chưng cất có chứanhiều chất hữu cơ còn lại từ các nguồn nguyên liệu, hoặc do nấm men tạo ra và

bản thân sinh khối nấm men. Sinh khối nấm men đượ c tách ra ở dạng sệt dùng bổ sung vào thức ăn chăn nuôi theo tỷ lệ 5 – 10% làm nguồn dinh dưỡ ng protein r ất tốt. Nếu không đượ c tách mà xả ra cống thì nướ c thải sẽ nhiễm bẩnr ất nhiều.

Các chất thải của nhà máy sản xuất cồn r ượ u từ tinh bột và r ỉ đườ ng gồmnhững chất: nướ c thải, bã r ượ u, khí CO2, sinh khối nấm men, ete, aldehyt, dầufuzen.

2.4.2.1. Nướ c thải Nướ c thải của công nghiệ p r ượ u, cồn r ất lớ n: 1 lít cồn thành phẩm có tớ i15 lít nướ c thải. Vì vậy nếu công suất cồn là 3000 lít/ngày thì lượ ng nướ c thảitớ i 50 – 60 m3/ngày.

Nướ c thải từ các nhà máy cồn r ượ u vớ i nguồn nguyên liệu là tinh bộtthườ ng có các chỉ số hoá lý như sau: pH = 7,6 – 7,8, BOD5 = 680 – 1000 mg/l,COD = 850 – 1250 mg/l. Tr ườ ng hợ p không tách đượ c xác men tr ướ c khi cấtcồn thìư lượ ng BOD5 = 1800 – 3000 mg/l, COD = 2700 – 4600 mg/l.

Nướ c thải của các nhà máy r ượ u dùng nguyên liệu r ỉ đườ ng đượ c trình

bày ở bảng 2.32. Bảng 2.32. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của nhà máy r ượ u t ừ r ỉ đườ ng

Thông số Đơ n vị Nguồn thải






1 2 3 4 pH - 7-8 8-12 4,4-6,4 5,5-6,2 Nhiệt độ 0C 30-60 20-100 80-100 20-90BOD5 mg/l 2-10 2-40 100-2500 600-3700COD mg/l 5-40 10-40 600-3500 1000-4000Cặn khô mg/l 350-500 1300-2000 300-600 450-1000

Ghi chú:1. Nướ c làm mát thiết bị 2. Nướ c xả cặn hơ i, nướ c ngưng do thanh trùng thiết bị và đườ ng ống,…3. Nướ c ngưng khi cất r ượ u và nướ c thải ở phân xưở ng chưng cất.4. Nướ c r ửa làm vệ sinh trang thiết bị trong dây chuyền chính.

2.4.2.2. Bã rượ u

Trong sản xuất r ượ u cồn từ mật r ỉ thải ra môi tr ườ ng bã r ượ u. Bã r ượ uchứa nấm men, chất hoà tan và cả lượ ng cồn sót. Lượ ng bã r ượ u chiếm khoảng0,36% so vớ i lượ ng mật r ỉ đem vào sản xuất. Thành phần hoá học của bã r ượ u

của sản xuất cồn từ nguyên liệu mật r ỉ đượ c trình bày trong bảng 2.33. Bảng 2.33. Thành phần hoá học của bã r ượ u t ừ r ỉ đườ ng

STT Thành phần (%) Số lượ ng STT Thành phần (%) Số lượ ng1 Nướ c 90-93 6 Acid hữu cơ 6-92 Chất khô 7-10 7 Acid lactic 4-53 Nitơ tổng số 8-10 8 Chất hecmin 20-224 Lượ ng đườ ng khử

chung10-12 9 Sáp, lignin,

glucosit, fenol12-22

5 Glycerol 5-6 10 Độ tro 28,5-29,5

Bảng 2.34. Thành phần tro của bã r ượ u cô đặcSTT Thành phần (%) Số lượ ng STT Thành phần (%) Số lượ ng

1 Silic 0,4 8 Đồng 0,0172 Sắt 0,08 9 Iot 0,00143 Nhôm 0,09 10 Mangan 0,0024 Canxi 1,4 11 Clo 1,35 Magie 0,7 12 Kali 3,46 Lưu huỳnh 1,47 Phospho 0,3

13 Natri 0,5

Bảng 2.35. Hàm l ượ ng vitamin trong bã r ượ u cô đặcSTT Thành phần

(mg/g)Số lượ ng STT Thành phần (mg/g) Số lượ ng

1 Acid nicotinic (PP) 21 4 Acid pantotenic (B3) 392 Riboflavin (B2) 8 5 Biotin (B7) 1,53 Priridoxin (B6) 30 6 Acid folic 0,3

2.4.2.3. Khí CO2

Trong quá trình lên men r ượ u trong điều kiện yếm khí một khối lượ ng lớ nkhí CO2 đượ c thải ra. Khối lượ ng CO2 chiếm tớ i 95,5% so vớ i khối lượ ngr ượ u, 51,3% so vớ i khối lượ ng đườ ng, 54,2% so vớ i khối lượ ng tinh bột.

2.4.2.4. Ete, aldehyt, dầu fuzen






Ete, aldehyt, dầu fuzen đượ c thu nhận từ quá trình tinh chế r ượ u. Cácthành phần này thườ ng có số lượ ng từ 1 – 1,2%.

Thành phần ete, aldehyt r ất phức tạ p vì ngoài aldehyt acetic, este, metylicchúng còn chứa các acid và dầu fuzen.

Bảng 2.36. Thành phần ete, aldehyt

STT Thành phần Số lượ ng (%)1 Etanol 93,1-972 Acid 0,07-0,093 Ete 0,33-2,64 Aldehyt 0,3-0,575 Metanol 0,4-1,3Khi tinh chế r ượ u thô, phần ete, aldehyt đượ c tách ra như sau: acid

0,32%, ete 14,2%, aldehyt 45% từ tổng lượ ng của chúng trong dịch lên men.Hay số lượ ng của chúng có trong r ượ u thô như sau: acid 16,3%, ete 62,8%,aldehyt 90-100%. Số lượ ng ete, aldehyt thu nhận đượ c từ các giai đoạn và từ

các nguyên liệu khác nhau như sau: Bảng 2.37. S ố l ượ ng ete, aldehyt thu nhận đượ c

Công đoạn Từ nguyên liệu hạt,khoai tây

Từ nguyên liệu rỉ đườ ng

Tại các thiết bị liên tục 2,6% 3,25%Tại các thiết bị gián đoạn 3,5% 4,2%

2.4.3. Nhà máy sản xuất bột ngọtTrong công nghiệ p vi sinh hiện nay sản xuất các acid amin nhiều nhất là

acid glutamic và muối của nó là mononatri glutamat (mì chính-bột ngọt), sauđó là lyzin và có thể tiế p theo là triptophan. Các nhà máy sản xuất acidglutamic (mì chính) và lyzin thườ ng dùng các loại nguyên liệu là bột sắn, r ỉ đườ ng, các acid sulfuric, clohydric, canxi cacbonat, natri clorua, than hoạt tính,các muối khoáng (NH4)2SO4, KH2PO4, MgSO4, cũng có thể có ure hoặc nướ camoniac…


Nướ c thải ở các nhà máy này gồm có:

- Nướ c làm mát máy móc thiết bị, thườ ng ít bẩn, chỉ cần xử lý sơ bộ và hạ nhiệt độ là có thể tái sử dụng.- Nướ c sinh hoạt của cán bộ công nhân viên nhà máy.- Nướ c thải phân xưở ng chế biến tinh bột từ sắn củ và phân xưở ng đườ ng

hoá từ tinh bột bằng acid sulfuric hoặc acid clohydric, cũng như xử lý r ỉ đườ ng. Nướ c thải ở đây bị nhiễm bẩn bở i nồng độ cao các hydratcacbon như tinh bột,các loại đườ ng, các mẫu vụn sắn củ, vỏ sắn, vẩn cặn r ỉ đườ ng, than hoạt tínhlẫn vớ i CaSO4 sau khi trung hoà acid sulfuric bằng CaCO3 trong dịch đườ ng…

- Nướ c thải từ phân xưở ng lên men gồm các cặn môi tr ườ ng lên men cónhiều đườ ng cùng vớ i xác vi khuẩn, các muối khoáng cũng như ure, muốiamon, các chất béo, chất hoạt động bề mặt dư thừa. Trong nướ c thải r ửa thiết

bị r ất giàu protein và acid amin.






- Nướ c thải từ phân xưở ng hoàn thành sản phẩm r ất giàu các chất hữu cơ và chất khoáng. Vì vậy nướ c ở đây thải ra có thể đã qua cô đặc, hấ p phụ, k ếttinh,…nên nồng độ các chất hữu cơ r ất cao.

- Nướ c r ửa sàn và làm vệ sinh chung. Nướ c thải của các nhà máy sản xuất mì chính có những đặc điểm như ở

bảng 2.38.

Bảng 2.38. Thành phần và tính chấ t nướ c thải của nhà máy sản xuấ t bộtng ọt Biên Hoà – AJNOMOTO

Thông số Đơ n vị Nướ c thảisinh hoạt

Nuớ c thải sảnxuất

Nướ c thảichung

Nhiệt độ 0C 30-35 30-35 -BOD5 mg/l 220 1000 870COD mg/l 500 1700 1500

N tổng mg/l 40 400 340P tổng mg/l 8 30 26SS mg/l 220 100 120Tổng lượ ngmuối hoà tan

mg/l 500 1800 1583

2.4.3.2. Chất thải rắn và phế liệu

- Sinh khối vi sinh vật- Dịch lên men sau khi tách acid glutamic- Bã than và bột tr ợ lọc từ khâu tẩy màu






CHƯƠ NG 3: PHƯƠ NG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI NHÀ MÁYTHỰ C PHẨM

3.1. Nguyên tắc quản lý chất thải nhà máy thự c phẩmCác nhà khoa học trên thế giớ i đã đưa ra những vấn đề quan tr ọng trong

quản lý chất thải. Theo đó có ba vấn đề mang tính định hướ ng cho mọi quốc

gia, mọi ngành nghề khi tiến hành thiết k ế, vận hành một nhà máy có liên quanđến quản lý chất thải. Đối vớ i các nướ c đang phát triển, nguyên tắc giảm sự

phát sinh chất thải và nâng cao hiệu quả thu hồi, tái sử dụng chất thải là phươ ng hướ ng thích hợ p và khả thi nhất.

3.1.1. Giảm thiểu chất thải trong sản xuất (waste reduce)Giảm thiểu chất thải có liên quan không chỉ đến công nghệ mà còn liên

quan đến quản lý, cả ở cấ p v ĩ mô lẫn vi mô. Nhiều khi chính quyền chỉ cần đưara một bộ luật hay một quy định nào đó (có thể một chế độ, chính sách khuyến

khích nào đó), cũng làm giảm lượ ng chất thải vào môi tr ườ ng vớ i khối lượ ngr ất lớ n. Liên quan đến công nghệ để làm giảm thiểu chất thải bao gồm cả vấnđề tái sử dụng chất thải và tái chế chất thải. Ví dụ, để giảm lượ ng chất thảitrong nhà máy sản xuất bia, cần nghiên cứu thăm dò các khả năng sau:

- Phân luồng các dòng thải để có thể tuần hoàn sử dụng các dòng ít chất ônhiễm như nướ c làm lạnh, nướ c ngưng cho quá trình r ửa thiết bị, sàn, chai.

- Sử dụng các thiết bị r ửa cao áp như súng phun tia hoặc r ửa khô để giảmlượ ng nướ c r ửa.

- Hạn chế r ơ i vãi nguyên liệu, men, hoa houblon và thu gom k ị p thờ i bã

men, bã malt, bã hoa và bã lọc để hạn chế ô nhiễm.3.1.2. Tái sử dụng chất thải (waste reuse)

Ngay từ khi thiết k ế quy trình công nghệ, ta phải đặt vấn đề là chất thảiđượ c tạo ra từ quá trình công nghệ này có thể tái sử dụng các chất thải của nóhay không? Ví dụ, thiết k ế nhà máy sản xuất bao bì sao cho sản phẩm của nócó thể sử dụng đượ c nhiều lần, vừa giảm giá thành sản phẩm, vừa giảm đượ clượ ng phế thải bao bì.

3.1.3. Tái chế chất thải hay quay vòng chất thải (waste recycling)

Tái chế hay quay vòng sử dụng chất thải là biến đổi tính chất của chất thảiđó để chúng không còn là chất thải, mà đượ c coi như một loại nguyên liệu chomột quá trình công nghệ nào đó. K ết quả là ta vừa loại đượ c chất thải vừa tạora đượ c sản phẩm cho xã hội, làm tăng thu nhậ p cho nhà máy hay cơ sở sảnxuất. Do ngày càng khan hiếm nguyên liệu cho quá trình sản xuất, ý thức bảovệ môi tr ườ ng ngày một cao ở nhiều cộng động dân cư nên việc tái chế chấtthải đã đượ c thực hiện ngày một tự giác hơ n. Xu hướ ng này đượ c xác định như nội dung của chươ ng trình môi tr ườ ng toàn cầu đó là sản xuất sạch hơ n.

Bảng dướ i đây trình bày khái quát về các giải pháp lựa chọn khác nhau

cho thu gom, xử lý và thải nướ c thải để kiểm soát sự ô nhiễm nướ c. Bảng 3.1. Các giải pháp kiể m soát ô nhiễ m nướ c (keese & Bower, 1968)

Nguyên lý Phươ ng pháp Ví dụ






1. Tuần hoàn nướ ctrong nhà máy

Thu gom nướ c làm nguội để tuầnhoàn và tái sử dụng

2. Tách riêng dòng cónồng độ chất gây ônhiễm cao

Khử các chất thải r ắn bằng các phươ ng tiện thủ công hay cơ khí vàthải riêng biệt một cách dễ dàng

3. Loại tr ừ chất thải Sử dụng bã thải của công nghiệ p

nông sản để nuôi gia súc (lấy vỏ dứalàm thức ăn cho lợ n)

4. Thay đổi loạinguyên liệu thô ở đầuvào

Có thể là vấn đề khó

5. Thay đổi quá trìnhcông nghệ sản xuất

Đổi từ chiết suất bằng áp lực sang bằng dung môi trong công nghiệ pdầu thực vật để đạt đượ c hiệu suấtchiết dầu cao và giảm tải lượ ng về

dầu trong dòng thải.

A. Giảm sự phát sinh chấtthải

6. Thay đổi hoặc cải biên sản phẩm đầu ra

Các chất tẩy r ửa vớ i hàm lượ ng photpho thấ p hơ n, thay đổi vật liệu bao bì, từ loại thải bỏ sang có thể thu hồi tuần hoàn trong công nghiệ pđóng bao và đóng chai.

7. Thu hồi vật liệu Thu gom xơ quả cọ trong côngnghiệ p dầu cọ, phơ i khô làm nguyênliệu đốt lò hơ i.

8. Sản xuất sản phẩm phụ K ết hợ p chăn nuôi, tr ồng tr ọt thànhthể thống nhất như hệ chăn nuôi giacầm, gia súc, sản xuất thực vật thủysinh và cây tr ồng.

9. Xử lý chất thải Mươ ng oxy hóa, hồ oxy hóa có sụckhí, hồ ổn định chất thải, xử lý bằngđất…

B. Giảm chấtthải sau phátsinh

10. Tái sử dụng dòngthải

Nuôi tr ồng thực vật thủy sinh, ủ,tướ i tiêu và làm mầu mỡ đất, sản

xuất khí sinh học.C. Cải thiệnkhả năngđồng hóa củanguồn tiế pnhận nướ c

11. Bổ sung nướ c phaloãng12. Mở nhiều đầu racho hồ chứa13. Khuấy tr ộn nướ ctrong hồ chứa14. Tái thông khí cácdòng thải15. Phân bố lại dòngthải

D. Những biện pháp

16. Xử lý hóa họctrong bể, hồ chứa

Dùng các hóa chất như Al2(SO4)3 để k ết tủa photpho.






đúng đắn về sinh thái

17. Giảm nồng độ sinhkhối

Đưa các động vật ăn cỏ vào ăn cỏ nướ c hay phun thuốc diệt cỏ để kiểm soát tảo và cỏ.

Toàn bộ hệ thống quản lý chất thải r ắn theo quy trình chung sau đây:

3.2. Nguyên lý chung và các phươ ng pháp xử lý chất thải bằng công nghệ sinh học

3.2.1. Chất thải rắn hữ u cơ

3.2.1.1. Nguyên lý chung của phươ ng pháp ủ chất thải hữ u cơ

Theo Hang (1980) ủ chất thải (waste composting) là quá trình phân giảisinh học các chất hữu cơ dẫn tớ i sự ổn định khối ủ trong tồn tr ữ và sử dụng như một dạng phân hữu cơ .

Năm 1987, Pereira-Neta lại cho r ằng quá trình ủ chất thải hữu cơ là quátrình đượ c thực hiện bở i cả hai nhóm vi sinh vật ưa ấm và ưa nhiệt, biến đổicác chất có trong chất thải hữu cơ và làm ổn định các chất hữu cơ trong đó.

Về tổng thể, quá trình ủ là quá trình phân giải một loạt các chất hữu cơ cótrong chất thải sinh hoạt, bùn cặn, phân gia súc, gia cầm, các chất thải hữu cơ công nông nghiệ p… Quá trình ủ chất thải đượ c thực hiện trong điều kiện hiếukhí và cả trong điều kiện k ỵ khí.

Quá trình ủ chất thải là một quá trình sinh học, ở đó các chất hữu cơ đượ cchuyển hóa tạo thành mùn ổn định. Quá trình này đượ c thực hiện bở i một hỗnhợ p các vi sinh vật có mặt trong chất thải. Chúng bao gồm vi khuẩn, nấm mốc,

Actinomyces,…Sự ổn định chất thải phần lớ n đượ c k ết thúc bằng hoạt động củavi khuẩn. Các vi khuẩn ưa ấm xuất hiện đầu tiên. Sau đó nhiệt độ tăng lên, các

vi khuẩn ưa nóng phát triển mạnh cùng vớ i các loài nấm mốc ưa nóng. Cácnấm mốc ưa nóng thườ ng phát triển sau 5 – 10 ngày ủ. Nếu nhiệt độ quá cao(65 – 700C) phần lớ n nấm mốc, xạ khuẩn và vi khuẩn sẽ bị chết. Lúc đó chỉ

Nguồn phát sinh chất thải r ắn

Phân loại tại nguồn

Thu gom và vận chuyển

Phân loại

Tái sử dụng

Tái chế

Tiêu hủy

Hình 3.1. S ơ đồ quản lý chấ t thải r ắ n






còn tồn tại các bào tử của vi khuẩn. Cuối giai đoạn ủ các loài xạ khuẩn sẽ tạothành từng đám màu tr ắng hoặc màu xám tr ắng trên bề mặt khối ủ.

Quá trình ủ chất thải xảy ra các giai đoạn cơ bản sau đây:* Giai đoạn đầu là giai đoạn các loài vi sinh vật bắt đầu làm quen vớ i điều

kiện môi tr ườ ng mớ i.* Giai đoạn phát triển mạnh các vi khuẩn ưa ấm

* Giai đoạn phát triển mạnh các vi sinh vật ưa nóng. Ở giai đoạn này, cácvi sinh vật gây bệnh đều bị tiêu diệt. Các phản ứng sinh học xảy ra như sau:- Trong điều kiện hiếu khí:

- Trong điều kiện k ỵ khí:

Cả hai quá trình trên đều tạo ra những tế bào vi sinh vật mớ i. Trong đó ở điều kiện hiếu khí sinh khối đượ c tạo ra nhiều hơ n.* Sau giai đoạn phát triển mạnh các vi sinh vật chịu nhiệt là giai đoạn

giảm dần nhiệt độ. Giai đoạn này bắt đầu một quá trình lên men lần hai r ấtchậm và xảy ra quá trình mùn hóa chất thải. Trong giai đoạn này xảy ra các

phản ứng sau:

K ết hợ p 2 phản ứng trên ta có:

Trong tế bào vi sinh vật cũng xảy ra phản ứng:

K ết hợ p 2 phản ứng (1) và (2) ta có:

Các vi khuẩn Nitrosomonas sẽ chuyển NH4+ thành NO2

− còn vi khuẩn Nitrobacter chuyển NO2

− thành NO3−, các vi khuẩn này r ất dễ bị tiêu diệt ở

nhiệt độ trên 400C.

3.2.1.2. Các phươ ng pháp xử lý chất thải hữ u cơ

* Phươ ng pháp chôn lấp

Chôn lấ p là phươ ng pháp xử lý lâu đờ i, cổ điển và đơ n giản nhất. Phươ ng pháp này đòi hỏi nhiều diện tích đất, và thờ i gian xử lý lâu, có mùi hôi thối,sinh ra các khí độc như CH4, H2S, NH3 rò r ỉ, làm ô nhiễm đất, ô nhiễm nguồnnướ c. ở nhiều nướ c để chống rò r ỉ ngườ i ta xây bể lớ n, nhưng r ất tốn kém và

(COHNS) + O2 + Vi sinh vật → CO2 + NH3 + Các sản phẩm khác + Năng lượ ng

(COHNS) + Vi sinh vật k ỵ khí → CO2 + H2S + NH3 + CH4

Nitrosomonas

NH4+ + 1,5O2 NO2

− + 2H+ + H2O

Nitrobacter

NO2− + 0,5O2 NO3

−

NH4+ + 2O2 → NO3

− + 2H+ + H2O (1)

NH4+ + 4CO2 + HCO3

− + H2O → C5H7O2 N + 5O2 (2)

22NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO3

− → 21NO3− + C5H7O2 N + 20H2O + 42H+






thờ i gian sử dụng bể không đượ c lâu. Biện pháp này ngày càng bộc lộ nhiềukhiếm khuyết.

* Phươ ng pháp thiêu huỷ Đây là biện pháp tạm thờ i khi lượ ng phế thải quá nhiều. Biện pháp này

gây ô nhiễm môi tr ườ ng không khí r ất nghiêm tr ọng, gây hiệu ứng nhà kính vàcác loại bệnh đườ ng hô hấ p, mặt khác biện pháp này r ất tốn nguyên liệu đốt.

* Phươ ng pháp sinh họcHiện nay, biện pháp sinh học để xử lý phế thải r ắn là biện pháp tối ưunhất, đang đượ c tất cả các nướ c sử dụng. Biện pháp sinh học là dùng côngnghệ vi sinh vật để phân huỷ phế thải. Muốn thực hiện đượ c biện pháp này,điều quan tr ọng nhất là phải phân loại đượ c phế thải, vì trong phế thải cònnhiều phế liệu khó phân giải như: túi polyetylen, vỏ chai lọ bằng thuỷ tinh vànhựa, các loại phế liệu r ắn bền phân giải lâu. Chế phẩm vi sinh vật xử lý phế thải hữu cơ từ rác thải sinh hoạt, phế thải nông nghiệ p sau thu hoạch.

Một số phươ ng pháp xử lý chất thải r ắn bằng công nghệ vi sinh vật:

+ Phươ ng pháp sản xuấ t khí sinh học (Biogas) - ủ yế m khí:Cơ sở của phươ ng pháp này là nhờ sự hoạt động của vi sinh vật mà cácchất khó tan (cellulose, lignin, hemicellulose và các chất cao phân tử khác)đượ c chuyển thành chất dễ tan. Sau đó lại đượ c chuyển hoá tiế p thành các chấtkhí trong đó chủ yếu là mêtan.

Ư u điểm của phươ ng pháp này là có thể thu đượ c một loạt các chất khí,có thể cháy đượ c và cho nhiệt lượ ng cao sử dụng làm chất đốt, không ô nhiễmmôi tr ườ ng. Phế thải sau khi lên men đượ c chuyển hoá thành phân hữu cơ cóhàm lượ ng dinh dưỡ ng cao để bón cho cây tr ồng. Tuy nhiên phươ ng pháp nàycó những nhượ c điểm sau: khó lấy các chất thải sau khi lên men, là quá trìnhk ỵ khí bắt buộc vì vậy việc thiết k ế bể ủ r ất phức tạ p, vốn đầu tư lớ n, năng suấtthấ p do sự sinh tr ưở ng của vi khuẩn sinh mêtan có mặt trong phế thải chậm,gặ p nhiều khó khăn trong khâu tuyển chọn nguyên liệu.

+ Phươ ng pháp ủ phế thải thành đố ng, lên men t ự nhiên có đảo tr ộn:Phế thải chất thành đống có chiều cao từ 1,5 - 2,0 m đảo tr ộn mỗi tuần

một lần. Nhiệt độ đống ủ là 55 - 600C, độ ẩm 50 - 70%. Sau 3 - 4 tuần tiế pkhông đảo tr ộn. Phươ ng pháp này đơ n giản, nhưng mất vệ sinh, gây ô nhiễmnguồn nướ c và không khí.

+ Phươ ng pháp ủ phế thải thành đố ng không đảo tr ộn và có thổ i khí:

Phế thải đượ c chất thành đống cao từ 1,5 - 2,0 m. Phía dướ i đượ c lắ p đặtmột hệ thống phân phối khí. Nhờ có quá trình thổi khí cưỡ ng bức, mà các quátrình chuyển hoá đượ c nhanh hơ n, nhiệt độ ổn định, ít ô nhiễm môi tr ườ ng.

+ Phươ ng pháp ủ phế thải hữ u cơ làm phân ủ:Phế thải hay than bùn đượ c tái chế thành sản phẩm cung cấ p cho nông

nghiệ p. Cơ sở chế biến phân ủ đặt ở trung tâm do đó giảm đượ c chi phí vậnchuyển. Dễ dàng thu gom các nguyên liệu để tái chế và có thể xử lý đượ c nướ cthải mùi cống. Các nguyên tắc trong sản xuất phân ủ từ rác thải đô thị và rácthải sinh hoạt, phế thải nông công nghiệ p đều có thể xử lý đượ c theo phươ ng

pháp này.Phươ ng pháp này còn có một số hạn chế sau: vốn chi phí vận hành tươ ng

đối lớ n, diện tích sử dụng khá lớ n, phân loại và tuyển chọn phế thải mất nhiềucông.






3.2.2. Nướ c thải

3.2.2.1. Các điều kiện để áp dụng xử lý nướ c thải bằng phươ ng

pháp sinh học

Xử lý nướ c thải bằng biện pháp sinh học có nhiều ưu điểm và đượ c sử dụng r ộng rãi. Tuy nhiên việc áp dụng biện pháp này cần những điều kiện nhất

định sau:- Không có chất độc làm chết hoặc ức chế hoàn toàn hệ vi sinh vật trongnướ c thải. Trong số các chất độc phải chú ý đến hàm lượ ng các kim loại nặng.Theo mức độc hại của các kim loại, xế p theo thứ tự:

Sb > Ag > Cu > Hg > Co ≥ Ni ≥ Pb > Cr 3+ > V ≥ Cd > Zn > FeMuối của các kim loại này đều ảnh hưở ng nhiều tớ i đờ i sống của vi sinh

vật, nếu quá nồng độ cho phép, các vi sinh vật không thể sinh tr ưở ng đượ c vàcó thể bị chết. Như vậy, không thể tiến hành xử lý sinh học. Nồng độ muối củachúng thấ p hơ n giớ i hạn sẽ làm giảm tốc độ làm sạch nướ c. Trong tr ườ ng hợ p

nướ c thải chứa nhiều hợ p chất độc thì tính toán dựa vào chất có mức độ độcnhất.- Chất hữu cơ có trong nướ c thải phải là cơ chất dinh dưỡ ng nguồn

cacbon và năng lượ ng cho vi sinh vật. Các hợ p chất hydratcacbon, protein, lipithoà tan thườ ng là cơ chất dinh dưỡ ng r ất tốt cho vi sinh vật.

- Nướ c thải đưa vào xử lý sinh học có hai thông số đặc tr ưng là COD vàBOD. Tỷ số của hai thông số này phải là COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5mớ i có thể đưa vào xử lý sinh học hiếu khí. nếu COD lớ n hơ n BOD nhiều lần,trong đó gồm có cellulose, hemicellulose, protein, tinh bột chưa tan thì phảiqua xử lý k ỵ khí

Bên cạnh các chất dễ bị phân huỷ như hydratcacbon, protein còn r ất nhiềuchất chỉ bị oxi hoá một phần hoặc thậm chí hầu như hoàn toàn không bị phânhuỷ. Các chất hữu cơ tự nhiên có lignin là khó bị phân huỷ, các chất hữu cơ tổng hợ p từ hydrocacbon, alcol, aldehyt, este,…có chất bị phân huỷ chậm, cóchất hầu như không bị phân huỷ.

* Để t ạo đ iề u kiện cho quá trình xử lý nướ c thải bằ ng biện pháp sinh học

trong đ iề u kiện hiế u khí cần đ iề u chỉ nh các yế u t ố môi tr ườ ng sau:+ Oxy (O2): Trong các công trình xử lý hiếu khí O2 là thành phần cực k ỳ

quan tr ọng của môi tr ườ ng, vì vậy cần đảm bảo đủ O2 liên tục trong suốt quá

trình xử lý nướ c thải và hàm lượ ng O2 hòa tan trong nướ c ra khỏi bể lắng đợ thai không nhỏ hơ n 2 mg/lít.

+ Nồng độ các chất bẩn hữu cơ phải thấ p hơ n ngưỡ ng cho phép. Nếunồng độ các chất bẩn hữu cơ vượ t quá ngưỡ ng cho phép sẽ ảnh hưở ng xấu đếnhoạt động sống của vi sinh vật, vì vậy khi đưa nướ c thải vào các công trình xử lý cần kiểm tra các chỉ số BOD, COD của nướ c thải. Hai chỉ số này phải cónồng độ khoảng 500mg/lít. Nếu dùng bể aeroten, thì BOD không đượ c quá1000mg/lít, nếu chỉ số BOD vượ t quá giớ i hạn cho phép thì cần lấy nướ c ít ônhiễm hoặc không bị ô nhiễm để pha loãng.

+ Nồng độ các chất dinh dưỡ ng cho vi sinh vật: Để vi sinh vật tham gia phân giải nướ c thải một cách có hiệu quả, thì cần phải cung cấ p cho chúng đầyđủ các chất dinh dưỡ ng. Lượ ng chất dinh dưỡ ng cho vi sinh vật không đượ cthấ p hơ n giá tr ị trong bảng 3..






Bảng 3.. N ồng độ các chấ t dinh d ưỡ ng cho vi sinh vật để xử lý nướ c thải

(theo M.X. Moxitrep, 1982)

BOD của nướ c thải(mg/l)

Nồng độ nitrogen trongmuối ammonium (mg/l)

Nồng độ photphotrong P2O5 (mg/l)

< 500 15 3

500 - 1000 25 8

Ngoài nguồn nitơ và phospho có nhu cầu như đã nêu ở bảng trên, cácnguyên tố dinh dưỡ ng khoáng khác như K, Ca, S...thườ ng đã có trong nướ cthải do đó không cần phải bổ sung. Nếu thiếu nitơ thì ngoài việc làm chậm quátrình oxy hóa, còn làm cho bùn hoạt tính khó lắng và dễ trôi theo nướ c ra khỏi

bể lắng.Để xác định sơ bộ lượ ng các chất dinh dưỡ ng cần thiết đối vớ i nhiều loại

nướ c thải công nghiệ p, có thể chọn tỷ lệ sau: BOD : N : P = 100 : 5 : 1

Thực tế cho thấy pH tối ưu trong bể xử lý hiếu khí là 6,5 - 8,5, nhiệt độ ở 6 - 370C, tốt nhất là 15 – 350C.+ Nồng độ các chất r ắn lơ lửng ở dạng huyền phù: nồng độ này không

quá 100mg/l thì loại hình xử lý thích hợ p là bể lọc sinh học và nồng độ khôngquá 150mg/l là xử lý bằng aeroten sẽ cho hiệu quả phân huỷ các chất hữu cơ làcao nhất. Tuy nhiên đối vớ i bể aeroten hiếu khí tích cực (khuấy đảo hoànchỉnh) nồng độ các chất r ắn lơ lửng có thể cao hơ n nhiều.

* Đố i vớ i quá trình xử lý k ỵ khí:+ Oxygen: Trong xử lý nướ c thải k ỵ khí oxygen đượ c coi là độc tố đối

vớ i vi sinh vật. Do đó lý tưở ng nhất là tạo điều kiện k ỵ khí tuyệt đối trong bể xử lý.+ Chất dinh dưỡ ng: Chất dinh dưỡ ng ảnh hưở ng đến quá trình phát triển,

sinh tr ưở ng của vi sinh vật, liên quan tr ực tiế p đến quá trình phân huỷ các hợ pchất hữu cơ trong nướ c thải. Cũng như các vi sinh vật khác, vi sinh vật k ỵ khíđòi hỏi các chất dinh dưỡ ng chính bao gồm các hợ p chất carbon, nitrogen,

photphate... để hình thành các enzyme thực hiện quá trình phân huỷ các hợ pchất trong nướ c thải. Việc cung cấ p đầy đủ các chất dinh dưỡ ng cần thiết sẽ tạocho bùn có tính lắng tốt và hoạt tính cao, hoạt động tốt trong quá trình xử lý.

+ Nhiệt độ: Nhóm vi sinh vật k ỵ khí có 3 vùng nhiệt độ thích hợ p cho sự phân huỷ các hợ p chất hữu cơ và ở mỗi nhiệt độ thích hợ p cho một nhóm visinh vật k ỵ khí khác nhau.

- Vùng nhiệt độ cao: 45 - 650C- Vùng nhiệt độ trung bình: 20 - 450C- Vùng nhiệt độ thấ p: < 200CHai vùng nhiệt độ đầu thích hợ p cho nhóm vi sinh vật lên men methane, ở

vùng nhiệt độ này lượ ng methane đượ c tạo thành cao. Đối vớ i vùng nhiệt độ cao, để duy trì nhiệt độ này cần thiết phải cung cấ p thêm năng lượ ng, điều nàysẽ gây tốn kém cho quá trình sản xuất, tính hiệu quả kinh tế của công trình sẽ

bị hạn chế. Ở nướ c ta, nhiệt độ trung bình từ 20 - 320C thích hợ p cho nhóm visinh vật ở vùng nhiệt độ trung bình phát triển.






+ pH: Trong quy trình xử lý k ỵ khí, pH của môi tr ườ ng ảnh hưở ng đếntốc độ phân huỷ các chất hữu cơ , pH tối ưu trong quá trình phân huỷ k ỵ khí là6,5 - 7,5.

+ Các độc tố: Qua tìm hiểu đặc tính sinh lý các vi sinh vật tham gia xử lýnướ c thải bằng phươ ng pháp k ỵ khí, ngườ i ta thấy:

- Một số hợ p chất như: CCl4, CHCl3, CH2Cl2... và các ion tự do của các

kim loại nặng có nồng độ 1mg/lít sẽ thể hiện tính độc đối vớ i các vi sinh vật k ỵ khí.- Các hợ p chất như formaldehyde, SO2, H2S vớ i nồng độ 50 - 400 mg/lít

sẽ gây độc hại vớ i vi sinh vật k ỵ khí trong công trình xử lý.- Các hợ p chất như NH ở nồng độ 1,5 - 2 mg/lít gây ức chế quá trình lên

men k ỵ khí.

3.2.2.2. Nguyên lý chung của quá trình xử lý nướ c thải bằng

phươ ng pháp hiếu khí

Nguyên lý chung của quá trình xử lý nướ c thải bằng phươ ng pháp hiếukhí là: Khi nướ c thải tiế p xúc vớ i tế bào vi sinh vật, bùn hoạt tính, các chất thảicó trong môi tr ườ ng như các chất hữu cơ hòa tan, các chất keo và phân tán nhỏ sẽ đượ c chuyển hóa bằng cách hấ p thụ và keo tụ sinh học trên bề mặt các tế

bào vi sinh vật. Tiế p đó là giai đoạn khuếch tán và hấ p thụ các chất bẩn từ mặtngoài của tế bào vào trong tế bào qua màng bán thấm (màng nguyên sinh), cácchất vào trong tế bào dướ i tác dụng của hệ enzyme nội bào sẽ đượ c phân huỷ.Quá trình phân huỷ các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong tế bào chất của tế bàosống là các phản ứng oxy hóa khử, có thể biểu diễn ở dạng sau:

* Quá trình oxy hóa (hay d ị hóa):

(COHNS) + O2 + VSV hiếu khí → CO2 + NH3 + sản phẩm khác + năng lượ ng

* Quá trình t ổ ng hợ p ( đồng hóa):

(COHNS) + O2 + VSV hiếu khí + năng lượ ng → C5H7O2 N (tế bào vi sinh vậtmớ i)

Sự oxy hóa các hợ p chất hữu cơ và một số chất khoáng trong tế bào visinh vật nhờ vào quá trình hô hấ p, nhờ năng lượ ng do vi sinh vật khai thácđượ c trong quá trình hô hấ p mà chúng có thể tổng hợ p các chất để phục vụ choquá trình sinh tr ưở ng, phát triển. K ết quả là số lượ ng tế bào vi sinh vật khôngngừng tăng lên. Quá trình này liên tục xảy ra và nồng độ các chất xung quanhtế bào giảm dần. Các thành phần thức ăn mớ i từ môi tr ườ ng bên ngoài (nướ cthải) lại khuếch tán và bổ sung thay thế vào. Thông thườ ng quá trình khuếchtán các chất trong môi tr ườ ng xảy ra chậm hơ n quá trình hấ p thụ qua màng tế

bào, do vậy nồng độ các chất dinh dưỡ ng xung quanh tế bào bao giờ cũng thấ phơ n nơ i xa tế bào. Đối vớ i các sản phẩm của tế bào tiết ra thì ngượ c lại, nhiềuhơ n so vớ i nơ i xa tế bào.

Trong điều kiện không có chất hữu cơ thì vi khuẩn sẽ tr ải qua quá trìnhhô hấ p nội bào hay là tự oxy hóa sử dụng chính bản thân chúng làm nguyênliệu:






C5H7O2 N + 5O2 → 5CO2 + NH3 + 2H2O + năng lượ ng

3.2.2.3. Nguyên lý chung của quá trình xử lý nướ c thải bằng

phươ ng pháp k ỵ khí (yếm khí)

Quy trình xử lý nướ c thải bằng biện pháp sinh học trong điều kiện k ỵ khílà quy trình phân huỷ sinh học yếm khí các hợ p chất hữu cơ chứa trong nướ c

thải để tạo thành khí CH4 và các sản phẩm vô cơ k ể cả CO2, NH3.Trong điều kiện k ỵ khí, vi sinh vật k ỵ khí sẽ phân hủy chất hữu cơ như sau:

(COHNS) + VSV k ỵ khí → CO2 + H2S + NH3 + CH4 + các chất khác + nănglượ ng

(COHNS) + VSV k ỵ khí + năng lượ ng → C5H7O2 N (tế bào vi sinh vậtmớ i)

* Các quá trình chuyể n hóa chủ yế u trong xử lý k ỵ khí:

+ Quá trình thuỷ phân (hydrolysis): Muốn hấ p thụ đượ c các chất hữu cơ trong nướ c thải, vi sinh vật phải thực hiện các công đoạn chuyển hóa các chấtnày. Việc đầu tiên là phải thuỷ phân các chất có phân tử lượ ng cao thành các

polymer có phân tử lượ ng thấ p và monomer để có khả năng hấ p thụ qua màngtế bào vi sinh vật. Để thực hiện quá trình thuỷ phân các vi sinh vật phải tiết rahệ enzyme như proteinase, lipase, cellulase... Sau thuỷ phân, các sản phẩm sẽ đượ c tạo thành như các amino acid, đườ ng, r ượ u, các acid béo mạch dài... Quátrình thuỷ phân xảy ra khá chậm, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, pH,cấu trúc của các chất hữu cơ cần phân giải.

+ Quá trình acid hóa (Acidogenesis): Các sản phẩm của quá trình thuỷ phân sẽ đượ c tiế p tục phân giải dướ i tác động của vi sinh vật lên men acid để tạo thành acid béo dễ bay hơ i như acid acetic, acid formic, acid propionic.

Ngoài ra còn có một số dạng khác như r ượ u, methanol, ethanol, aceton, NH3,CO2.

+ Quá trình acetate hóa (Acetogenesis): Các acid là sản phẩm của quátrình trên lại đượ c tiế p tục thuỷ phân để tạo lượ ng acid acetic cao hơ n. Sản phẩm của quá trình phụ thuộc vào áp suất riêng phần của H2 trong môi tr ườ ng.áp suất riêng phần của H2 đượ c giữ < 10-3atm để vi sinh vật có thể biến đổi H2 thành CH4 theo phản ứng sau:

4H2 + CO2 → CH4 + 2H2OThực tế cho thấy khi áp suất riêng phần của H2 lớ n thì sản phẩm của quá

trình này chứa nhiều acid béo trung gian như acid propionic, acid butyric... Dovậy làm chậm quá trình tạo methane.

+ Quá trình methane hóa (Methangenesis): Đó là giai đoạn cuối cùng củaquá trình phân huỷ các sản phẩm hữu cơ đơ n giản của các giai đoạn tr ướ c để tạo CH4, CO2 nhờ các vi khuẩn lên men methane. Gồm có 2 nhóm sau:

- Nhóm biến đổi acetate: Nhóm này có tốc độ phát triển chậm, đòi hỏicông trình phải lưu các chất thải trong thờ i gian dài.

- Nhóm biến đổi hydrogen: Nhóm này có tốc độ phát triển nhanh hơ nnhiều, do đó có khả năng giữ áp suất riêng phần của H2 thấ p, tạo điều kiện tốtcho quá trình biến đổi acetate từ các acid béo.






3.2.2.3. Các phươ ng pháp xử lý nướ c thải

3.2.2.3.1. Xử lý nướ c thải bằng các hồ sinh học

* H ồ k ỵ khí

Hồ k ỵ khí dùng để lắng và phân huỷ các cặn lắng hữu cơ bằng quá trìnhsinh hoá tự nhiên dựa vào các vi sinh vật k ỵ khí có sẵn trong hồ. Loại hồ này

thườ ng dùng để làm sạch nướ c thải công nghiệ p có độ nhiễm bẩn cao, có mùihôi thối khó chịu, ít dùng để làm sạch nướ c thải sinh hoạt. Hồ k ỵ khí phải đặtcách xa nhà ở và các xí nghiệ p thực phẩm 1,5 - 2 km.

Hồ k ỵ khí nên thiết k ế 2 ngăn để cặn bùn không thoát lẫn vớ i nướ c xả (đặt các tấm ngăn ở cửa xả nướ c), kích thướ c hồ khoảng 0,2 - 0,8 ha, có độ sâutrên 3m, thờ i gian nướ c lưu lại trong hồ từ 2 - 10 ngày đêm, có khi tớ i 30 ngàyđêm. Trong hồ k ỵ khí, các loại vi khuẩn gây bệnh thườ ng bị tiêu diệt tớ i 95 -99%.

* H ồ hi ế u khí

Quá trình xử lý nướ c thải diễn ra trong điều kiện đầy đủ oxy. Nguồn oxycung cấ p cho hồ là sự làm thoáng không khí qua bề mặt hồ (hồ đượ c làmthoáng tự nhiên) hoặc nhờ các hệ thống thiết bị cung cấ p khí (hồ đượ c làmthoáng nhân tạo).

* H ồ làm thoáng t ự nhiên: Oxy cung cấ p cho quá trình oxy hoá chủ yếudo sự khuyếch tán không khí qua mặt nướ c và quá trình quang hợ p của thựcvật dướ i nướ c như rong, tảo…Chiều sâu của hồ thườ ng khoảng 30 - 40cm để cho ánh sáng có thể xuyên qua. Sức chứa tiêu chuẩn lấy theo BOD khoảng 250- 300 kg/ha/ngày. Thờ i gian lưu nướ c trong hồ khoảng 3 - 12 ngày. Loại hồ nàyk ết hợ p vớ i việc nuôi tr ồng thuỷ sản thì việc xử nướ c thải mớ i đảm bảo kinh tế một cách hợ p lý.

* H ồ làm thoáng nhân t ạo: Quá trình cung cấ p oxy cho quá trình oxy hoáchất hữu cơ là từ các thiết bị bơ m khí nén hoặc các máy khuấy cơ học. Chiềusâu của hồ này có thể sâu hơ n, từ 2 - 4,5m, vớ i sức chứa tiêu chuẩn lấy theoBOD khoảng 400 kg/ha/ngày và thờ i gian lưu nướ c từ 1 - 3 ngày.

* H ồ hi ế u - k ỵ khí (Facultative)

Đây là loại hồ thườ ng gặ p nhất ở nướ c ta, các loại ao, hồ tự nhiên mà taquen gọi là "ao tù, nướ c đọng". Trong hồ này có hai quá trình sinh học diễn rasong song đó là: quá trình oxy hoá hiếu khí các chất cặn bẩn và các quá trình

phân huỷ k ỵ khí chất mêtan. Nguồn oxy sử dụng cho quá trình oxy hoá các chất hữu cơ nhờ quá trình

quang hợ p của lớ p rong, rêu, tảo chứa trong hồ. Nguồn oxy hoà tan chỉ có ở lớ p bề mặt và hiệu quả đến độ sâu 1m.

Quá trình phân huỷ k ỵ khí chủ yếu xảy ra ở lớ p cuối cùng (lớ p bùn cặnhữu cơ ). Quá trình này sẽ làm giảm tải tr ọng hữu cơ và sinh ra các sản phẩmlên men k ỵ khí, trong đó có cả khí mêtan. Đối vớ i hồ này thườ ng có hiện tượ ng phân cách nhiệt, tức là vùng phía trên mặt bao giờ cũng có nhiệt độ nóng, ấmhơ n phía dướ i. Lớ p giữa là tầng phân cách nhiệt. Nếu những ngày mùa hè, các

loại tảo, rong tiến hành quang hợ p mạnh, đồng hoá nhiều CO2 làm cho pH củanướ c tăng lên đôi khi vượ t quá yêu cầu của vi sinh vật làm ức chế hoạt độngcủa vi sinh vật phân giải, do đó không nên xáo tr ộn mặt nướ c để cho các vikhuẩn ở đáy hồ đượ c bảo vệ bở i tầng phân cách.






Hồ thườ ng thiết k ế có kích thướ c khoảng 0,8 - 4 ha, chiều sâu khoảng 1,2- 2,4m, thờ i gian lưu từ 5 - 30 ngày.

Bảng 3. Các thông số k ỹ thuật tiêu biể u để thiế t k ế các hồ sinh học Kiểu ao

Thông số Hiếu khíthấp

Hiếu khícao

Hiếu khívừ a phải

K ỵ khítuỳ tiện

Hồ k ỵ khí

Hồ hiếukhí

Chế độ

khuấy

Khuấy

gián đoạn

Khuấy

gián đoạn

Khuấy

gián đoạn

Khuấy

lớ p trênmặt

- Khuấy

đều

Kích thướ chồ (ha)

< 4 0,2-0,8 0,8-4 0,8-4 0,2-0,4 0,8-4

Sự hoạtđộng

Từng loạthoặc songsong

Từng loạt Từng loạthoặcsongsong

Từng loạthoặc song

song

Từng loạt Từng loạthoặcsongsong

Thờ i gianlưu (ngày)

10-40 4-6 5-20 5-30 20-50 3-10

Chiều sâu(m)

0,9-1,2 0,3-0,45 0,9-1,5 1,2-1,4 2,4-4,8 1,8-6

pH 6,5-10 6,5-10 6,5-10,6 6,5-8,5 6,5-7,2 6,5-8Sự biếnđộng nhiệtđộ (0C)

0-30 5-30 0-30 0-50 6-50 0-30

Nhiệt độ tốiưu (0C)

20 20 20 20 30 20

Tải BOD5 (kg/ha.ngày)

67800-135600

90400-180800

≤ 16950 56500-203400

226300-565000

Hiệu quả xử lý BOD5

(%)

80-95 80-95 60-80 80-95 50-85 80-95

Hình 3. Các khu vự c trong một ao xử lý nướ c thải






Chuyển đổichính

Tảo, CO2,tế bào vikhuẩn

Tảo, CO2,tế bào vikhuẩn

Tảo,CO2, tế

bào vikhuẩn,

NO3

Tảo, CO2,tế bào vikhuẩn,CH4

CH4,CO2, tế

bào vikhuẩn

CO2, tế bào vikhuẩn

Nồng độ tảo(mg/l)

40-100 100-260 5-10 5-20 0-5

Chất r ắn lơ lửng trongnướ c ra(mg/l)

80-140 150-300 10-30 40-60 80-160 80-250

3.2.2.3.2. Xử lý nướ c thải bằng bể phản ứ ng sinh học hiếu khí

(Aeroten)

Sơ đồ hệ thống xử lý nướ c thải bằng bể phản ứng sinh học hiếu khí như

sau:

Bể sục khí (Aeroten) là hệ thống bể oxy hóa có dạng hình chữ nhật đượ cngăn ra làm nhiều buồng (3 - 4 buồng) nối vớ i bể lắng. Quá trình xử lý nướ cthải ở bể sục khí đượ c tiến hành nhờ hoạt động của hệ vi sinh vật ở bùn hoạttính. Nhưng quá trình sục khí này đượ c thực hiện trong điều kiện có thông khímạnh nhờ hệ thống sục khí từ dướ i đáy bể lên.

Cườ ng độ thông khí 5m3/m2/giờ , bảo đảm oxy tối đa cho quá trình oxyhóa. ở bể oxy hóa, bùn hoạt tính lấy từ bùn gốc sau khi qua giai đoạn khở iđộng hay lấy từ bể lắng cặn chuyển vào. Ở đây bùn hoạt tính gặ p oxy củakhông khí đượ c bơ m vào bể sẽ tiến hành quá trình oxy hóa và khoáng hóa các

chất bẩn trong nướ c thải một cách khá triệt để. Sau khi chảy suốt qua các buồng của bể oxy hóa, nướ c thải sẽ chảy vào bể lắng. Ở đây cũng xảy ra quátrình lắng cặn xuống đáy bể, phần nướ c ở trên là nướ c đã đượ c xử lý sẽ đượ cdẫn ra ngoài. Trong quá trình vận hành, ở bể oxy hóa, theo thờ i gian lượ ng bùn

Hình 3.. S ơ đồ hệ thố ng xử lý nướ c thải bằ ng bể phản ứ ng sinh học hiế u khí






hoạt tính sẽ tăng lên, đồng thờ i cũng tích luỹ nhiều tế bào vi sinh vật già cỗikhiến hoạt tính của bùn giảm “bùn bị già”. Vì vậy khi cho bùn hoạt tính thu ở

bể lắng tr ở lại bể oxy hóa, không nhất thiết cho toàn bộ số bùn có trong bể lắng, mà chỉ cho một phần để bảo đảm nồng độ bùn hoạt tính là 2- 4 g/lít.

Hình 3.. Mô hình bể phản ứ ng sinh học hiế u khí

Hình 3.. Bể sục khí






Bùn hoạt tính là tậ p hợ p các vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn,k ết lại thành dạng hạt bông vớ i trung tâm là các hạt chất lơ lửng ở trong nướ c.Các bông này có màu vàng nâu dễ lắng có kích thướ c từ 3 - 150μm. Những

bông này gồm các vi sinh vật sống và cặn r ắn (khoảng 30 – 40% thành phầncấu tạo bông). Những vi sinh vật sống ở đây chủ yếu là vi khuẩn, ngoài ra còn

có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, động vật nguyên sinh, dòi, giun…Cách t ạo bùn có thể tiế n hành như sau:- Lấy mẫu nướ c thải, ly tâm bỏ phần cặn, lấy dịch trong.- Chuẩn bị các môi tr ườ ng nuôi cấy thử vi sinh vật như sau:+ Dịch nướ c thải (phần dịch trong) để nguyên có cân bằng dinh dưỡ ng

bằng cách bổ sung nguồn N và P.+ Dịch nướ c thải (phần dịch trong) pha loãng vớ i nướ c có thêm các

nguyên tố khoáng (như trong xác định BOD) và cân bằng dinh dưỡ ng (N và P). Nếu là nướ c nhiễm dầu mỏ, cần tạo môi tr ườ ng khoáng vớ i 2 – 5% lượ ng

hydrocacbua gần vớ i phổ ô nhiễm r ồi cân bằng dinh dưỡ ng.+ Thanh trùng.- Cấy giống:+ Giống thuần chủng (có thể là Bacillus hoặc Pseudomonas) cấy vào các

môi tr ườ ng trên và môi tr ườ ng kiểm chứng (nướ c thịt – pepton vớ i 2% đườ nghoặc tinh bột tan).

+ Giống tự nhiên: lấy bùn ở những vùng nướ c thải có phổ nhiễm bẩn gầngiống nướ c thải cần xử lý (tỷ lệ bùn cho vào môi tr ườ ng nuôi trong các bìnhtam giác là 1 – 2%).

- Đặt các bình tam giác trên máy lắc khoảng 12 – 20 giờ , hoặc nuôi trongcác bình sục khí. Có thể nuôi chuyển mở r ộng thể tích nhân giống gần 10 – 20lần r ồi bổ sung vào các bể phản ứng.

Xử lý nướ c thải bằng bể aeroten phức tạ p hơ n và đòi hỏi nhiều công sứchơ n so vớ i ở bể lọc sinh học. Có nhiều yếu tố ảnh hưở ng đến hoạt động củacông trình như:

- Loại bể phản ứng- Thờ i gian lưu của nướ c thải trong bể phản ứng- Chế độ nạ p nướ c thải và các chất hữu cơ

- Hiệu suất sục khí- Thờ i gian lưu tr ữ vi sinh vật trong bể phản ứng- Tỉ lệ thức ăn/vi sinh vật (F/M)- Tỉ lệ bùn bơ m hoàn lưu về bể phản ứng- Các chất dinh dưỡ ng- Các yếu tố môi tr ườ ng (nhiệt độ, pH)

3.2.2.3.3. Xử lý nướ c thải bằng bể lọc sinh học (Biofilter)

Bể lọc sinh học là thiết bị xử lý nướ c thải dựa trên nguyên tắc lọc vớ i sự tham gia của vi sinh vật. Thiết bị này làm bằng bê tông có dạng hình tròn hay

hình chữ nhật có hai đáy. Đáy trên gọi là đáy dẫn lưu, đượ c cấu tạo bằng bêtông cốt thép có lỗ thủng vớ i tổng diện tích lỗ thủng nhỏ hơ n 5 - 6% diện tíchcủa đáy. Đáy dướ i đượ c xây kín, có độ dốc nhất định để nướ c dễ dàng chảy về một phía và thông vớ i bể lắng thứ cấ p, là nơ i chứa nướ c thải sau khi đã xử lý






xong. Ở bể này nướ c đượ c lưu lại một thờ i gian ngắn để lắng cặn tr ướ c khi hòavào hệ thống thoát của cơ sở . Chiều cao của bể lọc hay của cột nguyên liệu sẽ

phụ thuộc vào thành phần của nướ c thải cũng như khả năng oxy hóa của màngsinh vật. Lưu lượ ng dòng chảy của nướ c thải phụ thuộc vào khả năng oxy hóacủa màng sinh vật.

Để tạo điều kiện hiếu khí cho quá trình xử lý, từ phía dướ i của đáy dẫnlưu ngườ i ta cho không khí đi lên qua vật liệu lọc hoặc tấm mang bằng thôngkhí tự nhiên hay thổi khí bằng quạt. Vật liệu dùng trong bể lọc là các loại đácuội, đá dăm và xỉ than đá (theo phươ ng pháp cổ điển). Để tăng diện tích tiế pxúc giữa vi sinh vật và nướ c thải, đồng thờ i tránh tình tr ạng tắc nghẽn dòngchảy trong thiết bị lọc sinh học, ngườ i ta thay các vật liệu lọc bằng những tấmmang làm bằng vật liệu nhẹ, xố p có cấu tạo dạng ống hoặc dạng miếng, chúng

đượ c thiết k ế sao cho có nhiều nế p gấ p để tăng diện tích bề mặt. Nướ c thải cóchứa vi sinh vật tham gia xử lý đượ c tướ i từ trên xuống lớ p vật liệu lọc hay tấmmang theo nguyên tắc chênh lệch thế năng. Khi dòng nướ c thải chảy qua vậtliệu lọc hay tấm mang, vi sinh vật sẽ phát triển tạo thành màng sinh vật bámvào khắ p bề mặt của nguyên liệu lọc cùng tấm mang và khu trú ở đây. Như vậynướ c thải chảy từ trên xuống sẽ tiế p xúc vớ i màng sinh vật. Khi đó sẽ xảy raquá trình oxy hóa các chất bẩn có trong nướ c thải, để cuối cùng khi đến bể lắngthứ cấ p, nướ c thải sẽ có chỉ số BOD5 giảm đi r ất nhiều so vớ i nướ c thải chưaxử lý.

Trong quá trình vận hành của bể lọc sinh vật, sự sinh tr ưở ng và chết củamàng sinh vật xảy ra không ngừng. Khi màng sinh vật bị chết sẽ bị tách khỏinơ i bám và bị cuốn theo dòng nướ c chảy ra khỏi bể lọc, cuối cùng sẽ đượ c lắngđọng ở bể lắng thứ cấ p cùng vớ i cặn bùn.

Hình 3.4. Bể l ọc sinh học nướ c thải

Nướ c thải sau xử lý ra






Hiệu quả của hệ thống bể lọc sinh học r ất cao, nếu hoạt động tốt có thể làm giảm 90% chỉ số BOD5 của nướ c thải.

Hiện nay theo năng suất lọc (tải tr ọng nướ c thải) ngườ i ta chia ra các loại bể lọc sinh học nhỏ giọt và bể lọc sinh học cao tải.

* Bể lọc sinh học nhỏ giọt đã đượ c dùng để xử lý nướ c thải hơ n 100 năm.Bể lọc nhỏ giọt đầu tiên xuất hiện ở Anh năm 1893, hiện nay đượ c sử dụng ở

hầu khắ p các nướ c vớ i các tr ạm xử lý công suất nhỏ. Ở nướ c ta bể lọc sinh họcnhỏ giọt đã đượ c xây dựng tại nhà máy cơ khí Hà Nội, xí nghiệ p chế biếnthuốc thú y Hà Tây, bệnh viện đa khoa Gia Lâm ...

Nướ c thải đượ c phân phối đều trên bề mặt nguyên liệu lọc (hoạt động như giá bám cho vi khuẩn) theo kiểu nhỏ giọt hoặc phun tia. Lượ ng không khí cầnthiết cho quá trình đượ c cấ p vào nhờ quá trình thông gió tự nhiên qua bề mặthở phía trên và hệ thống thu nướ c phía dướ i của bể lọc. Ngày nay ngườ i tathườ ng sử dụng chu trình lọc 2 pha bao gồm 2 bể lọc nối tiế p nhau. Bể lọc hai

pha thườ ng sử dụng để xử lý nướ c thải có hàm lượ ng chất ô nhiễm cao và cần

nitrat hóa đạm trong nướ c thải. Giữa 2 bể lọc thườ ng có bể lắng để loại bỏ bớ tchất r ắn sinh ra trong bể lọc thứ nhất. Bể lọc thứ nhất dùng để khử BOD củacác hợ p chất chứa carbon, bể thứ hai chủ yếu cho quá trình nitrat hóa.

* Bể lọc sinh học cao tải thườ ng dùng vật liệu lọc là các loại đá cuội, đádăm, các loại hạt… đườ ng kính trung bình từ 40 - 70 mmm. Bể có tải tr ọngthuỷ lực cao đạt 10 - 20 m3 nướ c thải/m2 bề mặt bể lọc trong một ngày đêm,nếu trong các tr ườ ng hợ p cần thiết khi BOD của nướ c thải quá cao ngườ i ta phải tiến hành pha loãng chúng bằng nướ c đã làm sạch. Bể đượ c thiết k ế chocác tr ạm xử lý nướ c thải có công suất nhỏ hơ n 50000 m3/ngày đêm.

Hình 3.5. Mô hình bể l ọc sinh học nhỏ giọt






3.2.2.3.4. Xử lý nướ c thải bằng đĩ a quay sinh học RBC (Rotating

Biological Contactors)

Đĩ a quay sinh học đầu tiên đượ c lắ p đặt ở Tây Đức vào năm 1960, sau đódu nhậ p sang Mỹ. Ở Mỹ và Canada 70% số đĩ a tiế p xúc sinh học đượ c dùng để

khử BOD của các hợ p chất carbon, 25% dùng để khử BOD của các hợ p chấtcarbon k ết hợ p vớ i nitrat hóa nướ c thải, 5% dùng để nitrat hóa nướ c thải sauquá trình xử lý thứ cấ p.

Để thiết k ế đĩ a tiế p xúc sinh học cần lưu ý các thông số sau: cách sắ p xế pcác đĩ a tiế p xúc sinh học, lưu lượ ng nạ p, chất lượ ng nướ c thải đầu ra và nhucầu của bể lắng thứ cấ p.

Cách sắ p xế p các đĩ a tiế p xúc sinh học: ngườ i ta dùng các vách ngăn để chia bể xử lý thành nhiều ngăn, mỗi ngăn có một đĩ a sinh học hoạt động độclậ p, hoặc sử dụng nhiều bể chứa các đĩ a sinh học nối tiế p nhau. Ngườ i ta

thườ ng sử dụng các hệ thống xử lý từ ba giai đoạn đĩ a sinh học tr ở lên, việc sử dụng nhiều giai đoạn đĩ a sinh học nhằm nitrat hóa nướ c thải. Hệ đĩ a quay gồmnhững đĩ a tròn polystyren hoặc polyvinyl clorit đặt gần sát nhau nhúng chìmkhoảng 40% trong nướ c thải và quay vớ i vận tốc chậm. Tươ ng tự như bể lọcsinh học, một lớ p màng sinh học đượ c hình thành và bám chắc vào vật liệu đĩ aquay. Khi quay màng sinh học tiế p xúc vớ i chất hữu cơ trong nướ c thải và sauđó tiế p xúc vớ i oxy khi ra khỏi nướ c thải. Đĩ a quay đượ c nhờ môtơ hoặc nhờ sức gió. Nhờ quay liên tục mà màng sinh học vừa tiế p xúc đượ c vớ i không khívừa tiế p xúc đượ c vớ i chất hữu cơ trong nướ c thải, vì vậy chất hữu cơ đượ c

phân huỷ nhanh. Năng suất tải của đĩ a RBC vào khoảng 0,5 - 1 kg BOD/m3.ngày. Nêngiảm bớ t chất hữu cơ vào ở giai đoạn đầu để đề phòng xảy ra hiện tượ ng thiếuoxy. Tải lượ ng nướ c trên bề mặt vật liệu của RBC thay đổi trong khoảng 0,03 -0,06 m3/m2. ngày. Dung tích tối ưu của bể chứa xử lý nướ c là khoảng 4,88lít/m2 bề mặt vật liệu lọc và thờ i gian lưu nướ c khoảng 40 - 90 phút cho oxyhoá các hợ p chất hữu cơ và 90 - 230 phút cho nitrat hoá.

Hình 3.7. Mô hình đĩ a tiế p xúc sinh học






Hình 3.7. S ơ đồ hệ thố ng xử lý RBC

b

a

c

d






a) Hai tổ hợ p RBC tr ục dọc làm việc song song b) Các RBC tr ục ngang làm việc nối tiế pc) Các RBC tr ục ngang làm việc đồng thờ i và nối tiế p

d) Tổ hợ p RBC làm việc theo bậc k ế tiế p3.2.2.3.5. Xử lý nướ c thải bằng các bể k ỵ khí

* Bể tự hoại: là loại công trình xử lý nướ c thải loại nhỏ dùng cho từng hộ gia đình. Loại công trình này thực hiện hai chức năng: lắng và chuyển hóa cặnlắng của nướ c thải (chủ yếu là nướ c thải từ các nhà vệ sinh) bằng quá trình phân giải k ỵ khí.

* Bể lọc k ỵ khí AF (Anaerobic Filter): Nguyên tắc loại hình này là quá trình xử lý nướ c thải qua vật liệu lọc để

vi sinh vật k ỵ khí dính bám vào và thực hiện quá trình chuyển hóa sinh hóa cáchợ p chất hữu cơ chứa trong nướ c thải, đồng thờ i tránh đượ c sự r ửa trôi củamàng vi sinh vật.

Hình 3.8. Bể t ự hoại

Hình 3.9. Bể l ọc k ỵ khí AF






* Bể lên men metan ở lớ p nền bùn có dòng hướ ng lên (bể UASB -Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

Loại công trình này không có vật liệu đỡ (vật liệu lọc) như ở bể lọc k ỵ khí

AF. Ở đây các vi sinh vật k ỵ khí liên k ết và tậ p hợ p lại thành đám lớ n dạng hạtvà có vai trò chủ yếu để chuyển hoá các hợ p chất hữu cơ . Chúng đủ nặng để tránh hiện tượ ng r ửa trôi ra khỏi công trình. Bể UASB có cấu tạo gồm haingăn: ngăn lắng và ngăn phân huỷ. Bằng biện pháp thiết k ế khá đặc biệt củangăn lắng cùng vớ i tính lắng cao của bùn hoạt tính đã giải quyết đượ c vấn đề lưu lại nồng độ sinh khối bùn cao trong bể và giảm đượ c thờ i gian lưu nướ c.Dung tích bể đượ c tính toán vớ i thờ i gian nướ c lưu lại trong đó từ 6 - 12 giờ ,

phụ thuộc vào điều kiện của nướ c thải. Bể dùng để xử lý nướ c thải vớ i lưulượ ng < 500 m3/ngày đêm.

Bùn đượ c xả ra khỏi bể UASB 3 - 5 năm/lần nếu nướ c thải đưa vào saukhi đã lắng ở bể lắng đợ t một, hoặc 3 - 6 tháng/lần nếu chưa qua xử lý cơ học.

* Hầm ủ nắp vòm cố định (Trung Quốc)Loại hầm này có phần chứa khí đượ c xây dựng ngay trên phần ủ phân. Do

đó, thể tích của hầm ủ bằng tổng thể tích của 2 phần này. Hầm ủ có dạng báncầu đượ c chôn hoàn toàn dướ i đất để tiết kiệm diện tích và ổn định nhiệt độ.Phần chứa khí đượ c tô bằng nhiều lớ p vữa để bảo đảm yêu cầu kín khí. Ở phầntrên có một nắ p đậy đượ c hàn kín bằng đất sét, phần nắ p nầy giúp cho thao táclàm sạch hầm ủ khi các chất r ắn lắng đầy hầm.

Loại hầm ủ nầy r ất phổ biến ở Trung Quốc, nhưng có nhượ c điểm là phầnchứa khí r ất khó xây dựng và bảo đảm độ kín khí do đó hiệu suất của hầm ủ thấ p. Gần đây các nhà khoa học của Đức và Thái Lan hợ p tác trong việc pháttriển hầm ủ Biogas ở Thái Lan đã dùng k ỹ thuật CAD (Computer Aid Design)

Hình 3.10. Bể xử lý sinh học k ỵ khí vớ i dòng chả y ng ượ c






để tính toán lại k ết cấu của hầm ủ nầy và cho ra đờ i mẫu hầm TG - BP (ThaiGerman - Biogas Program). Loại hầm ủ nầy đã đượ c Trung Tâm Năng Lượ ngMớ i, Đại Học Cần Thơ thử nghiệm và phát triển có hiệu quả ở miền Nam Việt

Nam trong việc xử lý phân ngườ i và gia súc.

* Hầm ủ nắp trôi nổi (Ấn Độ)

Loại hầm nầy r ất phổ biến ở Ấn Độ, còn gọi là hầm ủ kiểu KVIC (đượ cthiết k ế bở i Khadi and Village Industries Commission). Gồm có một phần hầmhình tr ụ xây bằng gạch hoặc bêtông lướ i thép và một chuông chứa khí trôi nổitrên mặt của hầm ủ. Chuông chứa khí thườ ng đượ c làm bằng thép tấm, bêtônglướ i thép, bêtông cốt tre, chất dẻo hoặc sợ i thủy tinh. Loại hầm ủ nầy bị ảnhhưở ng nhiều bở i các nhân tố môi tr ườ ng như nhiệt độ. Nắ p hầm ủ dễ bị ăn mòn(trong tr ườ ng hợ p làm bằng sắt tấm), hoặc bị lão hóa (trong tr ườ ng hợ p làm bằng chất dẻo). Một nhượ c điểm khác là áp suất gas thấ p do đó bất tiện trongviệc thắ p sáng, đun nấu... để khắc phục nhượ c điểm nầy ngườ i ta thườ ng treo

thêm vật nặng vào nắ p hầm ủ.

Ống nạp

Ống dẫn gas

Hỗn hợ p ủ

Gas

Ống thải

Bể thải

Nắp xây kín

Nắp hầm ủ hàn kín bằng

đất sét để dở ra đượ c khicần súc rử a hầm ủ

Hình 3.10. H ầm ủ nắ p vòm cố định






3.3. Các phươ ng pháp xử lý chất thải nhà máy thự c phẩm

3.3.1. Xử lý chất thải nhà máy thủy sản

3.3.1.1. Phươ ng pháp và sơ đồ công nghệ xử lý nướ c thải

3.3.1.2. Chất thải rắn3.3.1.2.1. Xử lý vỏ tôm, đầu tôm để sản xuất chitin và chitozan

* Công nghệ sản xuất chitin+ Phươ ng pháp của HeckmanSau nhiều năm nghiên cứu, Heckman đã đưa ra đượ c quy trình sản xuất

chitin như sau:

Hình 3.10. H ầm ủ nắ p trôi nổ i

Vỏ tôm tươ i

R ửa sạch

Sấy khô ở 1000C

Nghiền thành bột

Ngâm trong HCl 2N trong 48 giờ (có lắc hoặc khuấy liên tục

Ly tâm

Bột chitin có màu kem






Theo công nghệ trên, vỏ tôm đượ c cạo và r ửa nhiều lần bằng nướ c sạch,r ồi đưa vào sấy khô ở 1000C, sau đó nghiền thành bột, và ngâm trong dungdịch HCl 2N trong 48 giờ . Tiế p tục đem ly tâm, và dùng dung dịch NaOH 1Nđể trích xuất chitin ở nhiệt độ 1000C trong 12 giờ . K ết thúc quá trình trích xuất

tiến hành tách cặn, r ửa vớ i nướ c, ethanol và làm khô, nghiền tinh và thu nhận bột chitin thành phẩm.+ Phươ ng pháp của P. Meyers và keuns, Lee

Vỏ tôm tươ i

R ửa sạch

Làm khô

Nghiền

Sàng

Tách protein bằng NaOH3,5% trong 2 giờ ở 650C

Lọc

R ửa sạch Tách vô cơ bằng HCl 1N trong30 phút ở nhiệt độ phòng

Lọc

R ửa

Sấy

Nghiền mịn

Chitin

Hình 3.1. Phươ ng pháp sản xuấ t chitin của Heckman

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t chitin của P. Meyers và keuns, Lee






Các tác giả đã đưa ra quy trình sản xuất chitin đơ n giản hơ n nhiều. Theo phươ ng pháp này, vỏ tôm đượ c tách protein bằng cách khuấy liên tục vỏ tômkhô trong dung dịch NaOH loãng 3,5% , ở nhiệt độ 650C trong 2 giờ , r ồi đemr ửa sạch. Lại tiế p tục loại bỏ các chất vô cơ bằng cách khuấy liên tục vỏ tômtrong dung dịch HCl 1N trong 30 phút ở nhiệt độ phòng. Sau đó r ửa nhiều lần

bằng nướ c sạch cho đến khi vỏ tôm có pH trung tính. Tiế p tục tẩy màu bằng

aceton nguyên chất, và làm khô ở 600

C trong 6 giờ . Cuối cùng ngườ i ta nghiềnthành bột chitin.* Công nghệ sản xuất chitozan+ Phươ ng pháp thủ y nhi ệt của Nhật

Các nhà khoa học ngườ i Nhật đưa ra công nghệ sản xuất chitozan bằng phươ ng pháp thủy nhiệt. Phươ ng pháp này đượ c tóm tắt như sau:

Ư u điểm của phươ ng pháp này là thờ i gian sản xuất chitozan r ất ngắn,nhượ c điểm là chi phí r ất cao.

+ Phươ ng pháp của Tr ườ ng Đại học Thủ y sản Nha Trang

Tr ườ ng Đại học Thủy sản Nha Trang có đưa ra quy trình công nghệ sảnxuất chitozan như hình cho ở dướ i.

Theo công nghệ này, vỏ tôm tươ i đượ c r ửa nhiều lần vớ i nướ c cho sạchr ồi phơ i cho thật khô. Tiế p theo ngâm vỏ tôm khô trong HCl 5% trong 48 giờ ở nhiệt độ thườ ng. Lại tiế p tục r ửa sạch vỏ tôm vớ i nướ c nhiều lần và thủy phân

bằng NaOH 8% ở nhiệt độ 1000C trong 2 giờ . Tiế p tục r ửa sạch vỏ tôm và tiến

hành tẩy màu vớ i KMnO4 1%, H2SO4 10% trong thờ i gian 1 giờ . Vỏ tôm lạiđượ c khử màu lần thứ hai bằng Na2S2O3 trong 15 phút, r ửa thật sạch ta thuđượ c chitin.

Vỏ đầu tôm tươ i

Làm khô

Tách vô cơ bằng HCl 2M ở 1200C trong 1 giờ

Khử protein và deacetyl hóa bằng NaOH 15M trong 1 giờ ở 1500C

Làm khô

Chitozan

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t chitozan theo công nghệ của Nhật






Tẩy gốc acetyl bằng dung dịch NaOH 40% ở 800C trong thờ i gian 24 giờ .R ửa thật sạch cho đến khi đạt đượ c pH trung tính, ta sẽ có chitozan.

+ Phươ ng pháp của Tr ườ ng Đại học Bách khoa TP. H ồ Chí Minh

Tr ườ ng Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh đưa ra quy trình công nghệ như sau:

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t chitozan của Tr ườ ng Đại học Thủ y sản

Nha Trang

Vỏ tôm

R ửa sạch

Ngâm vỏ tôm trong HCl 5% ở nhiệt độ phòng trong 48 giờ

Thủy phân bằng NaOH 8%ở 1000C trong 2 giờ

R ửa sạch

Tẩy màu

Phơ i khô

R ửa sạch

Sấy khô

Tẩy gốc acetyl bằng NaOH40% ở 800C trong 24 giờ

Chitin

Chitozan






Theo công nghệ trên, đầu, vỏ tôm đượ c làm sạch bằng cách loại bỏ thịt,tạ p chất, sau đó r ửa nhiều lần bằng nướ c sạch r ồi đem phơ i khô, hoặc sấy ở 600C trong vòng 24 giờ .

Vỏ, đầu tôm khô đượ c ngâm trong HCl 6%, vớ i tỷ lệ vỏ tôm khô/acid là

1:8, thờ i gian ngâm là 6 giờ ở nhiệt độ phòng để loại chất khoáng. Khi ngâm phải đảo tr ộn hoặc gài nén để vỏ tôm luôn ngậ p trong dung dịch acid, khi thấy bọt khí tạo thành r ất ít là k ết thúc quá trình khoáng hóa.

Tiế p đó, lấy vỏ, đầu tôm đã đượ c loại chất khoáng ra và r ửa nhiều lần bằng nướ c sạch cho đến khi pH = 7. Lúc này vỏ, đầu tôm mềm, có màu hồngnhạt, lấy ra đem deacetyl hóa.

Đem vỏ, đầu tôm đã loại chất khoáng nấu vớ i dung dịch NaOH 7M.Lượ ng NaOH 7M thườ ng sử dụng gấ p bảy lần khối lượ ng đầu, vỏ tôm. Duy trìnhiệt độ ở 1300C trong 90 phút, sau đó r ửa lại nhiều lần bằng nướ c sạch cho

đến khi pH = 7, sấy khô và ta thu đượ c chitozan.3.3.1.2.2. Xử lý phế liệu nhà máy chế biến cá

* Xử lý phế liệu cá làm thự c phẩm gia súc

Vỏ đầu tôm tươ i

R ửa sạch và làm khô

Tách vô cơ bằng cách ngâm trong HCl6% ở nhiệt độ phòng trong 6 giờ

Deacetyl hóa và khử màu bằng

NaOH 7M ở 1300C trong 90 phút

R ửa sạch đến pH = 7

Làm khô

R ửa sạch nhiều lần bằngnướ c máy cho đến pH = 7

Chitozan

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t chitozan của Tr ườ ng Đại học Bách

khoa TP. H ồ Chí Minh






Thực phẩm gia súc đòi hỏi không chỉ giá tr ị dinh dưỡ ng cao, mà còn yêucầu mức độ vệ sinh và an toàn cao. Do đó, không phải tất cả các loại phế liệucá đều có thể sử dụng như nguồn nguyên liệu để sản xuất thực phẩm gia súc.

Công nghệ sản xuất thực phẩm gia súc từ phế liệu cá đượ c trình bày như hình dướ i đây.

Phế liệu cá sử dụng trong sản xuất thực phẩm gia súc phải không chứađộc tố, không chứa vi sinh vật gây bệnh, và phải chứa một lượ ng dinh dưỡ ngnhất định, đặc biệt là hàm lượ ng protein.

Phế liệu cá thườ ng đượ c sấy ở nhiệt độ cao, để vừa loại hàm lượ ng nướ c,vừa tiêu diệt vi sinh vật có trong phế liệu cá. Phế liệu cá sau khi sấy đượ cnghiền mịn và đượ c kiểm tra vi sinh vật r ất cẩn thận tr ướ c khi phối tr ộn thànhthực phẩm gia súc tổng hợ p. Tr ườ ng hợ p bột cá chứa vi sinh vật gây bệnh, phảitiến hành xử lý bằng tia cực tím hoặc bằng nhiệt độ cao trong khoảng thờ i gianngắn. Nếu việc xử lý không cẩn thận bột cá r ất dễ là nguồn gây bệnh. Do đó,công việc tiệt trùng bột cá phải bắt buột tr ướ c khi tiến hành phối tr ộn.

* Xử lý phế liệu cá làm phân bónPhân bón đượ c chế biến từ những phế liệu của cá có tác dụng r ất tốt cho

cây tr ồng. Tuy nhiên, nếu phế liệu cá không chứa muối ăn thì công việc chế biến phân bón tr ở nên r ất dễ dàng. Nhưng nếu phế liệu chứa muối ăn vớ i hàmlượ ng lớ n thì không thể sử dụng tr ực tiế p làm phân bón đượ c, vì lượ ng muốitrong phân bón cao sẽ ức chế sự phát triển của cây tr ồng, gây ra hiện tượ ng teonguyên sinh chất của lông hút ở r ễ cây, làm cho cây chết r ất nhanh.

Công nghệ sản xuất phân bón từ phế liệu cá đượ c trình bày như hình 3.. Nếu cá có hàm lượ ng muối nhỏ (NaCl < 1,5%), thì không cần loại muối

ra khỏi phế liệu cá. Cá đượ c phơ i khô, nghiền mịn và tr ộn vớ i các loại phânhữu cơ , sẽ cho ta loại phân hữu cơ r ất có giá tr ị cho cây tr ồng, vì trong phế liệu

cá có chứa r ất nhiều vi sinh vật hữu ích, có tác dụng phân giải chất hữu cơ vàquá trình vô cơ hóa các chất hữu cơ . Loại phân bón hữu cơ này giàu dinhdưỡ ng chứa nitơ , vừa cung cấ p vi sinh vật hữu ích r ất lớ n.

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t thự c phẩ m gia súc t ừ phế liệu cá

Phế liệu cá

Xử lý

Các loại bột, cám và cácloại nguyên liệu khác

Phối tr ộn

Thực phẩm gia súc hỗn hợ p

Vi lượ ng, vitamin

Nghiền






Nếu cá có hàm lượ ng muối lớ n (NaCl > 1,5%), ta phải dùng nướ c r ửanhiều lần, sau đó nghiền nhỏ, phối tr ộn vớ i các loại phân gia súc, các chất hữucơ như mạt cưa, bột khoai mì hoặc bột vỏ đậu phộng, vỏ cà phê hay bất k ỳ mộtloại bột nào đượ c chế biến từ chất thải hữu cơ .

Mục đích của việc phối tr ộn này là làm giảm độ ẩm của phế liệu cá vàlàm tăng hàm lượ ng cacbon để tỷ lệ C/N đảm bảo mức cân đối cho quá trình

lên men. Tùy theo điều kiện cụ thể, ngườ i ta thườ ng đưa vào khối ủ khoảng 30- 35% cá phế liệu, còn lại là những chất có nguồn gốc thực vật hoặc phân giasúc. Thờ i gian ủ thườ ng kéo dài khoảng 15 – 30 ngày. K ết thúc quá trình ủ làkhi nhiệt độ lên men giảm xuống dướ i 400C và độ ẩm khối ủ chỉ còn dướ i 30%.

3.3.2. Xử lý chất thải nhà máy giết mổ gia súc, gia cầm


3.3.2.2. Các phế liệu, phụ phẩm

3.3.3. Xử lý chất thải nhà máy đườ ng

3.3.3.1. Phươ ng pháp và sơ đồ công nghệ xử lý nướ c thải3.3.3.2. Tận dụng và xử lý mật rỉ

3.3.3.2.1. Sản xuất cồn

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t thự c phẩ m gia súc t ừ phế liệu cá

Phế liệu cá

Xử lý

Chất chốngmùi hôi

Lên men

Làm khô

Phối tr ộn môi tr ườ ng

Làm khô

Nghiền

Phân hữu cơ






Quy trình sản xuất cồn bằng phươ ng pháp lên men r ượ u bở i nấm menđượ c thực hiện qua các bướ c sau: Xử lý r ỉ đườ ng, lên men biến đườ ng thànhr ượ u, chưng cất và tinh chế.

* Sơ đồ công nghệ sản xuất cồn

* R ỉ đườ ng có thể xử lý theo các phươ ng pháp sau đây:- Cho 3,5 kg H2SO4 vào 1 tấn r ỉ đườ ng, khuấy đều ở nhiệt độ thườ ng

trong thờ i gian 24 h, sau đó ly tâm thu dịch trong.- Cho 3,5 kg H2SO4 vào 1 tấn r ỉ đườ ng, đun nóng lên nhiệt độ 850C và

khuấy đều liên tục trong thờ i gian 6 h, sau đó ly tâm thu dịch trong.- Cho H2SO4 đến khi pH của r ỉ đườ ng đạt giá tr ị bằng 4, đun nóng đến

120 - 1250C trong 1 phút để các chất vô cơ k ết tủa, sau đó ly tâm thu dịchtrong.

Thực hiện trong ba cách trên ta sẽ thu đượ c dịch r ỉ đườ ng đã loại chất keovà màu. Sau đó pha loãng r ỉ đườ ng đến nồng độ khoảng 16 - 22 %, và bổ sungthêm một số thành phần để cung cấ p thêm vitamin và acid amino như muối

ammonium, muối phosphate, dịch thuỷ phân nấm men. Môi tr ườ ng có thành phần như trên có thể sử dụng để lên men.

* Lên menĐây là giai đoạn quan tr ọng nhất trong sản xuất cồn, quyết định chất

lượ ng sản phẩm tạo thành.- Giống. Chủ yếu là các chủng của nấm men Saccharomyces cerevisiae.

Các chủng nấm men dùng trong sản xuất phải có những đặc điểm cơ bản sau:+ Có đầy đủ đặc điểm đặc tr ưng của nấm men.+ Tốc độ phát triển mạnh, hoạt lực lên men cao.

+ Lên men đượ c nhiều loại đườ ng khác nhau và đạt đượ c tốc độ lên mennhanh.

+ Chịu đượ c độ cồn cao từ 10 ÷ 12%.

Nấm men

R ỉ đườ ng

Xử lý

Lên men r ượ u

Chưng cất

Tinh chế

Cồn thành phẩm

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t cồn






+ Thích nghi đượ c vớ i những điều kiện không thuận lợ i của môi tr ườ ng,đặc biệt là đối vớ i chất sát trùng.

- Quá trình lên men. Môi tr ườ ng lên men sau khi đượ c khử trùng, kiểm trađộ đườ ng đạt 90 ÷ 120 g/l và pH = 4,5 ÷ 4,8 thì có thể cấy giống vào. Thờ igian lên men từ 65 ÷ 72 giờ , trong đó 10 giờ đầu có sục khí để nấm men sinhsôi nảy nở , sau đó cho lên men t ĩ nh (yếm khí). Quá trình lên men r ượ u xảy ra

như sau: đườ ng và các chất dinh dưỡ ng của môi tr ườ ng lên men đượ c hấ p thụ vào trong tế bào nấm men qua màng tế bào và tham gia vào quá trình trao đổichất, r ượ u ethanol và CO2 tạo thành liền thoát ra khỏi tế bào, r ượ u ethanol tantốt trong nướ c do vậy nó khuếch tán r ất nhanh vào môi tr ườ ng xung quanh.

* Chư ng cất và tinh chế cồnKhi k ết thúc lên men r ượ u, sau khi đã loại bỏ tế bào nấm men, muốn

đượ c r ượ u tinh khiết cần chưng cất dịch lên men để loại bỏ tạ p chất. K ỹ thuậtchưng cất r ượ u ảnh hưở ng r ất lớ n đến chất lượ ng r ượ u thu đượ c. Đồng thờ i tỷ lệ tạ p chất và chất lượ ng r ượ u lại chịu ảnh hưở ng bở i nguyên liệu nuôi cấy.

Quá trình chưng cất r ượ u diễn ra theo các giai đoạn sau:- Chưng cất dịch lên men sẽ thu đượ c r ượ u thô, quá trình chưng cất sẽ tách cồn cùng các chất dễ bay hơ i ra khỏi dịch lên men.

- Quá trình tinh chế r ượ u: tách các tạ p chất ra khỏi cồn thô để thu cồn tinhkhiết. Trong cồn thô ngoài ethanol còn có nhiều tạ p chất. Dựa vào tr ọng lượ ng

phân tử và khả năng bay hơ i ngườ i ta chia làm ba nhóm:+ Tạ p chất đầu (có nhiệt độ sôi thấ p hơ n ethanol: aldehyde acetic, ethyl

acetate, methyl acetate, methanol…) đượ c lấy ra giai đoạn đầu của quá trìnhtinh chế, đượ c gọi là r ượ u đầu hay cồn công nghiệ p.

+ Tạ p chất cuối (có nhiệt độ sôi cao hơ n ethanol và khó bay hơ i, đó làr ượ u cao phân tử: isoamylic, isobutylic…) loại này ít tan trong nướ c, đượ c gọilà dầu fusel hay r ượ u tạ p.

+ Tạ p chất trung gian, tùy thuộc vào nồng độ r ượ u và tính chất vật lý củacác tạ p chất mà nó sẽ bay hơ i cùng vớ i tạ p chất đầu hay ở lại vớ i tạ p chất cuối.Số tạ p chất này khó tách khỏi ethanol khi tinh chế, chẳng hạn: isobutyrate,ethyl isovalerianate.

Sau khi tinh chế, tách ba loại tạ p chất trên, ta có r ượ u tinh khiết. Hỗn hợ pr ượ u-nướ c là hỗn hợ p đẳng phí (có điểm sôi chung) nên vớ i phươ ng phápchưng cất thông thườ ng không thể tinh chế đượ c r ượ u ethanol có nồng độ r ượ u> 95,5% (thể tích). Vì vậy, muốn có ethanol tuyệt đối (>99%) ta phải tinh chế thêm (ví dụ: bằng phươ ng pháp chưng luyện dướ i áp suất thấ p p ~ 0,0525 atm)để hỗn hợ p r ượ u-nướ c không có điểm sôi chung và cuối cùng sẽ thu đượ cethanol tuyệt đối.

3.3.3.2.2. Sản xuất men bánh mì

* Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nấm men bánh mì






* Nguyên liệu dùng trong sản xuất nấm men bánh mìĐể sản xuất nấm men bánh mì chất lượ ng cao, ngườ i ta sử dụng các loại

nguyên liệu sau:- N ướ c: Nướ c là nguyên liệu chính trong sản xuất vì đây là công nghệ lên

men chìm hiếu khí. Nướ c sử dụng là nướ c sinh hoạt (nướ c máy). Nếu dùngnướ c giếng hay nướ c bề mặt khác thì phải xử lý chúng để đạt chất lượ ng nướ cmáy dùng cho sinh hoạt.

- Nguồn hydratcacbon: Thườ ng sử dụng là r ỉ đườ ng, phế phẩm của côngnghiệ p đườ ng. Yêu cầu r ỉ đườ ng: có hàm lượ ng chất khô không thấ p hơ n 75%,đườ ng 40 ÷ 50%, hàm lượ ng chất tro không thấ p hơ n 7,5%, tổng nitơ khôngthấ p hơ n 1,4%, số lượ ng các vi sinh vật không quá 15000 tế bào trong 1g r ỉ đườ ng.

R ỉ đườ ng tr ướ c khi pha môi tr ườ ng nuôi nấm men cần đượ c xử lý. Tr ướ c

tiên pha loãng r ỉ đườ ng theo tỉ lệ 1:1 ÷ 1:4, acid hoá bằng acid sulfuric tớ i pH =5 r ồi làm sạch theo phươ ng pháp hoá học hoặc phươ ng pháp cơ học. Trong

phươ ng pháp hoá học ngườ i ta thêm vào dịch r ỉ đườ ng các chất k ết lắng để k ết

Nấm men giống

Nuôi cấy men giống

Nuôi cấy men thươ ng phẩm

Ly tâm, tách r ửa men

Ép

Định hình

Sấy

Bao gói

Bảo quản nhiệt độ thườ ng

Men khô

R ỉ đườ ng

Xử lý r ỉ đườ ng

Đóng gói men ép

Bảo quản lạnh

Men ép






tủa các chất keo. Phươ ng pháp cơ học dùng máy ly tâm đĩ a để tách cặn của r ỉ đườ ng. Khi k ết tủa các chất keo ngườ i ta có thể đun nóng r ỉ đườ ng tớ i 80 ÷ 1000C để giết các tạ p khuẩn.

- Nguồn photpho và nit ơ : Thườ ng sử dụng urea như nguồn chứa nitơ vàdiamonphotphat (DAP) như nguồn chưa nitơ và photpho. Lượ ng DAP sử dụnglà 0,15 ÷ 0,3%. Tr ướ c khi dụng DAP và urea, ngườ i ta thườ ng hoà tan chúng

trong nướ c tr ướ c. Ngoài ra ngườ i ta còn sử dụng (NH4)2SO4, NH4OH, H3PO4,Ca(H2PO4)2.

- Nguồn kali và magie: Thườ ng sử dụng là K 2CO3, KCl, MgSO4.7H2O,MgCl2.

* Giống men bánh mìGiống nấm men thườ ng dùng trong sản xuất là Saccharomyces cerevisiae.

Yêu cầu phải đảm bảo những tính chất sau:+ Sinh sản nhanh.+ Chịu đượ c trong môi tr ườ ng r ỉ đườ ng.

+ Có lực làm nở bột cao.+ Ít bị thay đổi trong bảo quản.+ Có khả năng lên men đượ c đườ ng sacarose, glucose, maltase.+ Có hoạt lực enzyme zymase và maltose cao.* Quá trình nhân giống và nuôi cấy

Nhân giống nấm men là quá trình làm tăng dịch nấm men giống sau mỗichu k ỳ nuôi. Cứ mỗi một chu k ỳ nuôi, lượ ng dịch nấm men giống tăng từ 5 ÷ 10 lần dung dịch tr ướ c đó. Ta cứ tiến hành như vậy cho đến khi nào đạt đượ ckhối lượ ng nấm men giống cần thiết cho quá trình sản xuất.

+ Điề u kiện nuôi:- Môi tr ườ ng nướ c đườ ng có chứa 2 ÷ 4% đườ ng, bổ sung thêm một số muối dinh dưỡ ng.

- Môi tr ườ ng phải đượ c thanh trùng và làm nguội tr ướ c khi cho giốngnấm men vào hay chuyển từ chu k ỳ tr ướ c sang chu k ỳ sau.

- Nhiệt độ lên men là 26 ÷ 300C.- pH dịch nuôi 4 ÷ 4,5.- Thờ i gian nuôi từ 10 ÷ 24 giờ .- Nuôi trên máy lắc hay thổi khí vô trùng tuỳ theo dung dịch trong thiết bị

nuôi cấy. Ta có thể tham khảo bảng tóm tắt sau: Bảng 3.. Điề u kiện nhân giố ng nấ m men

Điều kiện nuôi cấyCác giaiđoạn nhân

giống

Thể tíchdịch nuôi

cấy Nồng độ

(%)Thờ i gian

(giờ )Lưu lượ ng

khí (m3/m3.h)

Hiệusuất thuhồi (%)

Phòng thínghiệm (3 ÷

5 cấ p)

10ml ÷ 10 lít 12 ÷ 16 16 ÷ 24 Lắc hoặc sụckhí: 1 ÷ 2

8 ÷ 10

Giống thuần

khiết (2 ÷ 4cấ p)

50 ÷ 1500 lít 10 ÷ 24 10 ÷ 18 5 ÷ 10 15 ÷ 20

Giống sảnxuất (2 ÷ 3

5 ÷ 15 m3 5 ÷ 8 10 ÷ 15 20 ÷ 50 20 ÷ 50






cấ p)

Nuôi nấm men thươ ng phẩm có thể theo chu k ỳ hoặc liên tục. Nuôi chuk ỳ có nhượ c điểm là:

+ Tốn nhiều thờ i gian cho giai đoạn vệ sinh thiết bị và điều kiện sản xuất.+ Sinh khối nấm men thu nhận đượ c bao gồm cả tế bào mớ i sinh tr ưở ng,

tế bào tr ưở ng thành và tế bào già.+ Bị tác động mạnh bở i chất dinh dưỡ ng vớ i hàm lượ ng khá cao ngay từ

thờ i gian nuôi cấy.Để khắc phục ba nhượ c điểm này, ngườ i ta thực hiện nuôi cấy liên tục.

Ư u điểm lớ n nhất của phươ ng pháp này là năng suất tăng và tế bào nấm menluôn luôn đượ c đổi mớ i chất dinh dưỡ ng. Phươ ng pháp này còn cho phép takiểm soát và điều khiển dễ dàng quá trình.

* Thu nhận sinh khối nấm men+ Thu nhận sinh khố i nấ m men d ạng paste:

Ngay khi k ết thúc quá trình lên men, ngườ i ta thu nhận sinh khối nấmmen ngay. Đầu tiên là quá trình tách và r ửa nấm men, có thể thực hiện mộttrong các phươ ng pháp sau đây:

- Khi nhận nấm men, ngườ i ta r ửa nấm men trong một thiết bị có hệ thốngcấ p nướ c lạnh liên tục và tách nấm men liên tục trong máy ly tâm. Phươ ng

pháp này đượ c thực hiện ở những cơ sở sản xuất nhỏ.- R ửa nấm men trong hệ thống gồm hai thiết bị bằng phươ ng pháp hoà tan

gián đoạn, bao gồm ba giai đoạn:• Tách nấm men khỏi dịch.

•

Tách nấm men từ nướ c r ửa 1 và 2.• Ly tâm lần lần các phần trên.- Tách nấm men bằng cách ly tâm ba lần. Sau mỗi lần ly tâm mật độ nấm

men sẽ cao hơ n trong sinh khối thu đượ c. Nấm men sau khi ly tâm gọi là nấm men dạng nhão (nấm men paste), còn

chứa nhiều nướ c ở dạng tự do, hàm lượ ng nướ c nhiều trong sinh khối sẽ làmgiảm chất lượ ng nấm men. Do đó ngườ i ta phải ép sinh khối này, thườ ng dùngmáy ép khung bản. Nấm men sau khi ép có độ ẩm 70 ÷ 75%. Sau khi ép ngườ ita định hình chúng bằng máy định hình theo yêu cầu của thị tr ườ ng, sau đó

nấm men đượ c cắt miếng, đóng gói và bảo quản lạnh ở nhiệt độ 0 ÷ 4

0

C, độ ẩmkhông khí 82 ÷ 96%.+ Thu nhận nấ m men d ạng khô:Từ nấm men dạng paste, ngườ i ta đem sấy để thu nhận nấm men dạng

khô. Nấm men dạng khô thườ ng có độ ẩm < 10%. Quá trình sấy tr ải qua bagiai đoạn:

- Tách nướ c tự do trong nấm men paste còn khoảng 50 ÷ 52%. Nhiệt độ sấy < 400C.

- Tách nướ c tự do và một phần nướ c liên k ết. Giai đoạn này thườ ng r ất

dài. Cuối giai đoạn này hàm lượ ng ẩm còn lại 16 ÷ 20%.- Tách nướ c liên k ết trong tế bào đến độ ẩm cuối cùng < 10%. Thờ i giansấy cũng r ất dài.






Hiện nay, ngườ i ta còn dùng máy sấy thăng hoa để sản xuất nấm menkhô.

3.3.3.2.3. Sản xuất acid lactic

Sự lên men lactic là quá trình lên men yếm khí, sản phẩm tạo thành làacid lactic dướ i tác dụng của vi khuẩn lactic.

Bản chất của quá trình này là sự chuyển hoá đườ ng thành acid pyruvic vàtrong tế bào vi khuẩn, acid pyruvic không bị phân giải sâu xa hơ n mà thu nhậnhydro tạo thành acid lactic.

* Nguyên liệu và chuẩn bị môi trườ ng dinh dưỡ ngTrong sản xuất acid lactic ngườ i ta thườ ng dùng r ỉ đườ ng, vì đây là nguồn

liệu r ẻ tiền và dễ kiếm. Tr ướ c tiên, r ỉ đườ ng cần phải đượ c xử lý để tẩy màu vàtách các chất keo có trong mật r ỉ. Để xử lý màu, ngườ i ta thườ ng dùng thanhoạt tính, đầu tiên, r ỉ đườ ng đượ c làm loãng theo tỷ lệ 1:3, sau đó cho chảy quacột than hoạt tính. Than hoạt tính sẽ hấ p phụ các chất màu, khi đó dung dịch r ỉ đườ ng sẽ sáng màu hơ n. Sau đó, làm loãng r ỉ đườ ng đến nồng độ chất khô 15%và dùng H2SO4 5% theo khối lượ ng dịch để acid hoá môi tr ườ ng. H2SO4 như một chất điều hoà pH, phá vỡ hệ keo và chuyển hoá đườ ng saccharose thànhđườ ng nghịch đảo giúp quá trình lên men sau này tốt hơ n. Trong giai đoạn này,ngườ i ta thườ ng đun dung dịch đến 90 ÷ 950C trong 6 giờ . Tiế p tục pha loãngdung dịch xuống còn 5 ÷ 10% đườ ng và điều chỉnh pH ngượ c lại đến 6,3 ÷ 6,5.Sau đó làm nguội dung dịch đườ ng xuống 500C và bơ m chúng vào thùng lênmen để tiến hành quá trình lên men.

* Các chủng sản xuấtSự lựa chọn vi sinh vật để ứng dụng và tuyển chọn để sản xuất acid lactic

cao hơ n phụ thuộc r ất nhiều vào nguyên liệu.Các chủng vi khuẩn đượ c sử dụng lên men lactic:+ Vi khuẩn lactic đồng hình: Lactobacillus axitophilus, Lactobacillus

bulgaricus, Lactobacillus bifdus, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbruckii,

Lactobacillus plantanrum...+ Vi khuẩn lactic dị hình: Lactobacillus pasteurianus, Lactobacillus

brevis, Lactobacillus lycopessici, Streptococcus lactic, Streptococcus cumoris,

Streptococcus falcalis.* Các phươ ng pháp lên men và thu nhận sản phẩmHiện nay, ngườ i ta sản xuất acid lactic chủ yếu theo hai phươ ng pháp lên

men đó là phươ ng pháp lên men truyền thống và phươ ng pháp lên men hiệnđại.

+ Phươ ng pháp truyền thống:Vi khuẩn lactic đã đượ c nuôi cấy riêng ở phân xưở ng nhân giống. Khi

lượ ng giống đảm bảo về số lượ ng tế bào, ngườ i ta chuyển vào thùng lên menvớ i tỷ lệ giống là 2,5 ÷ 3%. Trong sản xuất acid lactic, ngườ i ta thườ ng sử

dụng vi khuẩn lactic đồng hình, trong đó vi khuẩn Lactobacillus delbruckii đượ c sử dụng hơ n cả. Đối vớ i vi khuẩn này, thườ ng duy trì nhiệt độ trong suốtquá trình lên men là 500C, pH = 5 ÷ 6, thờ i gian lên men 7 ÷ 10 ngày. Tuy

C6H12O6 CH3CHOHCOOH






nhiên, điều kiện lên men có thể thay đổi tuỳ theo giống vi khuẩn lactic mà ta sử dụng trong sản xuất.

Trong quá trình lên men, ngườ i ta thườ ng sử dụng vôi mịn để trung hoàlượ ng acid đượ c tạo thành nhằm tránh hiện tượ ng acid hoá dung dịch lên menvà tạo ra lactat canxi. Lượ ng vôi mịn sử dụng khoảng 3 ÷ 4 lần/1 ngày. Số lượ ng CaCO3 cho vào tuỳ thuộc vào lượ ng acid lactic tạo thành.

Sau khi lên men xong, dung dịch lên men đượ c đun nóng đến 80 ÷ 900C. Ngườ i ta dùng CaCO3 điều chỉnh pH của dịch lên men đến 10 ÷ 11. Giữ yên pH này trong khoảng thờ i gian 3 ÷ 5 giờ . Trong thờ i gian này, các chất lắng vàsinh khối vi khuẩn sẽ lắng xuống đáy. Ngườ i ta loại chất lắng này. Sau đó dịchtrong đượ c lọc bằng máy lọc khung bản ở nhiệt độ 70 ÷ 800C. Sau khi lọcxong, toàn bộ dịch lên men đượ c chuyển qua thiết bị tạo k ết tủa lactat canxi.Quá trình tạo k ết tủa này khoảng từ 10 ÷ 16 giờ . K ết thúc quá trình k ết tủa,ngườ i ta cũng đem lọc bằng máy lọc khung bản. Để riêng k ết tủa và dịch lọc.Dịch lọc đượ c đem đi cô đặc lại và tiến hành k ết tủa lại một lần nữa để thu hồi

toàn bộ lượ ng acid lactic có trong dịch lên men. Phần k ết tủa này đượ c tr ộnchung vớ i phần tr ướ c và đem sang thiết bị thu nhận acid lactic. Để thu nhậnacid lactic, cho H2SO4 vào phần k ết tủa. Khi đó phản ứng xảy ra và tạo thànhCaSO4 k ết tủa và dung dịch chứa acid lactic (C3H6O3). Dung dịch acid lacticđượ c đem đi khử màu bằng than hoạt tính và đem cô đặc chân không để thunhận acid lactic tinh khiết.

+ Phươ ng pháp hiện đại:Trong phươ ng pháp này, ngườ i ta đã thay đổi giống và môi tr ườ ng lên

men và thay đổi phươ ng pháp thu nhận sản phẩm.

Trong môi tr ườ ng lên men sử dụng dung dịch chứa đườ ng 40 ÷ 100gđườ ng trong 1000ml, ngoài ra còn bổ sung 1% dầu bắ p ngô, 1 ÷ 4% nướ c chiết

bắ p, nhiều loại nguyên tố khoáng vi lượ ng.Điều kiện lên men ở nhiệt độ 40 ÷ 500C, điều chỉnh pH trong suốt quá

trình lên men là 4,8 ÷ 5,7 bằng NaOH. Giống dùng trong quá trình lên men làgiống Lactobacillus axitophilus. Lượ ng giống cho vào để lên men là 5% so vớ idung dịch lên men.

Sau khi lên men xong, ngườ i ta dùng Na2CO3 đưa pH dung dịch lên menđến pH = 6,5 và thực hiện các điều kiện cho việc tạo thành lactat natri như

phươ ng pháp truyền thống. Toàn bộ dung dịch, cả phần lactat và sinh khốiđượ c đưa vào thiết bị thẩm tích điện để thu nhận lactat natri ở dạng lỏng vàsinh khối vi sinh vật. Sinh khối vi sinh vật có khả năng lên men sẽ đượ cchuyển ngượ c lại để lên men k ế tiế p. Lactat natri đượ c cô đặc chân không vàđượ c chuyển sang máy thẩm tích điện trích ly để thu nhận acid lactic tinh khiết.Dung dịch acid lactic sẽ đượ c đưa qua hai cột trao đổi ion để tách các cation

Na+ và các cation khác. Ở cột trao đổi ion thứ hai sẽ tách anion SO42−. Acid

lactic sau khi qua hai cột lọc này sẽ có độ tinh khiết r ất cao 99%.

3.3.3.3. Tận dụng và xử lý bùn lọc

3.3.3.3.1. Sản xuất sáp mía và dầu mía






Sáp mía là một loại sáp cứng màu vàng, hoặc màu nâu nhạt, không hoàtan trong nướ c và cồn lạnh. Song dễ hoà tan trong cồn nóng và có thể hoà tantrong este lạnh, clorofoc lạnh hoặc benzen dầu mỏ.

Sáp mía đượ c dùng làm nguyên liệu tráng sáp, sơ n, xi đánh dày, dầu lángda, nguyên liệu cách điện,… Cứ 100 kg bùn lọc khô có thể rút ra khoảng 5 - 8kg sáp cứng, 4 - 8 kg mỡ sáp.

Trong công nghiệ p sản xuất sáp mía thườ ng dùng các dung môi như tinhdầu, benzen, r ượ u dễ tan sáp mía và rút chúng ra khỏi bùn lọc bằng cách rútnóng, k ết tinh lạnh. Tinh chế và tẩy tr ắng sáp cứng phải dùng than hoạt tính vàcác thuốc tẩy màu khác như natri hipoclorit hoặc thuốc tẩy tr ắng hỗn hợ p.

Từ mỡ mía và sáp mía tiến hành xà phòng hoá sẽ tách ra đượ c tinh cồn(dầu mía). Tinh cồn là một loại nguyên liệu đượ c sử dụng trong dượ c r ất quý,có thể chế ra nhiều chất kích thích dùng trong y dượ c.

3.3.3.2.2. Sản xuất phân sinh hóa hữ u cơ

Bùn lọc là một hỗn hợ p các chất r ất thuận lợ i để sản xuất phân sinh hoáhữu cơ . Trong nhiều năm qua, nhiều nhà máy đườ ng như Hiệ p Hoà La Ngà,Phú Khánh, Lam Sơ n (Thanh Hoá) đã sản xuất phân sinh hoá hữu cơ từ bùnthải bằng công nghệ của Tr ườ ng Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh.

Mặc dù bùn thải có chứa nhiều chất hữu cơ , khoáng, nhưng trong bùn thảinhà máy đườ ng có chứa r ất nhiều sáp. Lượ ng sáp này nếu không xử lý sẽ làmột yếu tố gây cản tr ở sự hấ p thụ các chất dinh dưỡ ng. Chúng sẽ phủ xungquanh các lông hút của bộ r ể thực vật, các chất dinh dưỡ ng sẽ r ất khó chui quachúng để xâm nhậ p vào mô thực vật. Việc phân huỷ sáp thực vật đượ c thựchiện bằng phươ ng pháp hoá học (quá trình oxy hoá hoặc hoà tan) và phươ ng

pháp sinh học (quá trình lên men). Trong điều kiện tự nhiên, quá trình lên menlà thích hợ p hơ n cả.

Quy trình công nghệ đượ c thực hiện như sau:

Bùn lọc

Xử lý sơ bộ

Phối liệu thành môitr ườ ng lên men

Phối tr ộn N, P, K vi lượ ng

Phân hữu cơ khoáng, vi lượ ng

Giống vi sinh vật

Nhân giống

Vi sinh vật sản xuấtPhân hữu cơ

Ép viên

Phân hữu cơ khoáng,vi lượ ng dạng viên

Hình 3.. Công nghệ sản xuấ t phân sinh hoá hữ u cơ






- X ử lý bùn l ọc: Bùn lọc cần phải đượ c phơ i khô ở khu vực có diện tíchr ộng, sau đó đưa vào máy nghiền để nghiền nhỏ các thành phần có kích thướ clớ n để quá trình lên men xảy ra nhanh hơ n.

- Giố ng vi sinh vật: Trong sản xuất phân sinh học, nên sử dụng hai giốngvi sinh vật:

+ Sử dụng giống vi sinh vật có khả năng phân giải cellulose, trong đó hai

giống đượ c sử dụng nhiều nhất là: Trichoderma reesei và Aspergillus niger .Các chất dinh dưỡ ng có trong bùn lọc đủ để hai giống nấm mốc này phát triển.Khi phát triển trong bùn lọc, các giống nấm mốc sinh tổng hợ p enzymecellulase, nhờ đó hàm lượ ng cellulose có trong bùn lọc giảm đi r ất nhiều. Sản

phẩm trung gian của quá trình phân giải này cùng hàm lượ ng của các chất chứanitơ có trong sinh khối vi sinh vật tạo ra mùn trong khối ủ.

+ Các giống vi sinh vật có khả năng cố định nitơ phân tử. Ta có thể nuôicác giống vi sinh vật cố định nitơ phân tử riêng trong một hệ thống riêng. Saukhi xử lý bùn lọc bằng các vi sinh vật phân giải cellulose, ta tr ộn giống vi sinh

vật cố định nitơ vớ i khối bùn lọc đã đượ c xử lý để tạo ra phân vi sinh. Cácgiống vi sinh vật cố định nitơ thuộc Azotobacter spp.- Tiế n hành lên men: Để quá trình lên men thuận lợ i, khối bùn lọc đượ c

điều chỉnh độ ẩm khoảng 55 – 65%. Sau đó, tr ộn giống vào khối bùn lọc vàchuyển chúng vào các bể ủ, hoặc ta có thể không cần bể ủ mà đổ khối bùn lọcđã tr ộn giống vi sinh vật thành từng đống theo hình khối thang. Quá trình lênmen xảy ra trong khoảng thờ i gian 10 – 12 ngày, nhiệt độ lên men sẽ tăng r ấtnhanh. Nhiều tr ườ ng hợ p trong mùa khô, nhiệt độ đạt đến 70 – 750C. Ở nhiệtđộ này, phần lớ n nấm mốc bị tiêu diệt. Khi đó, các thành phần protein sẽ thoátra khỏi tế bào nấm mốc ra ngoài, cùng vớ i các sản phẩm phân giải cellulose sẽ tạo mùn cho phân bón.

Sản phẩm thu đượ c sau lên men là phân hữu cơ . Loại phân này khôngchứa độc tố và có chất lượ ng tươ ng đươ ng phân gia súc.

Phân hữu cơ đượ c phối tr ộn vớ i các thành phần N, P, K ta sẽ thu đượ c phân hữu cơ khoáng tổng hợ p. Phân hữu cơ đượ c phối tr ộn vớ i các giống visinh vật cố định nitơ ta sẽ thu đượ c phân hữu cơ vi sinh.

3.3.3.4. Tận dụng và xử lý bã mía

Bã mía đượ c thải ra trong khâu ép thô là chất thải chứa nhiều chất xơ r ất

khó phân giải, khối lượ ng thải lớ n nhất của công đoạn sản xuất đườ ng. Ngườ ita thườ ng dùng bã mía này làm chất đốt phục vụ cho lò hơ i, nhưng do khốilượ ng quá lớ n sử dụng làm chất đốt không hết phải thải ra môi tr ườ ng. Vài nămgần đây ngườ i ta đã sử dụng nguồn phế thải này để làm giá thể nuôi nấm ăn

bằng cách tr ộn 1/2 - 1/3 bã mía vớ i các hợ p chất giàu hữu cơ . Một số cơ sở sảnxuất tr ộn bã mía vớ i đất có bổ sung các chất dinh dưỡ ng để làm bầu ươ m câygiống.

Tr ườ ng Đại học Nông nghiệ p I (1999 - 2001) đã giúp một số nhà máyđườ ng xử lý bã mía bằng công nghệ vi sinh vật theo phươ ng pháp ủ bán hiếu

khí. Sau 2 tháng đem tái chế thành phân hữu cơ bón cho cây mía.3.3.3.4.1. Sản xuất ván ép






Ở nướ c ta, việc tận dụng bã mía để sản xuất ván ép đã đượ c áp dụng ở một số nhà máy đườ ng. Ở đây, bã mía sau khi xử lý đượ c tr ộn vớ i keo dính hoáhọc và đượ c ép trong máy ép có độ nén cao. Ván ép đượ c sản xuất từ bã mía cóđủ tính chất cơ và mỹ thuật.

3.3.3.4.2. Sản xuất thự c phẩm gia súc

Việc dùng bã mía để sản xuất thực phẩm gia súc là một hướ ng nghiên cứuvà sản xuất có nhiều triển vọng. Công nghệ sản xuất thực phẩm gia súc đãđượ c thực hiện ở nhiều nhà máy đườ ng trên thế giớ i như ở Cu Ba.

Công nghệ sản xuất thực phẩm gia súc từ bã mía đượ c trình bày theo hìnhdướ i đây.

Bã mía tr ướ c tiên nghiền nhỏ nhằm làm tăng klhả năng phân giảicellulose. Sau khi nghiền nhỏ, ngườ i ta thườ ng cho 5 – 10% mật r ỉ, 0,1 –0,15% urea, 0,15 – 0,25% DAP vào bột bã mía, dùng máy tr ộn đều hỗn hợ pnày. Ta có thể cho vào đây 10 – 20% cám mịn để làm tăng giá tr ị dinh dưỡ ngcho quá trình lên men. Ở những nhà máy nhỏ, ngườ i ta thanh trùng sau khi đãđiều chỉnh độ ẩm 65%. Ở những nhà máy lớ n có số lượ ng bã nhiều, ngườ i takhông thể thanh trùng khối bột mà đem ủ. Nếu bột bã mía đượ c gia nhiệt, thờ igian ủ sẽ nhanh hơ n thờ i gian ủ bột bã mía không gia nhiệt. Vi sinh vật sử dụngtrong quá trình ủ là vi khuẩn Bacillus spp và cellulomonas spp. Các loài vi

khuẩn này phát triển r ất mạnh trong khối bột bã mía, thờ i gian ủ từ 15 – 30ngày. Nhiệt độ trong khối ủ tăng nhanh và làm tăng khả năng phân giảicellulose, tạo ra khối ủ mềm hơ n và có mùi thơ m của quá trình lên men lactic.

Bã mía

Nghiền nhỏ

Xử lý tạo môi tr ườ ng lên men

Lên men

Phối tr ộn

Ép bánh

Bánh thức ăn gia súc

Thức ăn giasúc dạng bột

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t thự c phẩ m gia súc t ừ bã mía






Sau thờ i gian ủ, khối ủ đượ c phối tr ộn vớ i 4 – 5% urea và đem sấy khôlàm thức ăn gia súc dạng bột. Nhiều nhà máy, ngườ i ta còn tr ộn thêm 1%

premix để làm tăng giá tr ị dinh dưỡ ng cho thức ăn gia súc.Sau khi tr ộn xong, ngườ i ta ép thành từng bánh có tr ọng lượ ng 0,5 kg.

Bánh thức ăn gia súc có ưu điểm là dễ bảo quản hơ n dạng bột và đượ c sử dụngnhư thực phẩm bổ sung cho động vật nhai lại như: trâu, bò, ngựa,… không sử

dụng cho động vật không nhai lại.3.3.3.4.3. K ết quả bướ c đầu xử lý bã mía

[ Đề tài cấ p Nhà nướ c KHCN 04-04, cấ p Bộ B99, 2000-32-46, B2001- 32-

09 (1999 - 2001)].+ Chất lượ ng của chế phẩm vi sinh vật (VSV) để xử lý phế thải bã mía

Bảng 3.. Chấ t l ượ ng của chế phẩ m vi sinh vật

Chỉ tiêu K ết quả kiểm traĐộ ẩm (%) 35,6

pHKCl 6,6Độ xố p (%) 68Vi khuẩn cố định nitơ phân tử (tế bào/1g) 6,7.109

Vi khuẩn phân giải lân (tế bào/1g) 4,8.107 Vi khuẩn phân giải cellulose (tế bào/1g) 1,2.108

Nấm men (bào tử/1g) 7,6.108 Nấm mốc (bào tử/1g) 3,1.108 Xạ khuẩn (bào tử/1g) 4,9.107

Số liệu bảng 3. cho thấy trong chế phẩm có chứa 6 nhóm vi sinh vậtchính, mật độ sống sót của 6 nhóm vi sinh vật này đều đạt cao hơ n so vớ iTCVN - 1996.

Trong thờ i gian nghiên cứu đã thử nghiệm ủ bã mía theo 2 phươ ng phápsau:

- Xử lý vi sinh vật vào đống ủ có đảo tr ộn (hiếu khí và bán hiếu khí).Theo phươ ng pháp này thì chế phẩm vi sinh vật đượ c hoà vào nướ c và phunđều cho đống ủ, lượ ng nướ c cần phun đượ c tính toán sao cho đống ủ có độ ẩmtừ 60 - 70%. Đống ủ đánh thành luống chạy dài dọc theo sân ủ có mái che, kích

thướ c 2m. Cứ 15 ngày đảo tr ộn một lần có xử lý chế phẩm vi sinh vật.- Xử lý vi sinh vật vào bể ủ không đảo tr ộn (kiểu yếm khí). Phế thải đượ c

đưa vào bể từng lớ p, mỗi lớ p dày khoảng 30 cm phun dịch vi sinh vật, đến khiđầy bể thì lấy bùn ao trát kín trên bề mặt của bể ủ.

Quy trình xử lý đượ c trình bày ở sơ đồ hình 3..+ Ảnh hưở ng của chế phẩm vi sinh vật đến quá trình phân giải bã mía

trong đống ủ. Số liệu bảng 3. cho thấy:- Về pH: Bã mía có pH kiềm yếu. Trong quá trình ủ pH tăng chút ít do

hoạt động sống của vi sinh vật đã làm kiềm hóa môi tr ườ ng.

- Về độ ẩm: Ở công thức xử lý chế phẩm vi sinh vật độ ẩm luôn luôn caohơ n ở công thức đối chứng, nguyên nhân là do nhu cầu về nướ c cho hoạt độngsống của vi sinh vật trong quá trình ủ.

- Về nhiệt độ: Nhiệt độ giảm mạnh sau 2 tháng ủ.






- Về độ xố p: Độ xố p tăng dần theo thờ i gian ủ, ở công thức có xử lý visinh vật độ xố p luôn luôn cao hơ n so vớ i công thức đối chứng. Nguyên nhândo quá trình phân giải chuyển hoá mạnh của vi sinh vật làm cho độ tơ i xố ptăng.

Bảng 3.. K ế t quả phân tích phế thải trong quá trình ủ

Bã mía15 ngày 30 ngày 60 ngàyLoại phế thải

Chỉ tiêu Đ/C T/N Đ/C T/N Đ/C T/N pHKCl 7,6 7,7 7,6 7,8 7,7 8,0Độ ẩm (%) 65 62 45 35 30 25

Nhiệt độ (0C) 40 68 35 40 30 29

Độ xố p (%) 52 59 56 65 58 73P2O5 (%) 0,5 0,6 0,7 0,8 0,8 0,9K 2O (%) 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5

Chế phẩm vi sinh vật R ỉ đườ ng + nướ c sạch

Bể nhân sinh khối (48h)

Đống ủ bã mía (độ ẩm 60 - 70%), ủ trong 8 tuần

Kiểm tra chất lượ ng

Tái chế sau ủ (loại bỏ tạ p chất, nghiền, điềuchỉnh pH, bổ sung nguyên tố đa vi lượ ng)

Phân hữu cơ vi sinh

Kiểm tra chất lượ ng(theo TCVN - 1996)

Đóng bao gói và sử dụng

Vi sinh vật hữu ích

Hình 3.. Quy trình công nghệ sản xuấ t phân hữ u cơ vi sinh t ừ bã mía






P2O5 dễ tiêu (mg/100g) 150 180 160 200 180 250K 2O

trao đổi (mg/100g) 65 79 68 75 90 130Vi khuẩn tổng số (.107 tế bào) 15 41 21 51 32 87

Nấm (.106 bào tử) 31 48 52 75 36 52Xạ khuẩn (.104 tế bào 2 3 6 9 4 15i khuẩn cellulose (.105tế bào) 5 8 9 15 10 21

i khuẩn PG lân (.105tế bào) 4 12 6 18 11 22

- Về các chỉ tiêu dinh dưỡ ng trong đống ủ: Hàm lượ ng các chất dinhdưỡ ng trong đống ủ tăng dần theo thờ i gian ủ, nhất là các chất dinh dưỡ ng dễ tiêu. Ở công thức có xử lý vi sinh vật hàm lượ ng các chất dinh dưỡ ng luôn luôncao hơ n ở công thức đối chứng.

- Về mật độ vi sinh vật trong đống ủ: ở công thức xử lý vi sinh vật cho số lượ ng của 5 nhóm vi sinh vật đượ c phân tích luôn luôn cao hơ n ở công thứcđối chứng và đạt cao nhất sau 2 tháng ủ. Riêng nấm, tổng số đạt cực đại chỉ sau

1 tháng ủ.+ Chất lượ ng của phân hữu cơ vi sinh tái chế từ phế thải bã mía sau ủ

Bảng 3.. Chấ t l ượ ng của phân hữ u cơ vi sinh vật sản xuấ t t ừ bã mía

Loại phế thảiChỉ tiêu

Bã mía

pHKCl 7,5Độ ẩm (%) 24

Độ xố p (%) 72 N (%) 1P2O5 (%) 3K 2O (%) 2,4P2O5 dễ tiêu (mg/100g) 400K 2O

trao đổi (mg/100g) 320Vi khuẩn tổng số (.108 tế bào/g) 42Vi khuẩn CĐ nitơ (.106 tế bào/g) 96Vi khuẩn PG lân (.106 tế bào/g) 7,1

Sản phẩm sau xử lý phế thải bằng chế phẩm vi sinh vật đã tái chế để sảnxuất phân hữu cơ vi sinh theo quy trình của Tr ườ ng Đại học Nông nghiệ p I(K ết quả của đề tài B 99-32-46). Số liệu ở bảng 3. cho thấy chất lượ ng của

phân hữu cơ vi sinh đạt TCVN.

3.3.4. Xử lý chất thải nhà máy đồ hộp, rau quả


3.3.4.2. Tận dụng và xử lý các loại phế thải

3.3.4.2.1. Sử dụng chất thải nhà máy đồ hộp dứ a để sản xuất thự c

phẩm gia súc






Công nghệ xử lý bã dứa làm thức ăn gia súc đượ c trình bày như hình vẽ dướ i đây.

Tuy chất thải nhà máy đồ hộ p dứa là một hệ đồng nhất, nhưng trong đóchứa phần có khả năng làm thực phẩm gia súc và phần không có khả năng làmthực phẩm gia súc. Do đó, ngườ i ta phân ra hai loại, loại không có khả nănglàm thực phẩm gia súc đượ c thu gom riêng và đượ c đem chôn lấ p hoặc phơ ikhô đem đốt.

Phần có khả năng lên men đượ c nghiền nhỏ và đượ c phối tr ộn vớ i cám

hoặc bột ngô, hoặc bột sắn, cho đến khi lượ ng ẩm trong khối phối tr ộn đạtđượ c 60 – 65%. Khi khối phối tr ộn này đạt đượ c độ ẩm trên, ngườ i tiến hành ủ

bằng hai phươ ng pháp. Phươ ng pháp 1: Ngườ i ta đổ hỗn hợ p trên thành từng đống có kích thướ c

đáy 3m x 5m và chiều cao 2 – 3m. Sau đó dùng tấm ni lông phủ kín để tránh bị lây nhiễm vi sinh vật từ không khí và tránh thoát ẩm.

Phươ ng pháp 2: Ngườ i ta đổ hỗn hợ p trên vào các bể xi măng, gạch cókích thướ c đáy 3m x 4m và chiều cao 2 – 3m. Phía trên cũng đượ c phủ một lớ pni lông hoặc một lớ p bao bố đã đượ c thấm nướ c để giữ ẩm cho khối ủ.

Khi ủ, các quá trình đườ ng hóa, quá trình phân giải protein, quá trình phân giải cellulose và quá trình tạo acid lactic xảy ra. Cả bốn quá trình này đềulàm tăng khả năng đồng hóa của động vật, do đó làm tăng giá tr ị dinh dưỡ ngcủa khối ủ.

Hình 3.1. Công nghệ xử lý bã d ứ a làm thứ c ăn gia súc

Chất thải nhà máy đồ hộ p dứa

Phân loại

Chất chốngmùi hôi

Nghiền nhỏ

Điều hòa pH và phối tr ộn

Phần vỏ quả dứa

Lên men

Phối chế tạo thực phẩm gia súc

Thực phẩm gia súc

Lá chồi quả dứa

Chôn lấ p hoặc phân hủy làm

phân bón

Chồi quả dứa

Sản xuất bromelin

Chất điềuchỉnh pH

Cám hoặc bột ngô,hoặc bột sắn

Giống vi khuẩn lactic vàvi khuẩn cellulose

Urea Premix

Cellulase

Vi sinh vậtCellulose Glucose






Ngườ i ta thườ ng tiến hành ủ trong thờ i gian từ 3 – 4 ngày (vào mùanóng), và 6 – 7 ngày (vào mùa lạnh). Sau hai ngày ủ, nhiệt độ khối ủ có thể đạtđượ c 500C, ở nhiệt độ này vi khuẩn lactic phát triển r ất mạnh, các enzyme cũnghoạt động mạnh tạo ra mùi chua r ất dễ chịu, sau đó nhiệt độ tiế p tục tăng đến600C. Cũng ở nhiệt độ này, nhiều vi khuẩn lactic bị chết và hoạt tính enzymegiảm dần, cuối quá trình ủ, nhiệt độ giảm xuống. Ủ theo phươ ng pháp này sẽ tạo ra đượ c nguyên liệu dùng để chế biến thực phẩm gia súc có chất lượ ng. K ếtthúc khối ủ, ngườ i ta thu đượ c sản phẩm của quá trình ủ, sản phẩm này có độ ẩm khoảng 30 – 35%. Ngườ i ta dùng khối ủ này như một loại nguyên liệu để

phối tr ộn, tạo ra sản phẩm thực phẩm gia súc hoàn chỉnh, tỷ lệ phối tr ộn

khoảng 40 – 50% so vớ i tổng khối lượ ng thực phẩm gia súc hoàn chỉnh.3.3.4.2.2. Xử lý chồi dứ a để sản xuất enzyme bromelin

Bromelin là một loại protease tồn tại ở tất cả các thành phần ở trái dứa.Tuy nhiên, hàm lượ ng bromelin nhiều nhất ở chồi dứa, chồi dứa nằm ở đầutrên của quả dứa. Trong chế biến đồ hộ p dứa, chồi dứa đượ c loại ra như mộtloại phế thải. Chúng không đượ c sử dụng cho sản xuất thực phẩm gia súc, vìxung quanh chồi dứa có r ất nhiều lá dứa có gai nhọn và không chứa các chấtdinh dưỡ ng. Chính vì thế, ngườ i ta thườ ng thu gom chồi dứa, loại bỏ hết lá vàsản xuất bromelin theo hình 3.

Amylase

Vi sinh vật

Tinh bột Glucose

protease protease

Bromelin vàvi sinh vật

Protein Peptit ngắn Acid amin

Vi khuẩn lacticĐườ ng glucose Acid lactic

Chồi dứa

Loại bỏ lá dứa

Nướ c cất hoặc nướ cvô trùng tỷ lệ 1:1

Trích ly

Lọc ép

Cắt nhỏ và nghiền mịn

BãLàm thực phẩm

gia súc






Chồi dứa phải đượ c làm sạch tr ướ c khi cắt nhỏ và nghiền. Nghiền chồidứa để làm tăng khả năng trích ly bromelin. Sau khi nghiền nhỏ, ngườ i ta tiến

hành thu nhận chế phẩm bromelin thô bằng hai phươ ng pháp: Phươ ng pháp 1: Dùng máy lọc ép để thu nhận dịch từ chồi dứa. Dịch này

chứa enzyme bromelin. Bằng phươ ng pháp này, ngườ i ta thu đượ c dung dịchchứa lượ ng bromelin đậm đặc.

Phươ ng pháp 2: Nếu điều kiện lọc ép khó, ngườ i ta cho nướ c vô trùnghoặc nướ c lọc vào theo tỷ lệ 1 : 1. Khi đó, enzyme bromelin hòa tan vào nướ cvà ngườ i ta dễ dàng tách chúng cùng vớ i nướ c khỏi phần không hòa tan.

Chế phẩm bromelin thô đượ c sử dụng trong công nghệ làm mềm thịt.Bromelin thô còn chứa nhiều nướ c, các tạ p chất khác nên r ất khó bảo quản và

hoạt tính enzyme trên một đơ n vị chế phẩm không cao, nên ngườ i ta tiến hànhthu nhận chế phẩm bromelin dạng k ết tủa, quá trình đượ c thực hiện như sau:Dung dịch bromelin (chế phẩm bromelin dạng lỏng) và dung môi (cồn

hoặc sulfat amon) đượ c làm lạnh tr ướ c khi tr ộn chúng vớ i nhau. Sở d ĩ phải làmlạnh các dung dịch trên là để bảo tồn hoạt tính của bromelin. Ngườ i ta thườ ngtr ộn một phần bromelin vớ i hai phần đến ba phần cồn 96%V hay sulfat amon.

Ngườ i ta khuấy nhẹ để hai thành phần này hòa tr ộn vào nhau và sau đó đưa vàolàm lạnh ở nhiệt độ 1 – 40C, bromelin sẽ đượ c k ết tủa. Ngườ i ta thu nhận k ếttủa này, sấy khô ở nhiệt độ dướ i 400C, không đượ c sấy ở nhiệt độ cao vì nhiệt

độ cao sẽ làm bromelin mất hoạt tính. Chế phẩm bromelin k ết tủa vẫn chưa phải chế phẩm bromelin hoàn toàn tinh khiết, vì chế phẩm này vẫn chứa protein không phải là bromelin và trong đó còn chứa một lượ ng nướ c nhấtđịnh. Chế phẩm này đượ c sử dụng để sản xuất thuốc tiêu hóa.

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t bromelin






Để thu nhận bromelin hoàn tinh khiết, ngườ i ta tiến hành lọc chúng quagel, khi đó sản phẩm thu đượ c chỉ chứa bromelin. Chế phẩm tinh khiết nàyđượ c ứng dụng trong phân tích và trong y học.

3.3.4.2.3. Xử lý bã táo, vỏ chanh, cam để sản xuất pectin

Pectin là chất polymer, có khả năng gắn k ết các thành phần trong vỏ tế

bào và các tế bào quả vớ i nhau. Khi ép táo, ngườ i ta thu dịch táo để sản xuấtnướ c quả. Pectin có nhiều trong vỏ táo và khi ép, một phần pectin theo nướ cép, còn lại phần lớ n nằm trong bã ép. Bã ép đượ c sử dụng như một loại nguyênliệu quý để sản xuất pectin. Trong chanh, cam, pectin có nhiều trong vỏ quả.Pectin đượ c sử dụng nhiều trong công nghiệ p thực phẩm, và đượ c sản xuấttheo sơ đồ công nghệ hình 3...






Vỏ quả đã tách tinh dầu, bã sau khi ép thườ ng có kích thướ c lớ n, nên cần phải nghiền thành bột mịn để làm tăng khả năng trích ly. Tr ướ c khi nghiền, vỏ quả, bã đượ c sấy khô để dễ nghiền và dễ xử lý.

Vỏ quả, bã sau khi nghiền đượ c đưa vào thùng trích ly có cánh khuấy.Thùng trích ly đượ c cấu tạo hai vỏ để cung cấ p nhiệt trong suốt quá trình tríchly. Cánh khuấy hoạt động liên tục vớ i vận tốc 12 – 15 vòng/phút. Trong thiết bị trích ly, bột nghiền đượ c tr ộn vớ i nướ c theo tỷ lệ 1:2,6. Dùng anhydrit sulfur ơ đưa pH xuống 2,5 – 3,5. Đun nóng hỗn hợ p này ở nhiệt độ 85 – 920C trongthờ i gian 1 giờ . Thiết bị đượ c lắ p một tấm lướ i lọc ở phía đáy. Sau khi trích ly,ngườ i ta tháo dịch ở phía đáy và bã sẽ đượ c lấy ra đem sang máy ép để tận thulượ ng dịch còn có trong bã. Dịch sau khi trích ly có chứa pectin, polysaccharit.

Vỏ quả, bã sau khi ép

Sấy khô

Trích ly

Dịch trích ly

Nghiền mịn

Cô đặc chân không

K ết tủa

Lọc

Sấy

Tinh chế

Pectin thành phẩm

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t pectin






Ngườ i ta tiến hành kiềm hóa dịch bằng Na2CO3 đến pH = 4,5 – 5, và dùng chế phẩm enzyme amylase từ canh tr ườ ng nuôi cấy nấm mốc Aspergillus oryzae để đườ ng hóa lượ ng tinh bột có trong dịch. Quá trình thủy phân đượ c tiến hành ở 40 – 500C trong thờ i gian 30 – 60 phút, sau đó ngườ i ta thêm 0,02% chất tr ợ lọc và lọc qua máy lọc ép. Dịch thu đượ c, đem cô chân không ở nhiệt độ 55 –600C, cho đến khi dịch cô đặc có hàm lượ ng chất khô là 15%.

Dịch cô đặc này có chứa 3% pectin đượ c đưa qua thùng ngưng tụ vớ i cồnetylic 95%V theo tỷ lệ 1,2 thể tích cồn để đông tụ cho một thể tích dịch đã côđặc. Sau đó, hỗn hợ p đượ c acid hóa bằng HCl 0,3% và đảo tr ộn trong thờ i gian8 – 10 phút.

Toàn bộ khối dịch này đượ c chuyển qua máy lọc ép khung bản để tách phần k ết tủa khỏi cồn và nướ c. Dịch cồn và nướ c đượ c chưng cất để thu hồicồn.

Pectin thì đượ c đưa sang sấy chân không bằng thiết bị sấy hình tr ống cónhiệt độ sấy là 60 – 700C. Pectin sau khi sấy đượ c chuyển sang máy nghiền bi

và đóng vào bao đem đi tiêu thụ.Để sản xuất đượ c một tấn pectin từ bã táo, ngườ i ta cần tiêu tốn nhữngnguyên liệu vớ i số lượ ng như sau: Bã táo khô: 20 tấn, cồn etylic 95%V: 750 lít,Anhydrit sulfur ơ : 20 kg, HCl: 90 kg, chất tr ợ lọc: 6 kg.

3.3.4.2.4. Xử lý bã táo để sản xuất enzyme pectinase

Hiện nay nhiều nướ c châu Âu sử dụng bã táo để sản xuất pectinase. Loạienzyme này đượ c ứng dụng r ất nhiều trong công nghệ sản xuất nướ c quả vàtrong sản xuất r ượ u vang. Ngườ i ta sử dụng bã táo như là nguồn nguyên liệu để sản xuất pectinase vì những lý do sau:

- Trong bã táo còn chứa nhiều pectin mà pectin là cơ chất cảm ứng để visinh vật tổng hợ p ra pectinase.

- Ngoài thành phần pectin, trong bã táo còn chứa nhiều thành phần khácr ất thích hợ p cho nấm mốc phát triển.

- Tận dụng phế liệu để sản xuất, tạo ra sản phẩm mớ i có giá thành thấ phơ n.

Công nghệ sản xuất pectinase đượ c thực hiện theo sơ đồ sau đây.






Bã sau khi ép hàm lượ ng nướ c còn r ất cao. Ngườ i ta bổ sung thêm cámtheo tỷ lệ 20 - 30% để điều chỉnh lại hàm ẩm, bổ sung 0,1% sulfat amôn vàđem thanh trùng ở 1210C trong 30 phút, để nguội và phối tr ộn giống

Aspergillus niger . Nấm mốc Aspergillus niger là vi sinh vật có khả sinh tổng hợ p pectinase

mạnh nhất trong các giống nấm mốc. Aspergillus niger phát triển mạnh trongmôi tr ườ ng bán r ắn, vì thế ngườ i ta thườ ng sử dụng bã quả như là nguyên liệuđể tạo ra môi tr ườ ng bán r ắn. K ết quả sản xuất ở nhiều cơ sở cho thấy, bã quả chứa pectin là môi tr ườ ng r ất tốt để nuôi cấy Aspergillus niger .

Sau khi tr ộn nấm mốc vào, ngườ i ta đổ vào các khay có kích thướ c 1,2mx 0,8m x 0,1m. Khối môi tr ườ ng trong khay có độ ẩm 55 – 60%, có chiều cao7cm. Các khay này đượ c xế p chồng lên nhau trong giá đỡ và đượ c đưa vào

phòng nuôi trong thờ i gian 36 – 48 giờ .Phòng nuôi là một phòng có hệ thống thông khí để giải nhiệt và cung cấ poxy. Ngoài ra, ở trong phòng nuôi ngườ i ta còn lắ p đặt hệ thống điều hòa độ

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t pectinase

Bã quả sau khi ép

Tạo môi tr ườ ng nuôi cấynấm mốc Aspergillus niger

Trích ly

Bổ sung cám vàmuối vi lượ ng

Thu nhận chế phẩm enzyme pectinase thô

K ết tủa

Tinh chế

Chế phẩm enzyme tinh khiết

Thu nhận chế phẩm enzyme thô dạng lỏng

Thu nhận chế phẩm enzyme k ết tủa

Bã Chăn nuôi






ẩm để duy trì nhiệt độ trong phòng nuôi luôn luôn ở 28 – 320C. Hoạt tínhenzyme đạt đượ c cao nhất khi hệ sợ i phát triển mạnh và bắt đầu tạo bào tử.

Khi k ết thúc quá trình nuôi, ngườ i sấy khô chế phẩm enzyme thô ở nhiệtđộ dướ i 400C để thu đượ c enzyme pectinase ở dạng k ết tủa. Từ giai đoạn nàytr ở về sau, việc thu nhận pectinase tinh khiết cũng đượ c tiến hành như các phươ ng pháp thu nhận enzyme bình thườ ng.

3.3.5. Xử lý chất thải nhà máy chế biến tinh bột


3.3.5.2. Chất thải rắn

3.3.6. Xử lý chất thải nhà máy bia


3.3.6.2. Tận dụng và xử lý bã malt

Bã malt chứa nhiều chất dinh dưỡ ng nên dùng làm thức ăn gia súc r ất cógiá tr ị. Ngườ i ta thườ ng dùng bã malt để làm thức ăn cho bò sữa, cho động vậtcó sừng tr ưở ng thành và cho lợ n. Có ba cách tận dụng triệt để bã malt của nhàmáy bia làm thức ăn gia súc.

3.3.6.2.1. Sử dụng bã malt ủ chua thứ c ăn gia súc

Bã malt tươ i thườ ng có độ ẩm r ất cao (75 – 76%), r ất khó bảo quản và sử dụng. Do đó, ngườ i ta thườ ng cho vào khối bã malt một lượ ng cám, cây xanhcho gia súc đã băm hoặc nghiền nhỏ, bột ngô hoặc bột sắn. Sau khi phối tr ộn,

tiến hành ủ trong 8 – 10 giờ . Quá trình ủ là quá trình lên men lactic và quá trìnhlên men r ượ u. Toàn bộ công nghệ đượ c tóm tắt như hình dướ i đây.

Ngườ i ta tiến hành ủ bã malt vớ i các điều kiện k ỹ thuật sau:- Độ ẩm khối ủ: 55 – 65%

- Thờ i gian ủ: 8 – 10 giờ - Nhiệt độ ủ ban đầu: 28 – 320CKhối ủ đượ c tr ộn vớ i thực phẩm gia súc, khối ủ này chỉ đượ c sử dụng

trong ngày. Bằng cách ủ này, các chất dinh dưỡ ng tăng giá tr ị tiêu hóa, do đó

Bã malt tươ i

Phối tr ộn

Sản phẩm

Lên men (ủ) Sinh khối nấm men bia (5 – 10%)

Hình 3.1. Công nghệ ủ chua bã malt






làm giảm chi phí thức ăn và làm tăng tr ọng gia súc cũng như tăng lượ ng sữathu nhận đượ c. Trong tr ườ ng hợ p khối ủ nhiều, ta có thể sấy khô khối ủ để bảoquản dùng dần.

3.3.6.2.2. Nuôi nấm mốc làm thự c phẩm gia súc

Bã malt đượ c sử dụng như nguyên liệu r ất tốt để nuôi nấm mốc, nhằm

làm tăng lượ ng đườ ng và hàm lượ ng protein cho bã malt. Công nghệ sản xuấtđượ c tóm tắt trong hình dướ i đây.

Giống nấm mốc đượ c sử dụng là Aspergillus oryzae. Điều kiện lên menđượ c tiến hành vớ i những thông số k ỹ thuật sau:

- Độ ẩm: 55 – 60%- Lượ ng giống: 5 – 10%- Nhiệt độ lên men: 28 – 320C- Thờ i gian: 36 – 48 giờ - Nuôi hiếu khí trong các khay có kích thướ c: 1,6m x 1,2m x 0,1m.Chiếu cao khối môi tr ườ ng là 5 – 7 cm. Các khay này đặt trên một giá

khay đượ c đặt trong phòng nuôi cấy có hệ thống quạt gió liên tục để hạ nhiệt

độ và cung cấ p oxy cho quá trình phát triển của nấm mốc.Khi phát triển trong khối môi tr ườ ng, nấm mốc sẽ tạo ra enzyme amylase,enzyme này thủy phân tinh bột thành đườ ng, enzyme protease thủy phân

protein thành acid amin. Mặt khác, nấm mốc có khả năng đồng hóa các muốivô cơ chứa nitơ thành nitơ protein. Như vậy giá tr ị dinh dưỡ ng của bã malt sẽ đượ c nâng cao sau khi nuôi nấm mốc.

Ngoài ra ngườ i ta còn có thể nuôi nấm mốc trên bã malt để sản xuấtenzyme, nuôi xạ khuẩn để thu nhận kháng sinh thô phục vụ cho chăn nuôi.

3.3.6.3. Tận dụng và xử lý nấm men bia

3.3.6.3.1. Tái sử dụng sinh khối nấm men bia

Nấm men bia sau lên men chứa cả nấm men già, nấm men còn non vànấm men đang tr ưở ng thành. Nấm men già không còn sử dụng để tái lên men

Hình 3.1. Công nghệ nuôi nấ m mố c trên bã malt làm thứ c ăn gia súc

Bã malt

Phối tr ộn

Sấy khô

Lên men Giống cho sản xuất

Giống nấm mốcCám hoặc bộtngô, bột sắn

Thức ăn gia súc






bia đượ c. Nấm men đang tr ưở ng thành có khả năng lên men cao nhất. Nếu biếtcách thu nhận nấm men đang tr ưở ng thành này để tái sử dụng cho những lầnlên men tiế p theo sẽ r ất có lợ i cả mặt k ỹ thuật và kinh tế. Do đó, đã có nhiềunhà máy bia áp dụng phươ ng pháp tách nấm men đang tr ưở ng thành khỏi sinhkhối nấm men sau lên men.

Nấm men non lại r ất dễ nhạy cảm vớ i môi tr ườ ng xung quanh. Khi tách

nấm men ra khỏi dung dịch lên men bằng máy lọc ép khung bản, r ất nhiều tế bào nấm men non sẽ bị chết, hoặc bị bị biến đổi cả về hình thái và sinh lý. Loạinấm men không thể tái sử dụng đượ c.

Ở nhiều nhà máy bia, ngườ i ta tái sử dụng nấm men bia để lên men nhữnglần sau theo trình tự như sau:

Nấm men sau khi lọc khung bản, đượ c chuyển vào thùng chứa hình tr ụ.Sau đó cho nướ c lạnh 3 – 40C vào và khuấy nhẹ để nấm men tr ộn đều vào nướ clạnh. Để yên cho nấm men phân lớ p, trong nướ c lạnh và ở trong tr ạng tháidung dịch t ĩ nh, nấm men sẽ lắng xuống và phân lớ p.

Sau khi nấm men phân lớ p, ngườ i ta tháo van đáy thùng hình tr ụ để lấy ranấm men già, để sang thùng chứa xử lý riêng cho gia súc. Sau đó, ngườ i ta lấynấm men đang tr ưở ng thành, xử lý và tái lên men, còn lớ p trên cùng là nấmmen non dùng để làm thức ăn gia súc.

Lớ p nấm men đang tr ưở ng thành đượ c lấy ra và đượ c r ửa nhiều lần bằngnướ c lạnh 10C. Nấm men này đượ c nuôi trong môi tr ườ ng nướ c đườ ng có hàmlượ ng đườ ng 7 – 8% để hoạt hóa chúng tr ướ c khi đưa chúng tr ở lại các quátrình lên men tiế p theo. Trong tr ườ ng hợ p nấm men nhiễm vi khuẩn, ta phảiloại vi khuẩn khỏi nấm men để đảm bảo quá trình lên men bia xảy ra không bị ảnh hưở ng xấu. Ngườ i ta xử lý nấm men bị nhiễm vi khuẩn như sau:

Dùng H2SO4 nồng độ 0,4% hay H3PO4 0,6% cho vào sinh khối nấm menđang tr ưở ng thành này, khuấy nhẹ và để yên để cặn bẩn lắng xuống. Tách cặn

bẩn chứa phần lớ n vi khuẩn, lấy nấm men ra và dùng KOH điều chỉnh pH =4,8 – 5,2, dùng nướ c vô trùng có nhiệt độ 10C r ửa nhiều lần và sau khi r ửa sạchmớ i sử dụng để lên men những mẻ sau.

3.3.6.3.2. Sản xuất dịch tự phân nấm men

Phươ ng pháp này đượ c thực hiện như sơ đồ trong hình 3..






Giai đoạn quan tr ọng nhất trong công nghệ này là giai đoạn tiến hành quá

trình tự phân. Quá trình tự phân tiến hành ở nhiệt độ 48 – 520C. Ở nhiệt độ này, phần lớ n tế bào sinh dưỡ ng bị tiêu diệt, chỉ còn sót lại những bào tử, nhưnglượ ng bào tử trong nấm men không nhiều. Khi đó, enzyme protease nội bào sẽ hoạt động r ất mạnh, thủy phân protein thành acid amin và một số sản phẩm

Nấm men bia

R ửa nhiều lần bằng nướ c lạnh

Thu nhận sản phẩm

Phối tr ộn vớ i nướ c theo tỷ lệ 1 phầnsinh khối nấm men 1,8 - 2 phần nướ c

Dịch tự phân nấm men

dùng cho thức ăn gia súc

Lọc

Tiến hành tự phân ở nhiệt độ 48 – 520Ctrong thờ i gian 24 – 30 giờ

Dịch acid amin và các chất hòa tan

Xử lý

Dịch acid amin

Cô đặc

Sấy khô

Bột acid amin dùng trong y dượ cvà thực phẩm cho ngườ i

Bã dùng làm thức ăn gia súc

Hình 3.1. Công nghệ nuôi nấ m mố c trên bã malt làm thứ c ăn gia súc






khác. Quá trình thủy phân protein không chỉ xảy ra ở thành tế bào (vỏ tế bào)mà còn xảy ra r ất mạnh ở bào tươ ng. Khi thành tế bào bị tác động bở i proteasenội bào, các protein ở thành tế bào sẽ bị phân giải, các chất nội bào đượ c giải phóng ra ngoài.

Như vậy, quá trình tự phân là quá trình phân hủy protein ở thành tế bàovà là quá trình giải phóng vật chất trong tế bào ra ngoài.

Quá trình tự phân nấm men phụ thuộc r ất nhiều vào nhiệt độ hoạt độngcủa protease nội bào. Chính vì thế, quá trình này phải luôn luôn duy trì từ nhiệtđộ 48 – 520C. Trong quá trình tự phân, ngườ i ta thườ ng cho cánh khuấy hoạtđộng. Cánh khuấy có tác dụng tăng nhanh sự tươ ng tác của enzyme và cơ chất.Hoạt động của enzyme protease không giớ i hạn ở các quá trình thủy phân nội

bào mà còn xảy ra cả khi các vật chất nội bào thoát ra ngoài tế bào. Khi đó cả enzyme protease nội bào cùng thoát ra vớ i cơ chất. Quá trình thủy phân ngoại

bào xảy ra r ất mạnh ở nhiệt độ tối ưu và có sự hoạt động của cánh khuấy. Ngoài những phươ ng pháp xử lý và ứng dụng nấm men bia đã đượ c trình

bày ở phần trên, nấm men bia hiện nay còn sử dụng để sản xuất bánh mì, làmthức ăn chăn nuôi.

3.3.6.4. Tận dụng và xử lý mầm malt bia

Hiện nay mầm malt bia đượ c sử dụng vào các l ĩ nh vực sau:- Làm thực phẩm gia súc- Sản xuất acid lactic- Làm nguồn cung cấ p nitơ để sản xuất nấm men từ r ỉ đườ ng- Sản xuất các chế phẩm enzyme- Các chất hoạt hóa quá trình lên men

Sau đây là một số quy trình xử lý mầm malt bia.

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t chấ t hoạt hóa lên men

Mầm malt khô

Nghiền nhỏ

Chưng cất dung môi

Chiết bằng các dung môi khác

K ết tinh

Chiết bằng r ượ u

Sấy khô chế phẩm

Bao gói

Muối Dung dịch lipit, vitamin






3.3.6.5. Công nghệ xử lý một số chất thải khác của nhà máy bia

Các phế liệu khác của nhà máy bia như cặn protein, các phế liệu xử lý hạtđều chứa nhiều chất dinh dưỡ ng. Do đó, các loại phế liệu này đượ c ứng dụnglàm thức ăn gia súc.

Tr ướ c khi làm thức ăn gia súc, ngườ i ta phải loại bỏ tạ p chất, đặc biệt làcặn protein còn chứa nhiều vị đắng của houblon. Vị đắng này thườ ng khônghợ p khẩu vị của gia súc nên cần phải đượ c loại bỏ. Phươ ng pháp loại bỏ các vị đắng này thườ ng đượ c sử dụng là dùng các dung môi hữu cơ để hòa tan chúng.Trong khi hòa các chất gây đắng, có thể sẽ làm tổn thất một số thành phần dinhdưỡ ng. Do đó, việc ứng dụng dung môi phải r ất thận tr ọng không chỉ khả năng

làm tổn thất chất dinh dưỡ ng mà còn gây độc cho sản phẩm.

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t enzyme

Mầm malt khô

Nghiền nhỏ

Chiết bằng nướ c 2 giờ ở 10 – 120C, pH = 5,6 – 5,8

Tách mầm còn lại trên máy ly tâm

Làm trong nướ c chiết trên máy ly tâm

Tạo pH k ết tủa thích hợ p (pH = 6,3)

K ết tủa bằng r ượ u etylic (1 : 4)

Ly tâm

R ửa k ết tủa bằng r ượ u

Nghiền Sấy khô Thành phẩm






3.3.7. Xử lý chất thải nhà máy cồn, rượ u


3.3.7.2. Sử dụng bã rượ u từ rỉ đườ ng

3.3.7.2.1. Thu nhận sinh khối nấm men từ bã rượ u

Trong bã r ượ u chứa lượ ng nấm men r ất lớ n. Vì thế, việc thu nhận sinhkhối nấm men từ bã r ượ u sẽ đem lại hiệu quả kinh tế r ất cao. Trên thế giớ i cónhiều nhà máy sản xuất sinh khối nấm men bằng cách sử dụng bã r ượ u như làmôi tr ườ ng dinh dưỡ ng. Nhiều nhà máy sản xuất cồn thiết lậ p quy trình côngnghệ thu nhận sinh khối nấm men từ bã r ượ u sau khi lắng hoặc lọc dịch lênmen. Thực tế sản xuất cho thấy, phươ ng pháp thu nhận sinh khối nấm men từ bã r ượ u giảm giá thành 28 – 32% so vớ i phươ ng pháp nuôi cấy thu nhận sinhkhối nấm men từ mật r ỉ. Tổng số lợ i nhuận tính cho một tấn nấm men lớ n hơ nhai lần và chi phí cho sản xuất nhỏ hơ n hai lần.

Sinh khối nấm men chứa hàm lượ ng protein cao, các loại nguyên tố vilượ ng có giá tr ị sinh học cao. Một đơ n vị nấm men gia súc bằng 1,15 – 1,2 đơ nvị thức ăn gia súc. Nếu sử dụng 1 kg nấm men gia súc, ta thu đượ c 0,5 – 0,8 kgthịt lợ n.

- 1 kg nấm men gia súc dùng để nuôi bò sữa sẽ làm tăng lượ ng sữa 6 – 7lít, hàm lượ ng mỡ trong sữa tăng 0,55.

- 1 kg nấm men gia súc dùng để nuôi gà sẽ thu nhận đượ c 2,2 – 2,9 kg thịtgà, khả năng đẻ tr ứng của gà tăng 20 – 40%.

- 1 kg nấm men gia súc dùng để nuôi thú trong vườ n thú có thể thay thế cho 2 kg thịt nuôi thú. Khi nuôi thú bằng nấm men gia súc, khả năng đề kháng

của cơ thể thú sẽ tăng rõ r ệt.Lượ ng nấm men cho vào khẩu phần ăn của gia súc, gia cầm đượ c liệt kê

trong bảng sau đây. Bảng 3.1. Lượ ng nấ m men gia súc bổ sung vào khẩ u phần ăn của một gia súc,

gia cầm trong một ngày

STT Gia súc, gia cầm Lượ ng nấm men,gam/ngày/con

1 Trâu, bò 500

2 Bê 2503 Gia súc chưa tr ưở ng thành 3004 Lợ n nái 2505 Lợ n giống 2006 Lợ n vỗ béo 1507 Cừu cái và dê cái 508 Ngựa kéo, ngựa cái nuôi con 5009 Ngựa giống 30010 Thú dữ 8

11 Gia cầm tr ưở ng thành 512 Gà con 3






Trong những thí nghiệm, nếu thay thế 10% khẩu phần thức ăn tổng hợ p bằng nấm men gia súc khô, độ tiêu hóa của protein trong thức ăn gia súc sẽ tăng tớ i 87%. Từ những k ết quả thí nghiệm về những k ết luận trên cho thấy,việc sử dụng nấm men làm thực phẩm cho gia súc có giá tr ị kinh tế r ất cao.

Cứ 1 m3 dấm chín, ngườ i ta có thể thu đượ c 12 – 18 kg nấm men ép hay5,5% so vớ i lượ ng mật r ỉ đem vào lên men cồn. Quá trình thu nhận nấm men

ép từ dấm chín đượ c thực hiện như hình dướ i đây.

Sinh khối nấm men thu đượ c từ bã r ượ u còn chứa nhiều nướ c, do đóngườ i ta thườ ng có hai phươ ng pháp sử dụng sinh khối nấm men.

+ Phươ ng pháp 1: Từ nấm men dạng paste, ngườ i ta sấy nấm men ở nhiệt

độ dướ i 1000C để thu nhận sinh khối nấm men khô. Nấm men khô có ưu điểmlà bảo quản và sử dụng trong thờ i gian dài. Để quá trình sấy có hiệu quả, ngườ ita thườ ng dùng một loại chất độn như bột cám hoặc bột sắn.

Hình 3.1. Công nghệ thu nhận sinh khố i nấ m men t ừ bã r ượ u

Dấm chín

Thùng chứa dấm chín

Phân ly

Chưng cất

Sinh khối nầm men(chiếm 25% tổng số nấm

men trong dấm chín

R ửa nhiều lần

Dịch sau chưng cất

Hạ nhiệt xuống 6 – 80C

Tách nấm men lắng

Cô đặc

Nhũ tươ ng nấm men

Nấm men gia súc

Nấm men gia súc

Sinh khối nầm menlắng (chiếm 30%

tổng lượ ng nấm men

R ửa nhiều lần

Nấm men gia súc






+ Phươ ng pháp 2: Nấm men có thể đượ c sử dụng hàng ngày bằng cáchnhúng cỏ hoặc r ơ m, cám vào dung dịch nấm men đậm đặc và cho động vật ăn.Phươ ng pháp này dễ thực hiện nhưng gây mất vệ sinh chuồng tr ại.

3.3.7.2.2. Sản xuất nấm men gia súc

Bã r ượ u thu nhận đượ c sẽ chuyển sang phân xưở ng sản xuất nấm men gia

súc. Trong quá trình vận chuyển, nhiệt độ bã r ượ u sẽ đượ c làm giảm đến 30

0

Ctrong thiết bị trao đổi nhiệt. Sơ đồ công nghệ sản xuất nấm men gia súc đượ cthực hiện theo hình dướ i đây.

Bã r ượ u sau khi đượ c làm nguội đến 300

C, đượ c bổ sung thêm sulfatamon, acid photphoric vớ i hàm lượ ng 0,15 – 0,25% so vớ i khối lượ ng bã r ượ u,dùng H2SO4 loãng điều chỉnh pH = 5 – 5,2. Điều chỉnh nồng độ đườ ng trong

bã r ượ u đạt 2,5% so vớ i dung dịch bã r ượ u, dịch bã r ượ u đượ c làm loãng gấ phai lần.

Nấm men giống đượ c sử dụng là Candida utilis hay Candida tropicalis đượ c nuôi riêng. Môi tr ườ ng nhân giống nấm men là dung dịch đườ ng 3,5%,

pH môi tr ườ ng là 5,2 – 5,4. Nấm men đượ c nhân giống trong các thùng lênmen có dung tích 10 lít, 100 lít, 1000 lít,…Thờ i gian nhân giống tươ ng ứng là

24 giờ , 18 giờ , 16 giờ ,…Tỷ lệ nấm men giống đưa vào nuôi trong thiết bị nuôilà 1% so vớ i khối lượ ng dịch lên men. Sau khi nuôi, ta thu đượ c nấm men giasúc dạng lỏng, nấm men dạng lỏng đượ c vận chuyển và sử dụng trong ngày. Ở những nhà máy lớ n, ngườ i ta tiến hành ly tâm và thu đượ c nấm men dạng

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t nấ m men gia súc

Bã r ượ u

Làm môi tr ườ ng nuôi cấy

Nuôi nấm men

Ly tâm

Sinh khối nấm men

Thổi khí

Nấm men giasúc dạng paste

Sấy Nấm men gia súcdạng khô

Mật r ỉ

Nấm men giasúc dạng lỏng

Muối dinh dưỡ ng

Giống nấm men Candida

utilis hay Candida tropicalis






paste. Nấm men gia súc dạng paste có khả năng bảo quản lâu hơ n và sử dụngcó hiệu quả hơ n. Từ nấm men gia súc dạng paste, ngườ i ta đem sấy khô và thuđượ c nấm men gia súc dạng khô.

3.3.7.2.3. Ủ thứ c ăn gia súc bằng bã rượ u

Bã r ượ u cũng đượ c sử dụng làm thức ăn gia súc bằng cách cho lên men

lactic. Công nghệ ủ chua thức ăn gia súc đượ c tóm tắt như trong hình dướ i đây.

Công nghệ ủ thức ăn gia súc qua hai giai đoạn:Giai đ oạn nuôi vi khuẩ n lactic trong bã r ượ u: Ở giai đoạn này, ngườ i ta

duy trì nhiệt độ nuôi là 50 – 520C trong thờ i gian 24 giờ .Giai đ oạn ủ thứ c ăn gia súc: Các nguyên liệu thực vật đượ c băm nhỏ,

tr ộn đều vớ i phần dịch vi khuẩn lactic đã nuôi phần trên. Khi tr ộn, lưu ý đến độ ẩm khối tr ộn đảm bảo 60 – 75%. Thờ i gian ủ là 36 – 72 giờ . Các nguyên liệuthực vật sau khi ủ chua, gia tăng chất lượ ng dinh dưỡ ng và tăng thờ i gian bảoquản.

3.3.7.3. Tận dụng bã rượ u từ lươ ng thự c, khoai tây

3.3.7.3.1. Sử dụng bã rượ u tươ i

Khi sử dụng bã r ượ u tươ i làm thức ăn gia súc như làm thức ăn cho bòsữa, thì lượ ng sữa thu đượ c cao hơ n so vớ i lượ ng sữa thu đượ c khi không cho

bò ăn bã r ượ u. Khi sử dụng bã r ượ u tươ i nuôi bò thịt, chỉ trong vòng 90 ngàynuôi, tr ọng lượ ng bò tăng 20% so vớ i đối chứng.

Việc sử dụng bã r ượ u tươ i trong chăn nuôi đượ c áp dụng nhiều ở cácnướ c châu Âu. Lượ ng bã r ượ u tươ i đượ c sử dụng trong chăn nuôi đượ c trình

bày trong bảng dướ i đây. Bảng 3.1. Lượ ng bã r ượ u t ươ i sử d ụng hàng ngày cho gia súc, gia cầm

Bã r ượ u

Làm nguội đến 50 – 520C

Lên men lactic ở nhiệt độ 50 – 520C trong thờ i gian 24 giờ

Làm nguội dịch đã lên men đến 300C

Ủ thức ăn gia súc trong các bể ủ ở nhiệt độ 300C, độ ẩm khối ủ là 60 – 75%

Mật r ỉ Vi khuẩn lactic

Khối nguyênliệu thực vật

Hình 3.1. Công nghệ ủ chua thứ c ăn gia súc bằ ng bã r ượ u






STT Gia súc, gia cầm Lượ ng bã rượ u trongngày cho một con

1 Trâu, bò tr ưở ng thành 70 – 80 lít2 Trâu, bò đang lớ n 25 – 35 lít3 Ngựa tr ưở ng thành 12 – 18 lít4 Lợ n tr ưở ng thành 15 – 20 kg

3.3.7.3.2. Ủ chua bã rượ u

Để ủ chua bã r ượ u làm thức ăn gia súc, ngườ i ta thườ ng thiết k ế hầm ủ sâu 1,5 – 2 m, tườ ng của hầm ủ là đất sét. Ngườ i ta cho vào hầm ủ các nguyênliệu thực vật vớ i số lượ ng là 8 – 12% so vớ i khối lượ ng bã r ượ u đem ủ. Việcnhân giống vi khuẩn lactic trong dung dịch bã r ượ u sau khi lọc ở nhiệt độ 50 –520C trong thờ i gian 24 giờ . Giống vi khuẩn lactic này đượ c đưa vào khối ủ vàủ cho đến khi đạt độ chua nhất định và cho gia súc ăn.

3.3.7.3.3. Sản xuất biomicine thô

Kháng sinh đượ c sử dụng nhiều trong chăn nuôi, các chất kháng sinhdùng trong chăn nuôi duy trì một bộ phận vi sinh vật có ích trong đườ ng tiêuhóa, đồng thờ i tiêu diệt một bộ phận vi sinh có hại trong đườ ng tiêu hóa, nhờ đó hệ thống tiêu hóa của động vật hoạt động hữu hiệu hơ n. Động vật phát triểnr ất nhanh và ít xảy ra bệnh tật. Ngoài ra, việc sử dụng kháng sinh trong khẩu phần thức ăn gia súc sẽ làm giảm lượ ng thức ăn cho gia súc hàng ngày. Bảng 3.1. M ứ c giảm thự c phẩ m gia súc khi cho biomicine vào thứ c ăn gia súc

STT Trọng lượ ng lợ nkhi thí nghiệm

Mứ c giảm thự c phẩm gia súc khi bổ sung kháng sinh

1 < 34 kg Nhu cầu protein giảm từ 22% xuống 14%2 Từ 34 – 68 kg Nhu cầu protein giảm xuống 12%3 Từ 68 – 90 kg Nhu cầu protein giảm xuống 10%

Biomicine (chlotetracyclin) là loại kháng sinh có thành phần cơ bản làaureomicine, có công thức hóa học là C22H23O8 N2Cl, tr ọng lượ ng phân tử là478,5. Chúng r ất dễ dàng bị phân hủy trong môi tr ườ ng acid hoặc kiềm nóng.Biomicine có tác dụng kháng sinh trong phạm vi r ộng. Đối vớ i động vật, chúngcó tác động kích thích sinh tr ưở ng vớ i động vật còn non. Kháng sinh biomicine

đượ c tổng hợ p bở i xạ khuẩn Actinomyces aureofaciens, liều lượ ng kháng sinh biomicine cho vào thức ăn gia súc, gia cầm như sau:Gia cầm: 5 – 10 g/tấn thức ăn gia súc, lợ n: 10 – 15 g/tấn thức ăn gia súc,

bê: 80 mg/ngày.Đặc biệt là xạ khuẩn Actinomyces aureofaciens khi phát triển trong môi

tr ườ ng nuôi cấy, luôn luôn tạo ra kháng sinh biomicine cùng vitamin B12.Vitamin B12 đượ c ứng dụng nhiều trong chăn nuôi gia súc và gia cầm. Đối vớ iđộng vật nhai lại, vitamin B12 đượ c tổng hợ p trong đườ ng tiêu hóa. Nếu sử dụng k ết hợ p vitamin B12 và biomicine sẽ giúp động vật tăng tr ọng trung bình

10 – 20%, tiết kiệm đượ c thức ăn trên 1 kg tăng tr ọng bình quân 5 – 10%.Công nghệ sản xuất biomicine thô đượ c trình bày như hình dướ i đây.






Bã r ượ u, dịch nấm

Làm loãng 3 – 4 lần nướ c

Sàng

Dịch qua sàng

Phần trên sàng dùng

làm thức ăn gia súc

Thùng chứa

Thùng pha chế môi tr ườ ng

Pha chế môi tr ườ ng

Thanh trùng môi tr ườ ng ở 125 –1280C, thờ i gian 2 -2,5 giờ

Làm nguội môi tr ườ ng đến 26 – 270C

Thùng lên men

Lên men

Trung hòa(pH = 7,12 – 7,4)

Muối dinh dưỡ ng

Máy lọc ép

Sinh khối

Giống trongống nghiệm

Nhân giống

Giống chosản xuất

Thổi khí liên tục

Chất phá bọt 0,1%

Na2CO3 Dịch lọc

Sấy Chế phẩm biomicine thô






Ngườ i ta thườ ng sản xuất biomicine thô từ xạ khuẩn Actinomyces

aureofaciens. Chủng này phát triển r ất mạnh trong môi tr ườ ng nuôi cấy vàcùng một lúc tổng hợ p cả vitamin và kháng sinh. Ngườ i ta thu nhận sinh khốicó lẫn môi tr ườ ng, hỗn hợ p này đượ c gọi là chế phẩm biomicine thô, trong đó

chứa 20 – 40 gam biomicine và 8 – 16 mg vitamin B12.Trong môi tr ườ ng nuôi cấy Actinomyces aureofaciens, ngườ i ta sử dụng

môi tr ườ ng có thành phần như sau: Dịch lọc bã r ượ u: 10 – 15%, dịch đườ nghóa: 15 – 18%, phấn: 0,25%, vôi: 0,25%, nitrat amon hay clorua amon: 0,5%,sulfoxyanua benzye và clorua coban: 1 g/1 m3 môi tr ườ ng. Quá trình nuôi cấyđượ c thực hiện trong các thùng lên men bằng kim loại, thổi khí liên tục. pH ban đầu của dung dịch lên men là 6,7, nhiệt độ nuôi cấy là 26 – 270C, thờ i giannuôi cấy là 56 – 60 giờ .

3.3.7.4. Sử dụng CO2 (acid cacbonic)

3.3.7.4.1. Sản xuất CO2 lỏng

Khí CO2 từ thùng lên men đượ c đưa vào bộ phận thu hồi r ượ u và đượ cdẫn vào hệ thống làm lạnh. Ở đây CO2 đượ c tách ra khỏi ete, r ượ u bậc cao,andehyt, dầu fuzel và các tạ p chất khác.

CO2 tiế p tục qua bộ phận tách nướ c, tách cặn dướ i áp lực 0,1 at và tiế ptục đượ c đưa vào bộ phận nén 4,5 at. Lúc này nhiệt độ lên tớ i 1000C và đượ clàm nguội đến 250C. Sau đó đượ c đưa qua bộ phận nén tiế p lần 2, lần 3.

3.3.7.4.2. Sản xuất CO2 băng khô

CO2 lỏng đượ c đưa vào bộ phận bốc hơ i, ở đây một phần CO2 đượ c bốchơ i, phần còn lại biến thành dạng tuyết (đá khô) r ồi đem ép thành dạng r ắn.

3.3.7.4.3. Sản xuất amon cacbonat

Nếu cho CO2 đi qua dung dịch amoniac 15% ta sẽ thu đượ c amoncacbonat 40%. Phản ứng này đượ c thực hiện như sau:

NH4OH + CO2 = (NH4)2CO3 + H2O Như vậy cứ 1 tấn CO2 ta thu đượ c 2,17 tấn amon cacbonat. Sản phẩm thu

nhận đượ c là chất lỏng không màu, linh động đục. Do đó có thể bổ sung làm

thực phẩm gia súc. Liều lượ ng sử dụng amon cacbonat 40% cho gia súc như sau:

- Gia súc có sừng lớ n: 430 ml- Gia súc có sừng còn non: 220 ml- Dê cái và cừu: 30 ml.Đã có những thí nghiệm khi cho gia súc ăn amon cacbonat, khả năng tăng

tr ọng đến 37%.

3.3.8. Xử lý chất thải nhà máy bột ngọt

3.3.8.1. Phươ ng pháp và sơ đồ công nghệ xử lý nướ c thải3.3.8.2. Chất thải rắn và phế liệu

3.3.8.2.1. Xử lý sinh khối

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t biomicine thô làm thứ c ăn gia súc






* Tái sử dụng cho chu k ỳ tiếp theo

Sơ đồ công nghệ đượ c trình bày như hình dướ i đây.

* Sản xuất thứ c ăn gia súc

Vì sinh khối Corynebacterium glutamicum có hàm lượ ng chất dinh dưỡ ngcao, trong khi sản lượ ng r ất lớ n mà hiện nay chưa đượ c tận dụng hết. Chính vìthế sử dụng chúng làm thức ăn gia súc như sinh khối từ công nghiệ p sản xuất

bia cũng là một giải pháp. Việc sử dụng này có thể thực hiện nhiều hướ ng như:ép thành bánh hay sấy khô thành dạng bột.

* Sử dụng làm chất hấp thu sinh học trong xử lý nướ c thải

Sinh khối

R ửa

Lọc

Chuẩn nồng độ

Bổ sung vào chuk ỳ tiế p theo

Nướ c tinhkhiết vô khuẩn Nướ c thải

Xử lý nướ c thải

Bùn hoạt tính

Phân bón

Hình 3.1. Công nghệ xử lý sinh khố i để tái sử d ụng

Sinh khối

Xử lý acid 24 giờ

R ửa

Sấy ở nhiệt độ 600C

Bảo quản khô

HNO3 1N

Chất hấ p thu sinh học





3.3.8.2.2. Xử lý các loại phế liệu khác

* Bã than: Dùng làm nhiên liệu* Bã bột tr ợ lọc: Dùng trong sản xuất đồ gốm

* Xử lý dịch lỏng sau khi tách loại acid glutamic:+ S ử d ụng làm thứ c ăn gia súc+ S ử d ụng làm phân bón l ỏng: sẽ có nhiều tác dụng như:Cung cấ p các chất dinh dưỡ ng cần thiết cho cây tr ồng và làm tăng hiệu

quả hấ p thu chất khoáng của cây. Tăng cườ ng khả năng đồng hóa các chất củacây giúp tăng năng suất. Tạo môi tr ườ ng thuận lợ i cho các hệ vi sinh vật đấthoạt động và cải tạo chất lượ ng đất tr ồng.

+ Tái sử d ụng làm nguồn cơ chấ t giàu nit ơ cho chu k ỳ lên men tiế p theoBổ sung vào môi tr ườ ng lên men cùng vớ i các nguyên liệu chứa nguồn

hydrocacbon khác. Ngoài ra đây còn là môi tr ườ ng chứa nhiều vitamin vàkhoáng, r ất thuận lợ i cho quá trình lên men.

Hình 3.1. Công nghệ sản xuấ t chấ t hấ p thu sinh học


Documents

Giáo trình Xử lý nước thải - Thay Hai