Xử lý nước thải Thay Hai

Xử lý nước thải Thay Hai Xử lý nước thải Thay Hai Xử lý nước thải Thay Hai Xử lý nước thải Thay Hai Xử lý nước thải Thay Hai Xử lý nước thải Thay Hai Xử lý nước thải Thay Hai Xử lý nước thải Thay Hai Xử lý nước thải Thay Hai Xử lý nước thải Thay Hai

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chất thải hữu 1.1.1 Nước thải Nước thải từ nhiều nguồn khác nhau: nước thải sinh hoạt, nước thải từ nhà máy công nghiệp (Nhà máy giấy, nhà máy dệt, nhà máy hoá chất, nhà máy khai thác quặng, than, nhà máy đường, nhà máy bia ), nhà máy chế biến thực phẩm (các lò giết mổ, đông lạnh, đồ hộp xuất khẩu, hoa ) Theo thống kê Trung tâm Môi trường vệ sinh thuỷ sản: 100 nghìn nguyên liệu chế biến thuỷ hải sản xuất có 50 nghìn phế thải rắn, 10 nghìn thịt vụn kèm với triệu mét khối nước thải, nhiều hoá chất độc hại thải môi trường trình chế biến sản xuất Chỉ tính riêng vùng Đồng sông Hồng, tổng sản lượng thịt đạt 450 - 480 nghìn tấn, sản lượng thuỷ sản đạt 161 nghìn tấn, sản lượng rau đạt hàng trăm nghìn (nguồn TS Vũ Năng Dũng - NXBNN, 2001) Theo tài liệu nhà máy giấy Bãi Bằng - Phú Thọ, sản xuất 1000 giấy phải thải 25 - 30 triệu m3 nước từ cửa thải khác nhau: Nước thải rửa gỗ, nước thải rửa trình thuỷ phân chưng cất, nước thải rửa trình tẩy bột kiềm, nước thải rửa trình trung hoà, nước thải rửa lò than Trong loại nước thải chứa nhiều độc tố như: hợp chất hữu cơ, hợp chất clo, sulfat, CaO, axit dư thừa, ion kim loại nặng độc hại (Hg, Cd, Pb, Clo dư, NaOCl), sạn, cát gỗ vụn Nước thải phân làm loại sau: 1.1.1.1 Nước thải sinh hoạt Là nguồn nước thải khu dân cư tập trung từ sinh hoạt người (ăn uống, tắm giặt, phân thải, nước tiểu người) gia súc gia cầm hàng ngày thải vào hệ thống cống rãnh khu dân cư Trong nước thải loại chứa nhiều phân rác, hợp chất hữu muối hòa tan, đặc biệt chứa nhiều loại vi sinh vật gây bệnh, loại trứng giun, sán Đây loại nước thải phổ biến số lượng lớn Mức độ ô nhiễm phụ thuộc vào trình độ văn minh, trình độ dân trí khu dân cư, quốc gia Bảng 1.1 Thành phần nước thải sinh hoạt Mức độ ô nhiễm Các chất Nặng Trung bình Thấp Tổng chất rắn, mg/l 1000 500 200 - Chất rắn hoà tan, mg/l 700 350 120 - Chất rắn không hoà tan, mg/l 300 150 Tổng chất rắn lơ lửng, mg/l 600 350 120 Chất rắn lắng, mg/l 12 BOD5, mg/l 300 200 100 Oxy hoà tan, mg/l 0 Tổng nitơ, mg/l 85 50 25 Nitơ hữu cơ, mg/l 35 20 10 http://www.ebook.edu.vn Nitơ amoniac, mg/l 50 30 15 Nitơ NO2, mg/l 0,1 0,05 Nitơ NO3, mg/l 0,4 0,2 0,1 Clorua, mg/l 175 100 15 Độ kiềm, mg CaCO3/l 200 100 50 Chất béo, mg/l 40 20 Tổng photpho (theo P), mg/l Như nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất dinh dưỡng cao, vượt yêu cầu cho trình xử lý sinh học Thông thường trình xử lý sinh học cần chất dinh dưỡng theo tỷ lệ sau: BOD5 : N : P = 100 : : (nghĩa 100 mg/l BOD5, mg/l N mg/l P) Một tính chất đặc trưng nước thải sinh hoạt tất chất hữu bị phân huỷ vi sinh vật khoảng 20 - 40% BOD thoát khỏi trình xử lý sinh học với bùn 1.1.1.2 Nước thải công nghiệp Là nước thải nhà máy hay khu công nghiệp tập trung với loại hình sản xuất khác nhau, nước thải công nghiệp đa dạng, nhiều chủng loại hợp chất khác độ độc hại gây ô nhiễm môi trường khác + Các nhà máy chế biến thực phẩm đường, rượu bia, đồ hộp, lò giết mổ gia súc gia cầm + Các nhà máy sản xuất nguyên vật liệu giấy, xà phòng, công nghiệp dệt, công nghiệp hóa dầu, sản xuất loại hóa chất nước thải công nghiệp, chứa hàm lượng cao hợp chất hữu protein, dạng carbohydrate, dầu mỡ (từ công nghệ chế biến thực phẩm), hemicellulose, lignin (công nghiệp sản xuất giấy), có hợp chất hóa học khó phân huỷ hợp chất vòng thơm có N, alkyl benzensulfonate (công nghiệp sản xuất bột giặt), loại dung môi, kim loại nặng Pb, Hg, As Bảng 1.2 Thành phần nước thải số ngành công nghiệp Các tiêu Chế biến sữa Sản xuất thịt Dệt sợi tổng hộp hợp BOD5, mg/l 1000 1400 1500 COD, mg/l 1900 2100 3300 Tổng chất rắn, mg/l 1600 3300 8000 Chất rắn lơ lửng, mg/l 300 1000 2000 Nitơ , mgN/l 50 150 30 Phospho, mgP/l 12 16 pH 7 Nhiệt độ, C 29 28 Dầu mỡ, mg/l 500 Clorua, mg/l Phenol, mg/l Nhìn chung nước thải công nghiệp so với nước thải sinh hoạt có số BOD (nhu cầu oxy sinh hóa) COD (nhu cầu oxy hóa học) cao http://www.ebook.edu.vn nhiều Nước thải công nghiệp có độ ô nhiễm cao so với nước thải sinh hoạt Theo Luật Bảo vệ môi trường, nhà máy, xí nghiệp phải có công trình xử lý nước thải trước xả hệ thống thoát nước chung Thực tế cho thấy, quy định nói chưa thực nghiêm túc nên dẫn tới ô nhiễm hệ thống nước mặt, nước ngầm, ô nhiễm môi trường sinh thái trầm trọng nhiều nơi đất nước ta 1.1.2 Chất thải rắn Chất thải rắn sản phẩm loại bỏ thải trình hoạt động, sản xuất, chế biến người Chất thải có nhiều nguồn khác nhau: rác thải sinh hoạt, rác thải đô thị, tàn dư thực vật, phế thải trình sản xuất, chế biến nông công nghiệp, phế thải từ nhà máy công nghiệp như: nhà máy giấy, khai thác chế biến than, nhà máy đường, nhà máy thuốc lá, nhà máy bia, nước giải khát, lò mổ, nhà máy xí nghiệp chế biến rau đồ hộp Việt Nam nước nông nghiệp có nguồn phế thải sau thu hoạch lớn, đa dạng Chương trình triệu đường để lại hàng chục vạn bã mía, mùn mía tàn dư phế thải từ sản xuất, chế biến mía đường Ngành công nghiệp chế biến xuất cà phê thải môi trường 20 vạn vỏ/năm Trên đồng ruộng, nương rãy hàng năm để lại hàng triệu phế thải rơm rạ, lõi ngô, sắn, thân thực vật Ngoài có tới hàng triệu rác thải sinh hoạt Tất nguồn phế thải phần bị đốt, lại trở thành rác thải, phế thải gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường nguồn nước, đất đai lại thiếu trầm trọng nguồn dinh dưỡng cho hàng năm phải bỏ hàng triệu đôla để mua phân hoá học nước Chất thải rắn bao gồm nhiều loại khác nhau: bụi, chất thải từ thực phẩm, bao bì loại gồm: giấy, kim loại, nhựa, thuỷ tinh, quần áo dụng cụ gia đình hỏng, chất thải vườn, chất thải xây dựng, chất thải sản xuất chế biến, chất thải có mầm bệnh, chất thải nguy hiểm phóng xạ Chất thải rắn thường gồm loại sau đây: - Các chất dễ bị phân huỷ sinh học: thực phẩm thừa, cuộng rau, rau, cây, xác động vật chết, mảnh vải, dây buộc từ bông, sợi tự nhiên, 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 tất chất không sử dụng vào sinh hoạt sản xuất, mà người dân sinh sống thành phố thải môi môi trường Chất thải đô thị bao gồm: - Chất thải sinh hoạt khu dân cư - Chất thải khu thương mại - Chất thải công sở, trường học, công trình công cộng - Chất thải công nghiệp - Chất thải khu xây dựng - Chất thải khu vui chơi, giải trí http://www.ebook.edu.vn - Chất thải độc hại bệnh viện - Chất thải độc hại từ trình sản xuất đặc biệt Chất thải đô thị nước khác có thành phần vật chất tồn khác Sự khác biệt phụ thuộc vào yếu tố trình độ quản lý xã hội tổ chức quyền, trình độ kỹ thuật sản xuất công, nông nghiệp, mùa năm Ta tham khảo bảng 1.1, bảng 1.2 Bảng 1.3 Thành phần chất có chất thải đô thị nước phát triển % trọng lượng Stt Các chất Khoảng giá trị Trung bình Chất thải thực phẩm - 25 15 Giấy 25 - 45 40 Cotton - 15 4 Chất dẻo 2-8 Vải vụn 0-4 Cao su 0-2 0,5 Da vụn 0-2 0,5 Cỏ rác vườn - 20 12 Gỗ 1-4 10 Thuỷ tinh - 16 11 Vỏ đồ hộp 2-8 12 Kim loại 1-4 13 Bụi, tro, gạch - 10 Bảng 1.4 Thành phần chất chất thải đô thị Việt Nam Thành phố Stt Các chất Hà Hải Hạ long Đà TP HCM Nội phòng Nẵng Chất hữu 50 50,58 40,1 - 44,7 31,5 41,25 - 62,28 Cao su, nhựa 5,5 4,52 2,7 - 4,5 22,5 8,75 -10 Giấy, cotton, giẻ 4,2 7,52 5,5 - 5,7 6,81 24,83 - 25,2 vụn Kim loại 2,5 0,22 0,3 - 0,5 1,4 1,55 - Thuỷ tinh, sứ, gốm Đất, đá, cát, gạch vụn Tro Độ ẩm Tỷ trọng (tấn/m3) 1,8 35,9 0,63 36,53 3,9 - 8,5 47,5 - 36,1 1,8 36 5,59 - 6,2 18 - 20 15,9 47,7 0,42 16,62 45,48 0,45 11 40,25 20 - 58,7 40 - 46 39,85 27,18 - 68,2 0,57 - 0,65 0,38 0,412 1.1.2.2 Chất thải nguy hại Chất thải nguy hại thường có nhiều chất thải y tế chất thải công nghiệp Các chất thải nguy hại gây tác hại trực tiếp đặc tính độc tiềm ẩn chúng tiềm tàng nguy bệnh tật * Chất thải y tế http://www.ebook.edu.vn Ở tất địa phương có sở y tế Trung bình sở y tế thải vào môi trường ngày khoảng - 7,5 chất thải nguy hại Tỷ trọng trung bình chất thải y tế khoảng 150 kg/m3, độ ẩm trung bình 37 - 42%, nhiệt lượng khoảng 1400 - 2150 cal/kg Chất thải y tế mang chất độc hại tính chất hoá học, vật lý mà nguy hiểm chúng chứa nhiều mầm bệnh khác từ bệnh nhân điều trị bệnh viện Bảng 1.5 Thành phần chất thải y tế Việt Nam Thành phần chất thải y tế Tỷ lệ (%) Có thành phần chất nguy hại Các chất hữu 52,9 Không Chai nhựa PVC, PE, PP 10,1 Có Bông băng 8,8 Có Vỏ hộp kim loại 2,9 Không Chai lọ thuỷ tinh, xilanh thuỷ tinh, 2,3 Có ống thuốc thuỷ tinh Kim tiêm, ống tiêm 0,9 Có Giấy loại, carton 0,8 Không Các bệnh phẩm sau mổ 0,6 Có Đất, cát, sành sứ chất rắn khác 20,9 Không Tổng cộng 100 Tỷ lệ phần chất thải nguy hại 22,6 Hiện có số sở y tế có hệ thống xử lý chất thải y tế (chủ yếu lò đốt), nhiều sở y tế toàn quốc hệ thống xử lý Một phần gộp chung với chất thải đô thị, phần khác chôn lấp tuỳ tiện, không tuân theo quy định bắt buộc Do đó, mối nguy từ chất thải y tế lớn, quản lý không chặt, tạo bệnh dịch lớn * Chất thải rắn công nghiệp Chất thải rắn công nghiệp tất vật chất dạng rắn thải vào môi trường sau trình sản xuất công nghiệp Trong chất thải rắn công nghiệp có chứa 35 – 41% chất có tính độc hại cao Thành phần chất thải rắn công nghiệp thường rát phức tạp, phụ thuộc vào chất công nghệ, vào nguyên liệu dùng để sản xuất Lượng chất thải rắn công nghiệp thường chiếm 15 – 20% tổng lượng chất thải đô thị Hàng năm, lượng chất thải rắn công nghiệp 1930 tấn/ngày (số liệu 1997) Lượng chất thải rắn công nghiệp tăng theo phát triển công nghiệp Ví dụ năm 1998 2200 tấn/ngày, năm 1999 2574 tấn/ngày Bảng 1.6 Lượng chất thải rắn công nghiệp nguy hại hàng năm Việt Nam Stt Tỉnh, Thành phố Công nghiệp điện, điện tử Công nghiệp khí Công nghiệp hoá chất Công nghiệp nhẹ Công nghiệp thực phẩm Các ngành khác Tổng cộng Hà Nội Hải phòng Quảng 1801 58 - 5005 558 15 7333 3300 - 2242 270 - 87 51 - 1640 420 - 18108 4657 15 http://www.ebook.edu.vn Ninh Đà Nẵng Quảng Nam Quảng Ngãi TP HCM Đồng Nai Bà Rịa Vũng Tàu Tổng cộng - 1622 1554 73 - 32 - 36 10 170 219 1933 1783 - - - 10 36 40 86 27 50 - 7506 3330 879 5571 1029 635 25002 28614 91 2026 200 128 6040 1661 97 46172 34889 1830 1936 20469 17941 56261 2574 10287 109468 Số liệu bảng phản ánh thực trạng khả thu gom, vận chuyển số lượng chất thải công nghiệp thành phố năm 1999 Tuy nhiên, số liệu cho thấy mức độ nguy hiểm số chất thải từ số ngành nghề có sử dụng nhiều hoá chất nguy hại công nghiệp điện, điện tử, công nghiệp hoá chất Chất thải công nghiệp thực phẩm nhiều tiềm ẩn (bệnh truyền nhiễm) 1.2 Sự chuyển hóa, phân hủy hợp chất hữu chất thải 1.2.1 Sự chuyển hóa, phân hủy hydratcacbon * Cellulose Cellulose thành phần chủ yếu tế bào thực vật, chiếm tới 50% tổng số hydratcacbon trái đất Trong vách tế bào thực vật, cellulose tồn mối liên kết chặt với polisaccarit khác: Hemicellulose, pectin lignin tạo thành liên kết bền vững Hàm lượng cellulose chất khác khác - Cơ chế phân huỷ cellulose: Năm 1950, Reese Ctv lần đ-a chế phân giải xenluloza Xenluloza tự nhiên Cellulose tự nhiên Cl Cellulose hoạt động Cx Đường hoà tan Cellobiose Glucose Hình 1.1 Sơ đồ chuyển hoá cellulose Trong đó: Cx tương ứng với exoglucanza C1 tương ứng với endogluanaza Theo Reese C1 “tiền nhân tố thuỷ phân” enzyme không đặc hiệu, làm trương cellulose tự nhiên thành chuỗi cellulose hoạt động có mạch ngắn bị enzyme Cx tiếp tục phân cắt tạo thành đường tan cuối thành glucose Những vi sinh vật phát triển hợp chất chứa cellulose tiết loại enzyme để phân huỷ chuyển hoá cellulose - Vi sinh vật phân huỷ hợp chất hữu chứa cellulose Trong tự nhiên vi sinh vật phân giải cellulose vô phong phú bao gồm: Vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật + Vi khuẩn: Là nhóm vi sinh vật lớn nghiên cứu nhiều Từ kỷ 19 nhà khoa học phát thấy số loại vi http://www.ebook.edu.vn khuẩn kỵ khí có khả phân giải cellulose Những năm đầu kỷ 20 người ta lại phân lập vi khuẩn hiếu khí có khả Trong vi khuẩn hiếu khí phân giải cellulose, niêm vi khuẩn có vai trò lớn chủ yếu giống Cytophaga, Sporocytophaga Sorangium Niêm vi khuẩn nhận lượng oxy hoá sản phẩm phân giải cellulose thành CO2 H2O Ngoài thấy giống Cellvibrio có khả phân giải cellulose Trong điều kiện kỵ khí, vi sinh vật ưa ẩm, ưa nhiệt thuộc giống Clostridium Bacillus tiến hành phân giải cellulose thành glucose cellobiose, chúng sử dụng lượng từ loại đường đơn nguồn carbon thường kèm theo việc tạo nên acid hữu cơ, CO2 H2 Trong dày động vật ăn cỏ tồn hệ vi sinh vật để phân giải cellulose là: Ruminococcus, Flavefaciens, Butyrivibrio, Bacteroides Ngoài có: Cellulomonas, Bacillus, Acetobacter phân giải mạnh cellulose Nhiều tác giả phân lập tuyển chọn đống ủ phế thải có Clostririum Pseudomonas chứa phức hệ enzyme cellulase Acteromobacter, Cytophaga, Sporocytophaga Sorangium, Sporocytophaga + Nấm sợi: Nấm sợi phân giải cellulose mạnh vi khuẩn chúng tiết vào môi trường lượng enzyme ngoại bào nhiều vi khuẩn Vi khuẩn thường tiết vào môi trường phức hệ enzyme cellulase không hoàn chỉnh thuỷ phân chất cải tiến giấy lọc CMC, nấm tiết vào môi trường hệ thống cellulase hoàn chỉnh nên thuỷ phân cellulose hoàn toàn Các loại nấm phân huỷ mạnh cellulose là: Trichoderma, Penicillium, Phanerochate, Sporotrichum, Sclerotium Nấm ưa nhiệt, chúng tổng hợp enzyme bền nhiệt hơn, chúng sinh trưởng phân giải nhanh cellulose Nấm phát triển pH = 3,5 - 6,6 Nguồn carbon giúp cho nấm phân giải mạnh cellulose Trong phế thải chứa nhiều nitơrat kích thích nấm phân giải cellulose, nguồn nitơ hữu giúp cho nấm phân giải cellulose mạnh Người ta tìm thấy 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 mạnh Người ta chia xạ khuẩn thành nhóm: Xạ khuẩn ưa ấm, chúng phát triển mạnh nhiệt độ 28 – 300C, xạ khuẩn ưa nhiệt, chúng phát triển mạnh nhiệt độ 60 – 700C Trong đống ủ phế thải người ta tìm thấy nhiều loại xạ khuẩn là: Actinomyces, Streptomyces, Frankia, Nocardia, Actinopolyspora, Actinosynoema, Dermatophilus, Pseudonocardia, Cellulomonas * Hemicellulose Hemicellulose có khối lượng không nhỏ, đứng sau cellulose tế bào thực vật, chúng phân bố vách tế bào Hemicellulose có chất polysacarit bao gồm khoảng 150 gốc đường liên kết với cầu nối β1,4 glucozit, β-1,6 glucozit thường tạo thành mạch nhánh ngắn có phân nhánh - Cơ chế phân huỷ hemicellulose: http://www.ebook.edu.vn Phần lớn hemicellulose có tính chất tương đồng với cellulose, nhiên hemicellulose có phân tử lượng nhỏ cấu trúc đơn giản Như hemicellulose bền vững dễ phân giải cellulose Vi sinh vật phân giải hemicellulose nhanh cellulose - Vi sinh vật phân huỷ hemicellulose: Vi sinh vật phân giải hemicellulose thường có dày động vật nhai lại trâu bò Chủ yếu giống sau: Ruminococcus, Bacillus, Bacteroides, Butyvibrio, Clostridium Nhiều loại nấm sợi như: Aspegillus, Penicillium, Trichoderma * Lignin Lignin hợp chất có thành phần cấu trúc phức tạp, chất cao phân tử tạo thành phản ứng ngưng tụ từ loại rượu chủ yếu trans-Pcumarynic, trans-connyferynic, trans-cynapylic Lignin khác với cellulose hemicellulose chỗ hàm lượng carbon tương đối nhiều, cấu trúc lignin có nhóm methoxyl (- OCH3) liên kết với liên kết (C - C) hay (C - O) phổ biến liên kết aryl-glyxerin, aryl-aryl diaryl ete Lignin dễ bị phân giải phần tác dụng Na2S2O3, H2SO3, CaS2O3 - Cơ chế phân huỷ lignin: Nhiều công trình kết luận có tới 15 enzyme tham gia vào trình phân giải lignin Ligninase không thuỷ phân ligin thành tiểu phần hoà tan trình phân giải cellulose Nhưng có enzyme chủ chốt là: + Lignin pezoxidase + Mangan pezoxidase + Laccase - Vi sinh vật phân huỷ lignin: Vi sinh vật phân giải lignin giống có khả tiết enzyme ligninase, gồm có: Nấm Basidiomycetes, Acomycetes, nấm bất hoàn Vi khuẩn gồm: Pseudomonas, Xanthomonas, Acinebacter Xạ khuẩn: Streptomyces * Tinh bột Tinh bột hợp chất hydratcacbon cao phân tử, có nhiều ngũ cốc gạo, ngô, khoai tây, khoai lang,… Tinh bột cấu tạo hai thành phần chính: amyloza amylopectin Trong nước nóng amyloza tan amylopectin tạo thành hồ keo Trong tinh bột amyloza chiếm tỷ lệ khoảng 25% amylopectin khoảng 75% - Cơ chế phân huỷ tinh bột: α-amylase Tinh bột α-glucosidase Maltose Glucose β-amylase CO2, rượu sản phẩm trao đổi kỵ khí Các enzyme CO2, rượu, acid hữu cơ, sản phẩm trao đổi hiếu khí khác http://www.ebook.edu.vn Hình 1.2 Sơ đồ chuyển hoá tinh bột tế bào vi sinh vật - Vi sinh vật phân huỷ tinh bột: Vi sinh vật phân huỷ tinh bột phải tiết vào môi trường loại enzyme amylase Các loài vi sinh vật có nhiều tự nhiên, chúng thuộc nhiều ba nhóm vi khuẩn, xạ khuẩn 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 protein Protein hợp chất hữu cao phân tử chứa nitơ Protein thường chứa 15 -17,5% nitơ (tính theo trọng lượng khô) Protein thành phần quan trọng thể động vật, thực vật, vi sinh vật Tất protein cấu tạo từ acid amin Các acid amin tạo thành trình trao đổi cacbon nitơ Việc tổng hợp acid amin thông qua nhiều phản ứng hoá học với xúc tác enzyme khác quy hai loại phản ứng: phản ứng amin hoá phản ứng chuyển amin Các acid amin có tế bào dạng tự nguyên liệu tổng hợp phân tử protein - Cơ chế phân huỷ protein: N-hữu protein Xác vi sinh vật Vi sinh vật Polypeptit, oligopeptit Vi sinh vật Amon hoá Acid amin N-hữu thực vật, vi sinh vật Vi sinh vật Amoni (NH3) Vi sinh vật Nitrat hoá Nitrit Chất thải Tự phân (NO−2) Vi sinh vật Nitrat (NO−3) Phản nitrat N-hữu động vật Vi sinh vật N2, CO2 Vi sinh vật cố định đạm http://www.ebook.edu.vn Hình 1.3 Chu trình chuyển hoá nitơ tế bào vi sinh vật tự nhiên - Có nhiều vi sinh vật có khả phân giải protein: hầu hết vi khuẩn hoại sinh (nấm mốc, nấm men, xạ khuẩn vi khuẩn) Các vi sinh vật dùng sản xuất protease công nghiệp thường Bacillus subtilis, Aspergillus oryzae Muốn phân giải protein vi sinh vật phải tiết vào môi trường enzyme protease ngoại bào để phân cắt protein thành phân tử nhỏ Các chất tiếp tục phân huỷ thành acid amin nhờ enzyme peptidase hấp thu trực tiếp phân huỷ thành acid amin sau vào tế bào, phần acid amin sử dụng để xây dựng protein chúng, phần tiếp tục bị phân huỷ, sản phẩm trình la NH3, CO2,… 1.2.2 Sự chuyển hóa, phân hủy lipit Lipit (các este phức tạp glycerin acid béo) chất sáp (các este phức tạp acid béo rượu đơn nguyên tử từ cao phân tử), có nhiều thể sinh vật Chúng thường chất dự trữ bảo vệ So với chất khác lipit thuỷ phân chậm Nhiều vi sinh vật có khả phân giải lipit chúng tổng hợp lipase Bước trình phân giải chúng thành glycerin rượu cao phân tử acid béo Một số vi sinh vật sinh enzyme phospholipase xúc tác cho phân giải phospholipit Sau phosphoril hoá, glycerin tiếp tục chuyển hoá theo đường Embden Meyerhof Panas tích luỹ lại lượng ATP 1.3 Ảnh hưởng chất thải hữu đến môi trường 1.3.1 Ảnh hưởng nước thải đến môi trường Trong nước thải nói chung chứa nhiều chất bẩn vi sinh vật, có vi sinh vật hoại sinh vi sinh đường ruột, có vi sinh vật gây bệnh, chất độc hại người, động vật, thực vật kể sinh vật nước Nước thải không xử lý thích đáng cho chảy vào ao hồ, đầm phá, sông ngòi, làm cho thuỷ vực bị nhiễm bẩn, gây hậu xấu nguồn nước Nước thải chưa xử lý có số ảnh hưởng tới nguồn nước sau: - Làm thay đổi tính chất hoá lý, độ trong, màu, mùi vị, pH, hàm lượng chất hữu cơ, vô cơ, kim loại nặng có độc tính, chất nổi, chất lắng cặn - Làm giảm oxy hoà tan tiêu hao trình oxy hoá chất hữu - Làm thay đổi hệ sinh vật nước, kể vi sinh vật, xuất vi sinh vật gây bệnh, làm chết sinh vật nước (trong tôm, cá thuỷ sinh có ích) Kết nguồn nước sử dụng cho cấp nước sinh hoạt, cho tưới tiêu thuỷ lợi nuôi trồng thuỷ sản Dựa vào nước thải chảy vào nguồn làm ô nhiễm mà người ta chia nguồn nước thành ba loại: http://www.ebook.edu.vn ẩm để trì nhiệt độ phòng nuôi luôn 28 – 320C Hoạt tính enzyme đạt cao hệ sợi phát triển mạnh bắt đầu tạo bào tử Khi kết thúc trình nuôi, người sấy khô chế phẩm enzyme thô nhiệt độ 400C để thu enzyme pectinase dạng kết tủa Từ giai đoạn trở sau, việc thu nhận pectinase tinh khiết tiến hành phương pháp thu nhận enzyme bình thường 3.3.5 Xử lý chất thải nhà máy chế biến tinh bột 3.3.5.1 Phương pháp sơ đồ công nghệ xử lý nước thải 3.3.5.2 Chất thải rắn 3.3.6 Xử lý chất thải nhà máy bia 3.3.6.1 Phương pháp sơ đồ công nghệ xử lý nước thải 3.3.6.2 Tận dụng xử lý bã malt Bã malt chứa nhiều chất dinh dưỡng nên dùng làm thức ăn gia súc có giá trị Người ta thường dùng bã malt để làm thức ăn cho bò sữa, cho động vật có sừng trưởng thành cho lợn Có ba cách tận dụng triệt để bã malt nhà máy bia làm thức ăn gia súc 3.3.6.2.1 Sử dụng bã malt ủ chua thức ăn gia súc Bã malt tươi thường có độ ẩm cao (75 – 76%), khó bảo quản sử dụng Do đó, người ta thường cho vào khối bã malt lượng cám, xanh cho gia súc băm nghiền nhỏ, bột ngô bột sắn Sau phối trộn, tiến hành ủ – 10 Quá trình ủ trình lên men lactic trình lên men rượu Toàn công nghệ tóm tắt hình Bã malt tươi Phối trộn Lên men (ủ) Sinh khối nấm men bia (5 – 10%) Sản phẩm Hình 3.1 Công nghệ ủ chua bã malt Người ta tiến hành ủ bã malt với điều kiện kỹ thuật sau: - Độ ẩm khối ủ: 55 – 65% - Thời gian ủ: – 10 - Nhiệt độ ủ ban đầu: 28 – 320C Khối ủ trộn với thực phẩm gia súc, khối ủ sử dụng ngày Bằng cách ủ này, chất dinh dưỡng tăng giá trị tiêu hóa, http://www.ebook.edu.vn làm giảm chi phí thức ăn làm tăng trọng gia súc tăng lượng sữa thu nhận Trong trường hợp khối ủ nhiều, ta sấy khô khối ủ để bảo quản dùng dần 3.3.6.2.2 Nuôi nấm mốc làm thực phẩm gia súc Bã malt sử dụng nguyên liệu tốt để nuôi nấm mốc, nhằm làm tăng lượng đường hàm lượng protein cho bã malt Công nghệ sản xuất tóm tắt hình Bã malt Cám bột ngô, bột sắn Phối trộn Giống nấm mốc Lên men Giống cho sản xuất Sấy khô Thức ăn gia súc Hình 3.1 Công nghệ nuôi nấm mốc bã malt làm thức ăn gia súc Giống nấm mốc sử dụng Aspergillus oryzae Điều kiện lên men tiến hành với thông số kỹ thuật sau: - Độ ẩm: 55 – 60% - Lượng giống: – 10% - Nhiệt độ lên men: 28 – 320C - Thời gian: 36 – 48 - Nuôi hiếu khí khay có kích thước: 1,6m x 1,2m x 0,1m Chiếu cao khối môi trường – cm Các khay đặt giá khay đặt phòng nuôi cấy có hệ thống quạt gió liên tục để hạ nhiệt độ cung cấp oxy cho trình phát triển nấm mốc Khi phát triển khối môi trường, nấm mốc tạo enzyme amylase, enzyme thủy phân tinh bột thành đường, enzyme protease thủy phân protein thành acid amin Mặt khác, nấm mốc có khả đồng hóa muối vô chứa nitơ thành nitơ protein Như giá trị dinh dưỡng bã malt nâng cao sau nuôi nấm mốc Ngoài người ta nuôi nấm mốc bã malt để sản xuất enzyme, nuôi xạ khuẩn để thu nhận kháng sinh thô phục vụ cho chăn nuôi 3.3.6.3 Tận dụng 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 nấm men già, nấm men non nấm men trưởng thành Nấm men già không sử dụng để tái lên men http://www.ebook.edu.vn bia Nấm men trưởng thành có khả lên men cao Nếu biết cách thu nhận nấm men trưởng thành để tái sử dụng cho lần lên men có lợi mặt kỹ thuật kinh tế Do đó, có nhiều nhà máy bia áp dụng phương pháp tách nấm men trưởng thành khỏi sinh khối nấm men sau lên men Nấm men non lại dễ nhạy cảm với môi trường xung quanh Khi tách nấm men khỏi dung dịch lên men máy lọc ép khung bản, nhiều tế bào nấm men non bị chết, bị bị biến đổi hình thái sinh lý Loại nấm men tái sử dụng Ở nhiều nhà máy bia, người ta tái sử dụng nấm men bia để lên men lần sau theo trình tự sau: Nấm men sau lọc khung bản, chuyển vào thùng chứa hình trụ Sau cho nước lạnh – 40C vào khuấy nhẹ để nấm men trộn vào nước lạnh Để yên cho nấm men phân lớp, nước lạnh trạng thái dung dịch tĩnh, nấm men lắng xuống phân lớp Sau nấm men phân lớp, người ta tháo van đáy thùng hình trụ để lấy nấm men già, để sang thùng chứa xử lý riêng cho gia súc Sau đó, người ta lấy nấm men trưởng thành, xử lý tái lên men, lớp nấm men non dùng để làm thức ăn gia súc Lớp nấm men trưởng thành lấy rửa nhiều lần nước lạnh 10C Nấm men nuôi môi trường nước đường có hàm lượng đường – 8% để hoạt hóa chúng trước đưa chúng trở lại trình lên men Trong trường hợp nấm men nhiễm vi khuẩn, ta phải loại vi khuẩn khỏi nấm men để đảm bảo trình lên men bia xảy không bị ảnh hưởng xấu Người ta xử lý nấm men bị nhiễm vi khuẩn sau: Dùng H2SO4 nồng độ 0,4% hay H3PO4 0,6% cho vào sinh khối nấm men trưởng thành này, khuấy nhẹ để yên để cặn bẩn lắng xuống Tách cặn bẩn chứa phần lớn vi khuẩn, lấy nấm men dùng KOH điều chỉnh pH = 4,8 – 5,2, dùng nước vô trùng có nhiệt độ 10C rửa nhiều lần sau rửa sử dụng để lên men mẻ sau 3.3.6.3.2 Sản xuất dịch tự phân nấm men Phương pháp thực sơ đồ hình http://www.ebook.edu.vn Nấm men bia Rửa nhiều lần nước lạnh Phối trộn với nước theo tỷ lệ phần sinh khối nấm men 1,8 - phần nước Tiến hành tự phân nhiệt độ 48 – 520C thời gian 24 – 30 Dịch tự phân nấm men dùng cho thức ăn gia súc Thu nhận sản phẩm Lọc Bã dùng làm thức ăn gia súc Dịch acid amin chất hòa tan Xử lý Dịch acid amin Cô đặc Sấy khô Bột acid amin dùng y dược thực phẩm cho người Hình 3.1 Công nghệ nuôi nấm mốc bã malt làm thức ăn gia súc Giai đoạn quan trọng công nghệ giai đoạn tiến hành trình tự phân Quá trình tự phân tiến hành nhiệt độ 48 – 520C Ở nhiệt độ này, phần lớn tế bào sinh dưỡng bị tiêu diệt, sót lại bào tử, lượng bào tử nấm men không nhiều Khi đó, enzyme protease nội bào hoạt động mạnh, thủy phân protein thành acid amin số sản phẩm http://www.ebook.edu.vn khác Quá trình thủy phân protein không xảy thành tế bào (vỏ tế bào) mà xảy mạnh bào tương Khi thành tế bào bị tác động protease nội bào, protein thành tế bào bị phân giải, chất nội bào giải phóng Như vậy, trình tự phân trình phân hủy protein thành tế bào trình giải phóng vật chất tế bào Quá trình tự phân nấm men phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ hoạt động protease nội bào Chính thế, trình phải luôn trì từ nhiệt độ 48 – 520C Trong trình tự phân, người ta thường cho cánh khuấy hoạt động Cánh khuấy có tác dụng tăng nhanh tương tác enzyme chất Hoạt động enzyme protease không giới hạn trình thủy phân nội bào mà xảy vật chất nội bào thoát tế bào Khi enzyme protease nội bào thoát với chất Quá trình thủy phân ngoại bào xảy mạnh nhiệt độ tối ưu có hoạt động cánh khuấy Ngoài phương pháp xử lý ứng dụng nấm men bia trình bày phần trên, nấm men bia sử dụng để sản xuất bánh mì, làm thức ăn chăn nuôi 3.3.6.4 Tận dụng xử lý mầm malt bia Hiện mầm malt bia sử dụng vào lĩnh vực sau: - Làm thực phẩm gia súc - Sản xuất acid lactic - Làm nguồn cung cấp nitơ để sản xuất nấm men từ rỉ đường - Sản xuất chế phẩm enzyme - Các chất hoạt hóa trình lên men Sau số quy trình xử lý mầm malt bia Mầm malt khô Nghiền nhỏ Chiết rượu Chiết dung môi khác Sấy khô chế phẩm Chưng cất dung môi Bao gói Kết tinh Muối Dung dịch lipit, vitamin Hình 3.1 Công nghệ sản xuất chất hoạt hóa lên men http://www.ebook.edu.vn Mầm malt khô Nghiền nhỏ Chiết nước 10 – 120C, pH = 5,6 – 5,8 Tách mầm lại máy ly tâm Làm nước chiết máy ly tâm Tạo pH kết tủa thích hợp (pH = 6,3) Kết tủa rượu etylic (1 : 4) Ly tâm Rửa kết tủa rượu Sấy khô Nghiền Thành phẩm Hình 3.1 Công nghệ sản xuất enzyme 3.3.6.5 Công nghệ xử lý số chất thải khác nhà máy bia Các phế liệu khác nhà máy bia cặn protein, phế liệu xử lý hạt chứa nhiều chất dinh dưỡng Do đó, loại phế liệu ứng dụng làm thức ăn gia súc Trước làm thức ăn gia súc, người ta phải loại bỏ tạp chất, đặc biệt cặn protein chứa nhiều vị đắng houblon Vị đắng thường không hợp vị gia súc nên cần phải loại bỏ Phương pháp loại bỏ vị đắng thường sử dụng dùng dung môi hữu để hòa tan chúng Trong hòa chất gây đắng, làm tổn thất số thành phần dinh dưỡng Do đó, việc ứng dụng dung môi phải thận trọng không khả làm tổn thất chất dinh dưỡng mà gây độc cho sản phẩm http://www.ebook.edu.vn 3.3.7 Xử lý chất thải nhà máy cồn, rượu 3.3.7.1 Phương pháp sơ đồ công nghệ xử lý nước thải 3.3.7.2 Sử dụng bã rượu từ rỉ đường 3.3.7.2.1 Thu nhận sinh khối nấm men từ bã rượu Trong bã rượu chứa lượng nấm men lớn Vì thế, việc thu nhận sinh khối nấm men từ bã rượu đem lại hiệu kinh tế cao Trên giới có nhiều nhà máy sản xuất sinh khối nấm men cách sử dụng bã rượu môi trường dinh dưỡng Nhiều nhà máy sản xuất cồn thiết lập quy trình công nghệ thu nhận sinh khối nấm men từ bã rượu sau lắng lọc dịch lên men Thực tế sản xuất cho thấy, phương pháp thu nhận sinh khối nấm men từ bã rượu giảm giá thành 28 – 32% so với phương pháp nuôi cấy thu nhận sinh khối nấm men từ mật rỉ Tổng số lợi nhuận tính cho nấm men lớn hai lần chi phí cho sản xuất nhỏ hai lần Sinh khối nấm men chứa hàm lượng protein cao, loại nguyên tố vi lượng có giá trị sinh học cao Một đơn vị nấm men gia súc 1,15 – 1,2 đơn vị thức ăn gia súc Nếu sử dụng kg nấm men gia súc, ta thu 0,5 – 0,8 kg thịt lợn - kg nấm men gia súc dùng để nuôi bò sữa làm tăng lượng sữa – lít, hàm lượng mỡ sữa tăng 0,55 - kg nấm men gia súc dùng để nuôi gà thu nhận 2,2 – 2,9 kg thịt gà, khả đẻ trứng gà tăng 20 – 40% - kg nấm men gia súc dùng để nuôi thú vườn thú thay cho kg thịt nuôi thú Khi nuôi thú nấm men gia súc, khả đề kháng thể thú tăng rõ rệt Lượng nấm men cho vào phần ăn gia súc, gia cầm liệt kê bảng sau Bảng 3.1 Lượng nấm men gia súc bổ sung vào phần ăn gia súc, gia cầm ngày STT 10 11 12 Gia súc, gia cầm Trâu, bò Bê Gia súc chưa trưởng thành Lợn nái Lợn giống Lợn vỗ béo Cừu dê Ngựa kéo, ngựa nuôi Ngựa giống Thú Gia cầm trưởng thành Gà http://www.ebook.edu.vn Lượng nấm men, gam/ngày/con 500 250 300 250 200 150 50 500 300 Trong thí nghiệm, thay 10% phần thức ăn tổng hợp nấm men gia súc khô, độ tiêu hóa protein thức ăn gia súc tăng tới 87% Từ kết thí nghiệm kết luận cho thấy, việc sử dụng nấm men làm thực phẩm cho gia súc có giá trị kinh tế cao Cứ m3 dấm chín, người ta thu 12 – 18 kg nấm men ép hay 5,5% so với lượng mật rỉ đem vào lên men cồn Quá trình thu nhận nấm men ép từ dấm chín thực hình Dấm chín Thùng chứa dấm chín Phân ly Sinh khối nầm men (chiếm 25% tổng số nấm men dấm chín Chưng cất Rửa nhiều lần Dịch sau chưng cất Nấm men gia súc Hạ nhiệt xuống – 80C Tách nấm men lắng Sinh khối nầm men lắng (chiếm 30% tổng lượng nấm men Cô đặc Nhũ tương nấm men Rửa nhiều lần Nấm men gia súc Nấm men gia súc Hình 3.1 Công nghệ thu nhận sinh khối nấm men từ bã rượu Sinh khối nấm men thu từ bã rượu chứa nhiều nước, người ta thường có hai phương pháp sử dụng sinh khối nấm men + Phương pháp 1: Từ nấm men dạng paste, người ta sấy nấm men nhiệt độ 1000C để thu nhận sinh khối nấm men khô Nấm men khô có ưu điểm bảo quản sử dụng thời gian dài Để trình sấy có hiệu quả, người ta thường dùng loại chất độn bột cám bột sắn http://www.ebook.edu.vn + Phương pháp 2: Nấm men sử dụng hàng ngày cách nhúng cỏ rơm, cám vào dung dịch nấm men đậm đặc cho động vật ăn Phương pháp dễ thực gây vệ sinh chuồng trại 3.3.7.2.2 Sản xuất nấm men gia súc Bã rượu thu nhận chuyển sang phân xưởng sản xuất nấm men gia súc Trong trình vận chuyển, nhiệt độ bã rượu làm giảm đến 300C thiết bị trao đổi nhiệt Sơ đồ công nghệ sản xuất nấm men gia súc thực theo hình Bã rượu Mật rỉ Thổi khí Nấm men gia súc dạng lỏng Làm môi trường nuôi cấy Muối dinh dưỡng Nuôi nấm men Giống nấm men Candida utilis hay Candida tropicalis Ly tâm Sinh khối nấm men Nấm men gia súc dạng paste Sấy Nấm men gia súc dạng khô Hình 3.1 Công nghệ sản xuất nấm men gia súc Bã rượu sau làm nguội đến 300C, bổ sung thêm sulfat amon, acid photphoric với hàm lượng 0,15 – 0,25% so với khối lượng bã rượu, dùng H2SO4 loãng điều chỉnh pH = – 5,2 Điều chỉnh nồng độ đường bã rượu đạt 2,5% so với dung dịch bã rượu, dịch bã rượu làm loãng gấp hai lần Nấm men giống sử dụng Candida utilis hay Candida tropicalis nuôi riêng Môi trường nhân giống nấm men dung dịch đường 3,5%, pH môi trường 5,2 – 5,4 Nấm men nhân giống thùng lên men có dung tích 10 lít, 100 lít, 1000 lít,…Thời gian nhân giống tương ứng 24 giờ, 18 giờ, 16 giờ,…Tỷ lệ nấm men giống đưa vào nuôi thiết bị nuôi 1% so với khối lượng dịch lên men Sau nuôi, ta thu nấm men gia súc dạng lỏng, nấm men dạng lỏng vận chuyển sử dụng ngày Ở nhà máy lớn, người ta tiến hành ly tâm thu nấm men dạng http://www.ebook.edu.vn paste Nấm men gia súc dạng paste có khả bảo quản lâu sử dụng có hiệu Từ nấm men gia súc dạng paste, người ta đem sấy khô thu nấm men gia súc dạng khô 3.3.7.2.3 Ủ thức ăn gia súc bã rượu Bã rượu sử dụng làm thức ăn gia súc cách cho lên men lactic Công nghệ ủ chua thức ăn gia súc tóm tắt hình Bã rượu Mật rỉ Làm nguội đến 50 – 520C Vi khuẩn lactic Lên men lactic nhiệt độ 50 – 520C thời gian 24 Làm nguội dịch lên men đến 300C Ủ thức ăn gia súc bể ủ nhiệt độ 300C, độ ẩm khối ủ 60 – 75% Khối nguyên liệu thực vật Hình 3.1 Công nghệ ủ chua thức ăn gia súc bã rượu Công nghệ ủ thức ăn gia súc qua hai giai đoạn: Giai đoạn nuôi vi khuẩn lactic bã rượu: Ở giai đoạn này, người ta trì nhiệt độ nuôi 50 – 520C thời gian 24 Giai đoạn ủ thức ăn gia súc: Các nguyên liệu thực vật băm nhỏ, trộn với phần dịch vi khuẩn lactic nuôi phần Khi trộn, lưu ý đến độ ẩm khối trộn đảm bảo 60 – 75% Thời gian ủ 36 – 72 Các nguyên liệu thực vật sau ủ chua, gia tăng chất lượng dinh dưỡng tăng thời gian bảo quản 3.3.7.3 Tận dụng bã rượu từ lương thực, khoai tây 3.3.7.3.1 Sử dụng bã rượu tươi Khi sử dụng bã rượu tươi làm thức ăn gia súc làm thức ăn cho bò sữa, lượng sữa thu cao so với lượng sữa thu không cho bò ăn bã rượu Khi sử dụng bã rượu tươi nuôi bò thịt, vòng 90 ngày nuôi, trọng lượng bò tăng 20% so với đối chứng Việc sử dụng bã rượu tươi chăn nuôi áp dụng nhiều nước châu Âu Lượng bã rượu tươi sử dụng chăn nuôi trình bày bảng Bảng 3.1 Lượng bã rượu tươi sử dụng hàng ngày cho gia súc, gia cầm http://www.ebook.edu.vn STT Gia súc, gia cầm Trâu, bò trưởng thành Trâu, bò lớn Ngựa trưởng thành Lợn trưởng thành Lượng bã rượu ngày cho 70 – 80 lít 25 – 35 lít 12 – 18 lít 15 – 20 kg 3.3.7.3.2 Ủ chua bã rượu Để ủ chua bã rượu làm thức ăn gia súc, người ta thường thiết kế hầm ủ sâu 1,5 – m, tường hầm ủ đất sét Người ta cho vào hầm ủ nguyên liệu thực vật với số lượng – 12% so với khối lượng bã rượu đem ủ Việc nhân giống vi khuẩn lactic dung dịch bã rượu sau lọc nhiệt độ 50 – 520C thời gian 24 Giống vi khuẩn lactic đưa vào khối ủ ủ đạt độ chua định cho gia súc ăn 3.3.7.3.3 Sản xuất biomicine thô Kháng sinh sử dụng nhiều chăn nuôi, chất kháng sinh dùng chăn nuôi trì phận vi sinh vật có ích đường tiêu hóa, đồng thời tiêu diệt phận vi sinh có hại đường tiêu hóa, nhờ hệ thống tiêu hóa động vật hoạt động hữu hiệu Động vật phát triển nhanh xảy bệnh tật Ngoài ra, việc sử dụng kháng sinh phần thức ăn gia súc làm giảm lượng thức ăn cho gia súc hàng ngày Bảng 3.1 Mức giảm thực phẩm gia súc cho biomicine vào thức ăn gia súc STT Trọng lượng lợn Mức giảm thực phẩm gia súc bổ thí nghiệm sung kháng sinh < 34 kg Nhu cầu protein giảm từ 22% xuống 14% Từ 34 – 68 kg Nhu cầu protein giảm xuống 12% Từ 68 – 90 kg Nhu cầu protein giảm xuống 10% Biomicine (chlotetracyclin) loại kháng sinh có thành phần aureomicine, có công thức hóa học C22H23O8N2Cl, trọng lượng phân tử 478,5 Chúng dễ dàng bị phân hủy môi trường acid kiềm nóng Biomicine có tác dụng kháng sinh phạm vi rộng Đối với động vật, chúng có tác động kích thích sinh trưởng với động vật non Kháng sinh biomicine tổng hợp xạ khuẩn Actinomyces aureofaciens, liều lượng kháng sinh biomicine cho vào thức ăn gia súc, gia cầm sau: Gia cầm: – 10 g/tấn thức ăn gia súc, lợn: 10 – 15 g/tấn thức ăn gia súc, bê: 80 mg/ngày Đặc biệt xạ khuẩn Actinomyces aureofaciens phát triển môi trường nuôi cấy, luôn tạo kháng sinh biomicine vitamin B12 Vitamin B12 ứng dụng nhiều chăn nuôi gia súc gia cầm Đối với động vật nhai lại, vitamin B12 tổng hợp đường tiêu hóa Nếu sử dụng kết hợp vitamin B12 biomicine giúp động vật tăng trọng trung bình 10 – 20%, tiết kiệm thức ăn kg tăng trọng bình quân – 10% Công nghệ sản xuất biomicine thô trình bày hình http://www.ebook.edu.vn Bã rượu, dịch nấm Làm loãng – lần nước Phần sàng dùng làm thức ăn gia súc Sàng Dịch qua sàng Thùng chứa Thùng pha chế môi trường Pha chế môi trường Muối dinh dưỡng Thanh trùng môi trường 125 – 1280C, thời gian -2,5 Giống ống nghiệm Làm nguội môi trường đến 26 – 270C Nhân giống Thùng lên men Giống cho sản xuất Lên men Thổi khí liên tục Chất phá bọt 0,1% Na2CO3 Trung hòa (pH = 7,12 – 7,4) Dịch lọc Máy lọc ép Sinh khối Sấy http://www.ebook.edu.vn Chế phẩm biomicine thô Hình 3.1 Công nghệ sản xuất biomicine thô làm thức ăn gia súc Người ta thường sản xuất biomicine thô từ xạ khuẩn Actinomyces aureofaciens Chủng phát triển mạnh môi trường nuôi cấy lúc tổng hợp vitamin kháng sinh Người ta thu nhận sinh khối có lẫn môi trường, hỗn hợp gọi chế phẩm biomicine thô, chứa 20 – 40 gam biomicine – 16 mg vitamin B12 Trong môi trường nuôi cấy Actinomyces aureofaciens, người ta sử dụng môi trường có thành phần sau: Dịch lọc bã rượu: 10 – 15%, dịch đường hóa: 15 – 18%, phấn: 0,25%, vôi: 0,25%, nitrat amon hay clorua amon: 0,5%, sulfoxyanua benzye clorua coban: g/1 m3 môi trường Quá trình nuôi cấy thực thùng lên men kim loại, thổi khí liên tục pH ban đầu dung dịch lên men 6,7, nhiệt độ nuôi cấy 26 – 270C, thời gian nuôi cấy 56 – 60 3.3.7.4 Sử dụng CO2 (acid cacbonic) 3.3.7.4.1 Sản xuất CO2 lỏng Khí CO2 từ thùng lên men đưa vào phận thu hồi rượu dẫn vào hệ thống làm lạnh Ở CO2 tách khỏi ete, rượu bậc cao, andehyt, dầu fuzel tạp chất khác CO2 tiếp tục qua phận tách nước, tách cặn áp lực 0,1 at tiếp tục đưa vào phận nén 4,5 at Lúc nhiệt độ lên tới 1000C làm nguội đến 250C Sau đưa qua phận nén tiếp lần 2, lần 3.3.7.4.2 Sản xuất CO2 băng khô CO2 lỏng đưa vào phận bốc hơi, phần CO2 bốc hơi, phần lại biến thành dạng tuyết (đá khô) đem ép thành dạng rắn 3.3.7.4.3 Sản xuất amon cacbonat Nếu cho CO2 qua dung dịch amoniac 15% ta thu amon cacbonat 40% Phản ứng thực sau: NH4OH + CO2 = (NH4)2CO3 + H2O Như CO2 ta thu 2,17 amon cacbonat Sản phẩm thu nhận chất lỏng không màu, linh động đục Do bổ sung làm thực phẩm gia súc Liều lượng sử dụng amon cacbonat 40% cho gia súc sau: - Gia súc có sừng lớn: 430 ml - Gia súc có sừng non: 220 ml - Dê cừu: 30 ml Đã có thí nghiệm cho gia súc ăn amon cacbonat, khả tăng trọng đến 37% 3.3.8 Xử lý chất thải nhà máy bột 3.3.8.1 Phương pháp sơ đồ công nghệ xử lý nước thải 3.3.8.2 Chất thải rắn phế liệu 3.3.8.2.1 Xử lý sinh khối http://www.ebook.edu.vn * Tái sử dụng cho chu kỳ Sơ đồ công nghệ trình bày hình Sinh khối Nước tinh khiết vô khuẩn Rửa Nước thải Lọc Xử lý nước thải Chuẩn nồng độ Bùn hoạt tính Bổ sung vào chu kỳ Phân bón Hình 3.1 Công nghệ xử lý sinh khối để tái sử dụng * Sản xuất thức ăn gia súc Vì sinh khối Corynebacterium glutamicum có hàm lượng chất dinh dưỡng cao, sản lượng lớn mà chưa tận dụng hết Chính sử dụng chúng làm thức ăn gia súc sinh khối từ công nghiệp sản xuất bia giải pháp Việc sử dụng thực nhiều hướng như: ép thành bánh hay sấy khô thành dạng bột * Sử dụng làm chất hấp thu sinh học xử lý nước thải Sinh khối HNO3 1N Xử lý acid 24 Rửa Sấy nhiệt độ 600C Bảo quản khô Chất hấp thu sinh học http://www.ebook.edu.vn Hình 3.1 Công nghệ sản xuất chất hấp thu sinh học 3.3.8.2.2 Xử lý loại phế liệu khác * Bã than: Dùng làm nhiên liệu * Bã bột trợ lọc: Dùng sản xuất đồ gốm * Xử lý dịch lỏng sau tách loại acid glutamic: + Sử dụng làm thức ăn gia súc + Sử dụng làm phân bón lỏng: có nhiều tác dụng như: Cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết cho trồng làm tăng hiệu hấp thu chất khoáng Tăng cường khả đồng hóa chất giúp tăng suất Tạo môi trường thuận lợi cho hệ vi sinh vật đất hoạt động cải tạo chất lượng đất trồng + Tái sử dụng làm nguồn chất giàu nitơ cho chu kỳ lên men Bổ sung vào môi trường lên men với nguyên liệu chứa nguồn hydrocacbon khác Ngoài môi trường chứa nhiều vitamin khoáng, thuận lợi cho trình lên men http://www.ebook.edu.vn ... chất thải công nghiệp Phân huỷ chất thải sinh hoạt Phân huỷ chất thải sinh hoạt Cấp nước sinh hoạt, thấm nước bề mặt Các dòng nước hở nhà máy xử lý Các dòng nước hở nhà máy xử lý Các chất thải. .. tính chất nước thải thuộc da với nước thải đô thị, nước tự nhiên hiệu xử lý cần thiết Các thông số Nước tự nhiên < 40 6-10 300-1000 Hiệu xử lý cần thiết (%) 76-83 < 30 6,5-9 20-60 Hiệu xử lý cần... sinh vật nước Nước thải không xử lý thích đáng cho chảy vào ao hồ, đầm phá, sông ngòi, làm cho thuỷ vực bị nhiễm bẩn, gây hậu xấu nguồn nước Nước thải chưa xử lý có số ảnh hưởng tới nguồn nước sau: