nghiên cứu mô hình lọc sinh học xác định mức độ xử lý nước thải cơ sở sản xuất nước tương

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN Chương I : MỞ ĐẦU I.1 Đặt vấn đề Kinh tế thế giới không ngừng vận động và phát triển điều đó đồng nghĩa với vấn đề khai thác tài nguyên .Khi tài nguyên bị khai thác quá mức thì môi trường bị ảnh hưởng nghiêm trọng .Điều đó được thể hiện qua sự biến đổi khí hậu toàn cầu : Những cơn bão ngày càng mạnh hơn , băng tan , mưa acid , lũ quét … Làm thiệt hại của cải vật chất và tính mạng con người . Vì vậy ngay từ bây giờ mỗi người phải có ý thức bảo vệ môi trường chung vì một hành tinh màu xanh. Riêng ở Việt Nam đời sống người dân ngày càng ổn định do đó nhu cầu cuộc sống ngày càng cao tạo điều kiện cho các doanh nghiệp trong và ngoài nước mở rộng hoạt động kinh doanh Cơ sở chế biến và sản xuất nước tương Lam Thuận là một trong số đó. Ngoài những vấn đề về kinh tế như giải quyết được việc làm cho người lao động ,nâng cao đời sống người dân , đóng góp ngân sách nhà nước bên cạnh đó là các vấn đề môi trường mà cơ sở chưa giải quyết được .Vơí đề tài “ Nghiên cứu mô hình lọc sinh học xử lý nước thải cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận” tôi hy vọng sẽ đóng góp được một phần sức nhỏ bé của mình trong việc bảo vệ môi trường chung. I.2 Mục đích nghiên cứu Xác định mức độ ô nhiễm của nghành sản xuất nước Tương sau khi đã áp dụng phương pháp mới và mô hình lọc sinh học hiếu khí để xử lý nước thải nhằm đạt được tiêu chuẩn môi trường phù hợp với các quy định về môi trường của chính phủ Việt Nam. I.3 Nội dung nghiên cứu  Lấy nước thải đầu ra của cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận  Tiến hành mô hình thí nghiệm và phân tích các chỉ tiêu đầu ra  Tìm ra khoảng nồng độ xử lý tối ưu nhất đối với giá thể nghiên cứu I.4 Đối tượng nghiên cứu  Giá thể là các vòng nhựa có đường kính d = 21mm và chiều cao h =25mm  Nước thải được lấy từ cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận I.5 Phương pháp nghiên cứu  Xây dựng mô hình nhỏ mô phỏng bể xử lý đặt trong phòng thí nghiệm SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 1 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN  Vận hành mô hình với giá thể là các ống nhựa và xử lý nước thải theo các tải trọng khác nhau  Kiểm tra các chỉ tiêu đầu vào và đầu ra của nước thải sau khi được xử lý ở mô hình trong phòng thí nghiệm.  Các chỉ tiêu kiểm tra COD,pH,SS. I.6 Phạm vi nghiên cứu  Mô hình trong phòng thí nghiệm  Bể lọc sinh học hiếu khí với giá thể là các ống nhựa  Xử lý nước Tương sau quá trình sản xuất theo phương pháp mới(có hàm lượng 3MCPD dưới chuẩn cho phép) SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN Chương II : TỔNG QUAN NGHÀNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG . II.1 Tổng quan về nước tương II.1.1 Lịch sử nước tương Nước Tương hay còn gọi là xì dầu là loại nước chấm được sản xuất bằng cách lên men hạt đậu tương,ngũ cốc rang chin,nước và muối ăn.Nước Tương có nguồn gốc từ Trung Quốc được sử dụng rộng rãi ở các nước châu á trong đó có Việt Nam Nước tương được lên men bằng men có chứa 1 trong 2 loài nấm Aspergillus oryzae hoặc A.sojae cùng các vi sinh vật liên quan khác. Có 2 loại nước tương  1 loại được làm từ hạt đậu tương nguyên vẹn có chất lượng cao hơn  1 loại rẻ tiền được làm từ protein đậu tương thủy phân. Lên men đậu tương tự nhiên sẽ cho mùi vị thơm hơn bằng cách để ngoài trời.Ngày nay các sản phẩm này đều được làm trên quy trình máy móc. Nước tương là một sản phẩm lên men truyền thống giàu axit amin có mùi vị đặc trưng và kích thích tiêu hóa.Dùng nhiều trong bữa ăn và có lợi cho sức khỏe vừa tạo thêm vị ngon cho thức ăn.Từ lâu được sản xuất dưới quy mô nhỏ ( hộ gia đình ) bằng phương pháp lên men truyền thống từ các vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên. II.1.2 Giá trị thực phẩm của nước tương. Khi đánh giá chất lượng nước tương về phương diện hóa học trước hết người ta chú ý đến lượng đạm toàn phần vì đây chính là chất dinh dưỡng có giá trị nhất của nước tương.Tiếp theo cần xem xét lượng đạm amin.Từ 2 lượng đạm này ta có thể suy ra tỷ lệ đạm amin đốivới đạm toàn phần cho biết mức độ thủy phân protein trong nước tương , tỷ lệ này càng cao càng tốt.trung bình tỷ lệ này trong nước tương chiếm 50% - 60%. II.1.3 Thành phần hóa học của nước tương. Chất lượng nước tương thay đổi tùy theo nguyên liệu , tỷ lệ phối chế,phương pháp chế biến…. Trong nước chấm lên men còn chứa nhiều đường do tác dụng của men amylase lên tinh bột. Nước chấm chứa một số loại chất béo ,vitamin ,muối ăn và các SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN yếu tố vi lượng khác.Vì vậy nước tương nếu được sản xuất theo đúng quy trình thì sẽ có mùi vị và màu sắc rất tốt. Bảng II.1 Thành phần hóa học trung bình của nước tương. Thành Phần Hàm Lượng ( Nguồn :” Phương pháp sản xuất nước tương và thiết kế phân xưởng” Võ Văn Quốc ) pH = 5,9 – 6,2 , khối lượng riêng của nước tương 1,01 - 1,04mg/l II.1.4 Nguyên liệu chính Đậu nành SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 4 Đạm Nito toàn phần theo Nito 15 – 21,6 Nito 8,5 – 1,3 NH3 1,0 – 2,0 Đường 14,5 – 15,3 Lipid 17,0 – 25,0 NaCl 200 – 250 Acid 2,0 – 8,0 Chất khô 325 - 387 Metionin 3,32 Lyzin 6,5 Phynylamin 7,0 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN Bảng II.2 Thành phần hóa học của đậu nành ( Nguồn :”Phương pháp sản xuất nước tương và thiết kế phân xưởng” Võ Văn Quốc ) Ngoài ra đậu nành còn chứa nước, vitamin A ,B 1 ,B 2 ,B 5 ,B 6 , B 12 . Protein đậu nành : Protein đậu nành được tạo bởi acid amin trong đó có đủ các loại acid amin không thay thế .Có thể nói protein của đậu nành giống protein của trứng và được xem là nguyên liệu chế biến thay thế protein động vật Các nhóm protein đơn giản ( % so với tổng số protein ) Albumin : 6 – 8 % Globumin : 25 – 34 % SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 5 Đạm Nito toàn phần theo Nito 15 – 21,6 Nito 8,5 – 1,3 NH3 1,0 – 2,0 Đường 14,5 – 15,3 Lipid 17,0 – 25,0 NaCl 200 – 250 Acid 2,0 – 8,0 Chất khô 325 - 387 Metionin 3,32 Lyzin 6,5 Phynylamin 7,0 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN Glutelin : 13 – 14 % Prolamin : không đáng kể. Thành phần các acid amin không thay thế trong đậu nành và thực phẩm quan trọng (g/100g protein) SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 6 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN Bảng II.3 Thành phần các acid amin không thay thế trong đậu nành và thực phẩm. Loại Acid amin Đậu nành Trứng Thịt Bò Sữa bò Gạo Giá trị FAO – OMS Leusin 7.84 8.32 8.00 10.24 8.26 4.8 Isoleusin 4.48 5.6 5.12 5.6 3.84 6.4 Lysin 6.4 6.24 2.12 8.16 3.68 4.2 Phenylalanin 4.96 5.12 4.48 5.44 4.8 2.8 Threonin 3.84 5.12 4.64 4.96 3.36 2.8 Tryptophan 1.28 1.76 1.21 1.44 1.28 1.4 Valin 4.8 7.52 5.28 7.36 5.76 4.2 Methionin 1.28 3.2 2.72 2.88 2.08 2.2 ( Nguồn :”Phương pháp sản xuất nước tương và thiết kế phân xưởng” Võ Văn Quốc”) Chất béo đậu nành chiếm khoảng 20 % trọng lượng khô của hạt đậu nành nằm chủ yếu trong nhân của hạt.chất béo chiếm 2 thành phần chủ yếu là triglycerid ( 96% lượng chất béo thô ) và lecithine ( chiếm 2% chất béo thô ). II.1.5 Các phương pháp sản xuất nước tương Ngày nay nước tương được sản xuất từ nguyên liệu protein với hai phương pháp chính đó là  Phương pháp lên men vi sinh truyền thống  Phương pháp hóa giải Ngày nay phương pháp sản xuất theo truyền thống đã không còn đáp ứng được nhu cầu của thị trường ngày một đông đúc nên hiện nay đa phần các sản phẩm có bán trên thị trường đều là nước tương hóa giải có sử dụng HCl ở nhiệt độ cao sinh ra nhiều chất có độc hại có thể dẫn đến ung thư điển hình nhất là chất 3 – MCPD (viết tắc của chất 3 – mono – chloro – propan 1,2 – Diol ) được tạo thành chủ yếu từ phản ứng thủy phân giữa protein thực vật và Acid chlohydrid. Việc sử dụng nước chấm truyền thống sẽ tốt hơn về vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm.Đây là phương thức sản xuất nước tương sử dụng nấm Aspergillus oryzae cùng với nguyên liệu trong công nghiệp ép dầu và bia. SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 7 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN II.1.6 Quy trình sản xuất nước tương Vo Ngâm Rang chín già Hấp chín Nghiền Nuôi mốc mốc trung gian Ngâm nước đậu Ủ mốc Nước Chắt Dịch bột đậu Nước đậu Ủ tương Để ngấm Tương lỏng Hình II.1 Quy trình sản xuất nước tương II.1.7 Vi sinh vật trong sản xuất nước tương. Đối với phương thức sản xuất nước tương trong công nghiệp thì phải cải tạo giống vi sinh vật thuần chủng.Giống vi sinh vật được đưa vào sản xuất phải đảm bảo các điều kiện : ảnh hưởng tốt đến hương vị của sản phẩm có hoạt lực protease cao không chứa độc tố aflatoxin khả năng tăng sinh tốt, dễ nuôi trong điều kiện thường Giống mốc dùng trong sản xuất nước chấm có thể là Aspergillus oryzae, Aspergillus soyae, Aspergillus teriol, Aspergillus niger… SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 8 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN II.1.8 Quy trình công nghệ Hình II.2 Quy trình sản xuất nước chấm bằng phương pháp lên men mốc Aspergillus oryzae). Giải thích quy trình Quá trình xử lý nguyên liệu được thực hiện qua các bước sau: SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN  Xay nhỏ : kích thước hạt khoảng 1 mm là tốt nhất có mục đích để tăng hiệu quả diện tích tiếp xúc của enzyme nhờ đó tăng hiệu quả của enzyme.  Phối liệu và trộn nước : trộn khô đậu đã được xay nhỏ cho thêm 60 – 75% nước so với lượng bột trên.  Hấp chín nhằm mục đích tiêu diệt vi sinh vật đồng thời thay đổi đặc tính lý hóa của nguyên liệu nhằm tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển tốt để tạo ra các enzyme có hoạt lực cao. II.1.9 Nuôi nấm mốc Nấm được nuôi phải có hoạt lực protease tốt để thủy phân tốt nguồn đạm có sẵn trong nguyên liệu.Để đạt được yêu cầu trên thì các yếu tố môi trường kỹ thuật lên mốc cũng như thời gian lên mốc,kiềm hãm mốc phát triển dóng vai trò rất quan trọng trong việc tạo ra nước tương ngon.Thường nuôi nấm mốc ở 38 - 32 0 C , độ ẩm không khí 85 – 90% , thời gian lên mốc khoảng 48 giờ. Trong quy trình nuôi nấm mốc cần có quạt ly tâm có lưu lượng gió khoảng 6000 m 3 /tấn nguyên liệu/giờ với áp lực 100mm cột nước. Trong quá trình nuôi cần đảo lộn để mốc phát triển đều khắp cơ chất. II.1.10 Lên mên hoặc thủy phân Thủy phân thường xảy ra 2 quá trình chính : Thủy phân protein và thủy phân tinh bột ca 2 đều chịu 3 yếu tố ảnh hưởng chính  Lượng nước cho vào quá trình thủy phân, bằng kinh nghiệm sản xuất thực tiễn cho thấy nước cho vào chiếm khoảng 30 – 40% so với nguyên liệu tương đương với 60 – 70% khối lượng nấm.  Lượng muối khi cho vào là 15%  Nhiệt độ thủy phân phải giữ ổn định trong khoảng 54 – 58% trong suốt thời gian thủy phân.  Sau khi thủy phân xong căn cứ vào hàm lượng nước thủy phân để tính lượng muối, nước muối và các phụ gia khác cần bổ sung sao cho đạt nồng độ quy định. II.1.11 Trích ly : Dịch trích ly lần thứ nhất cho nồng độ đậm, có màu xấu và chiếm khoảng 60 – 80% lượng nguyên liệu thủy phân nhưng lại chứa một lượng đạm khá cao. SVTH: ĐẶNG LÊ QUÂN MSSV: 105111050 Trang: 10 [...]... pháp xử lý cơ học Nước thải của cơng ty gồm  Nước thải từ sản xuất và sinh hoạt  Nguồn nước thải từ q trình vận chuyển  Nước thải sinh ra từ q trình chế biến  Nước thải vệ sinh, thiết bị , nhà xưởng trước và sau giờ sản xuất  Lưu lượng nước thải khoảng 10 m3/ngày  Khí thải :Cơ sở sản xuất được trang bị hiện đại nên hạn chế được khí thốt ra bên ngồi  Mùi : khơng đáng kể ,chỉ phảng phất trong co sở. .. II.2 Cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận II.2.1Giới Thiệu Chung Cơ Sở Sản Xuất Nước Tương Lam Thuận có địa chỉ 295/14/6 Kinh Dương Vương , khu 6 , phường An Lạc , quận Bình Tân – TPHCM Là cơ sỏ sản xuất nước tương quy mơ vừa và nhỏ Số người đang làm cho cơ sở là 75 người : số lượng Nam, Nữ xấp xỉ bằng nhau.Nam bốc vác, nữ chế biến , bảo quản, đóng gói II.2.2 Mơi trường và nước thải Nước thải từ nước tương. .. dùng để xử lý các loại nước thải đậm đặc riêng biệt.Còn đối với các loại nước lỗng với khối lượng nhiều thì dùng phương pháp đó khơng hợp lý  Nước thải cơng nghiệp sau khi xử lý bằng phương pháp sinh hóa nhưng trước đó phải qua xử lý sơ bộ bằng phương pháp cơ học. Khi xử lý nước thải sản xuất sẽ tạo ra một lượng lớn các chất vơ cơ và cặn hữu cơ những loại cặn này được tái sử dụng để làm vật liệu lọc (cặn... quyết định các chỉ tiêu kinh tế của từng phương pháp xử lý  Xử lý nước thải ở mức độ cao được ứng dụng trong các trường hợp u cầu giảm bớt nồng độ bẩn ( SS , BOD , COD , N ,P ) xử lý sinh học trước khi xả vào nguồn.Cần lưu ý rằng nước thải sau khi xử lý ở mức độ cao có thể ứng dụng lại trong các q trình cơng nghệ của nhà máy và do đó giảm được lượng nước thải vào nguồn , giảm được nhu cầu sản xuất. .. trò của vi sinh vật trong xử lý nước thải Thực chất của q trình xử lý sinh học là lợi dụng khả năng phân hủy các chất hữu cơ của vi sinh vật.Chuyển các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản hoặc các chất vơ cơ đồng thời giải phóng khí CO 2,H2S,CH4…ổn định các chất hữu cơ đòi hỏi phải sử dụng nhiều vi sinh vật.Q trình xử lý sinh học tạo ra các bơng cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh và các... trạm xử lý nước thải có cơng suất 1000m3/ngày.đêm Bể lọc sinh học nhỏ giọtThường có 5 thành phần chính: mơi trường lọc đệm,bể chứa,hệ thống cung cấp nước thải, cống thốt ngầm và hệ thống thơng gió Mơi trường lọc đệm cung cấp các vi sinh vật tăng trưởng cho vật liệu lọc như đá,gỗ,chất dẻo polymer … có đường kính 25- 100mm Bể lọc sinh học dùng để xử lý nước thải triệt để thường có hình chữ nhật hoặc hình. .. bị lọc sinh học có ưu điểm trong điều kiện nhân tạo nên dễ kiểm sốt q trình xử lý, tạo trạng thái cân bằng tốt nhất cho việc xử lý nước thải xảy ra nhanh hơn và hiệu quả hơn mà lại ít tốn diện tích Các loại bể lọc sinh học : người ta thường chia ra làm 2 loại  Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể dạng hình vng, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng , bể lọc sinh hoạc hoạt động theo ngun tắc sau Nước thải. .. hiệu quả xử lý trong thiết bị lọc sinh học là :Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải, tiết diện màng sinh học, thành phần vi sinh vật,diện tích,chiều cao,đặc tính của vật liệu lọc( kích thước,diện tích bề mặt tiếp xúc …),tải trọng,tính chất vật lý của nước thải Thực chất q trình oxi hóa các chất hữu cơ trong thiết bị lọc sinh học cũng tương tự như các q trình diễn ra ở cánh đồng tưới,cánh đồng lọc. Nhưng... các cơng trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp thống sơ bộ, thống gió đơng tụ sinh học ,hiệu quả xử lý có thể đạt 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40 – 50% theo BOD Trong số các cơng trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại bể lắng hai vỏ , bể lắng trong có ngăn phân hủy là những cơng trình cơ học vừa có tác dụng lắng vừa có tác dụng phân hủy cặn lắng III.2 Phương pháp hóa lý Xử lý nước thải. .. liệu lọc nhỏ hơn 25-30mm,tải trọng 0,5-1m 3/m3 vật liệu lọc. ngày SVTH: ĐẶNG LÊ QN MSSV: 105111050 Trang: 25 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN Hình III.1 Vị trí bể lọc sinh học trong quy trình xử lý nước thải  Bể lọc sinh học cao tải: Có cấu tạo và cách quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt ,nước thải được tưới lên bề mặt nhờ hệ thống phân phối phản lực.Bể có tải trọng 10-20m3 nước thải . sở chưa giải quyết được .Vơí đề tài “ Nghiên cứu mô hình lọc sinh học xử lý nước thải cơ sở sản xuất nước tương Lam Thuận” tôi hy vọng sẽ đóng góp được. vệ môi trường chung. I.2 Mục đích nghiên cứu Xác định mức độ ô nhiễm của nghành sản xuất nước Tương sau khi đã áp dụng phương pháp mới và mô hình lọc sinh