Nghiên cứu đề xuất quy trình công nghệ thu hồi protein từ nước thải surimi của Công ty TNHH Hải Thanh với quy mô 50 lít nước thải mẻ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM \ NGUYỄN THỊ THÙY TRINH NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THU HỒI PROTEIN TỪ NƢỚC THẢI SURIMI CỦA CƠNG TY TNHH HẢI THANH VỚI QUY MƠ 50 LÍT NƢỚC THẢI/MẺ Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 60 44 01 14 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Đà Nẵng, năm 2018 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS ĐẶNG QUANG VINH Phản biện 1: PGS.TS Trần Thị Xô Phản biện 2: TS Giang Thị Kim Liên Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Hóa học họp trường Đại học Sư phạm Đại học Đà Nẵng vào ngày 31 tháng năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng  Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nguồn gốc biến đổi môi trường sống xảy giới nước ta hoạt động kinh tế, phát triển xã hội loài người Các hoạt động này, mặt làm cải thiện chất lượng sống người, mặt khác lại tạo hàng loạt khan hiếm, cạn kiệt nguồn tài ngun thiên nhiên, gây nhiễm, suy thối mơi trường khắp nơi giới Vì vậy, bảo vệ mơi trường trở thành vấn đề tồn cầu, quốc sách hầu giới Là quốc gia ven biển với diện tích vùng biển rộng gấp ba diện tích đất liền, chứa đựng nhiều tài nguyên nguồn lợi phong phú Việt Nam dựa vào tiềm để phát triển kinh tế biển; kéo theo phát triển ngành chế biến thủy sản Do đặc điểm công nghệ ngành, ngành chế biến thuỷ sản thải môi trường lượng lớn nước thải với chất thải rắn khí thải, gây nhiễm đến nguồn nước gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng xung quanh Vì vậy, vấn đề ô nhiễm công ty chế thủy sản mối quan tâm hàng đầu nhà quản lý môi trường Hiện nay, ngành chế biến thủy sản Đà Nẵng phát triển thành ngành kinh tế mũi nhọn, ngành sản xuất hàng hóa lớn, đầu hội nhập kinh tế quốc tế mang lại nguồn ngoại tệ lớn cho địa phương Tuy nhiên phát triển ngành chế biến thủy sản làm cho vấn đề ô nhiễm môi trường ngày lớn, đặc biệt ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước Nước thải ngành chứa phần lớn chất thải h u có nguồn gốc t động vật có thành phần chủ yếu protein chất béo Trong nước thải ngành chế biến thuỷ sản chứa chất cacbonhydrat, protein, chất béo… xả vào nguồn nước làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan nước vi sinh vật sử dụng ơxy hòa tan để phân hủy chất h u Nồng độ oxy hòa tan 50% bão hòa có khả gây ảnh hưởng tới phát triển tơm, cá Oxy hòa tan giảm khơng gây suy thối tài ngun thủy sản mà làm giảm khả tự làm nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt cơng nghiệp Như nói trên, nước thải ngành chứa hàm lượng protein động vật cao, khơng thu hồi lượng protein khơng nh ng v a làm lượng chất dinh dưỡng định đồng thời gây nhiễm mơi trường Vì việc thu hồi protein khơng nh ng có ý nghĩa mặt mơi trường mà có lợi mặt kinh tế Với nh ng lý nêu trên, định chọn đề tài nghiên cứu với nội dung: “Nghiên cứu đề xuất quy trình cơng nghệ thu hồi protein t nước thải surimi Công ty TNHH Hải Thanh với quy mơ 50 lít nước thải/mẻ” thực công đoạn làm chả cá Công ty TNHH Hải Thanh Mục tiêu nghiên cứu - Lựa chọn phương pháp điều kiện thích hợp để thu hồi protein nước thải thủy sản nhằm xử lý phần nước thải thủy sản kiểm tra đặc tính protein thu hồi - Xác định khối lượng thông số chất khô thu 3 - Xác định số môi trường nước thải sau thu hồi protein - Xây dựng mơ hình thu hồi protein tính tốn đề xuất quy trình cơng nghệ thu hồi protein t nước thải surimi Công ty TNHH Hải Thanh với quy mơ 50 lít nước thải/mẻ Đối tƣợng phƣơng pháp nghiên cứu 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu Nước thải thủy sản Công ty TNHH Hải Thanh lấy công đoạn sản xuất chả cá (surimi) 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Nước thải công đoạn sản xuất chả cá - Phương pháp thu hồi protein cá nước thải thủy sản - Xác định thông số chất khô tiêu nước thải sau thu hồi protein Nguyên liệu phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Nguyên liệu Nước thải thủy sản Công ty TNHH Hải Thanh lấy công đoạn sản xuất chả cá 4.2 Hóa chất Ethanol, CuSO4.5H2O, muối Seignet, KI, NaOH, HCl, H2SO4 nước cất 4.3 Các dụng cụ Cân phân tích, nhiệt kế, ống đong loại, buret, cốc thủy tinh loại, đũa thủy tinh, bình tam giác, máy li tâm, bình hút ẩm, phễu, máy đo pH dụng cụ khác 4.4 Thiết bị, máy móc Tủ sấy, bếp cách thủy, bếp điện, lọc hút chân không, máy quang phổ UV – VIS 4 4.5 Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Xác định độ pH nước thải máy pH meter - Xác định COD nước thải theo TCVN 6491 : 1999 (ISO 6060:1989) - Xác định khối lượng chất khô nước phương pháp sấy khô - Thu hồi protein phương pháp đông tụ - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình thu hồi protein - Phương pháp xử lý số liệu: So sánh với QCVN 11:2008/BTNMT quy chuẩn Việt Nam nước thải công nghiệp chế biến thủy sản kết số liệu sau phân tích; Sử dụng chương trình Excel tổng hợp số liệu đưa đồ thị, biểu đồ Nội dung nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu lý thuyết - Thu thập, tổng hợp tài liệu, tư liệu, sách báo nước - Trao đổi kinh nghiệm với chuyên gia, thầy cô giáo đồng nghiệp - Nghiên cứu nguồn gốc, đặc điểm nước thải 5.2 Nghiên cứu thực nghiệm - Xử lý nước thải - Xác định độ pH nước thải - Xác định COD nước thải - Xác định khối lượng chất khô thu - Thu hồi protein phương pháp đông tụ thu chất khô mẫu nước cần xác định 5 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài - Tận dụng nguồn nguyên liệu có sẵn - Xác định số thông số chất khô mẫu nước thu - Xác định yếu tố trình thu hồi protein để thu sản phẩm tốt - Đề xuất mơ hình thu hồi protein nước thải chế biến chá cá phục vụ cho trình khai thác ứng dụng sau Bố cục luận văn Phần Mở đầu Phần Nội dung nghiên cứu Phần Kết luận kiến nghị CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN TẠI VIỆT NAM VÀ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Việt Nam có đường biển dài hệ thống sơng ngòi dày đặc nên thuận lợi phát triển hoạt động khai thác nuôi trồng thủy sản Sản lượng thủy sản Việt Nam trì tăng trưởng liên tục với mức tăng bình quân 9,07%/năm Với chủ trương thúc đẩy phát triển phủ, hoạt động nuôi trồng thủy sản liên tục tăng cao năm qua, bình qn đạt 12,77%/năm, đóng góp đáng kể vào tăng trưởng tổng sản lượng thủy sản nước Tổng sản lượng tổng sản lượng thủy sản sản xuất năm 2016 đạt 6,7 triệu tấn, tăng 2,5% so với năm 2015 Biển Đà Nẵng có tr lượng nguồn lợi thủy sản khoảng 1.140.000 tấn, chiếm 43% tổng tr lượng nước; có 670 lồi động thực vật sinh sống có giá trị kinh tế cao Theo Quy hoạch Tổng thể phát triển ngành thủy sản Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn 2030 Quyết định số 1445/QĐ-TTg ngày 16 tháng năm 2013 Thủ tướng Chính phủ Đà Nẵng xác định phát triển trở thành trung tâm nghề cá lớn nước hai trung tâm lớn khu vực (gắn với ngư trường biển Đơng Hồng Sa, Trường Sa 1.2 GIỚI THIỆU VỀ KHU CÔNG NGHIỆP DỊCH VỤ THỦY SẢN ĐÀ NẴNG VÀ CÔNG TY TNHH HẢI THANH 1.2.1 Giới thiệu chung Khu công nghiệp Dịch vụ thủy sản Đà Nẵng a Cơ sở pháp lý Thành lập theo Quyết định số 5210/QĐ-UB ngày 04 tháng năm 2001 Sở Thủy sản - Nông lâm thành phố Đà Nẵng làm chủ đầu tư Đến tháng 12 năm 2002 chuyển giao cho Công ty Phát triển Khai thác hạ tầng KCN Đà Nẵng làm chủ đầu tư b Diện tích, vị trí địa lý Diện tích quy hoạch giai đoạn 43,34 ha, Khu Công nghiệp Dịch vụ thuỷ sản Đà Nẵng nằm quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng - Phía Bắc: giáp với Khu tái định cư phía Đơng đường Yết Kiêu - Phía Nam: giáp với Khu tái định cư Mân Thái - Phía Đơng: giáp với Khu tái định cư Thọ Quang 2, Thọ Quang 3, Mân Thái - Phía Tây: giáp với Khu dịch vụ Âu Thuyền c Doanh nghiệp đầu tư Theo thống kê t Ban quản lý khu công nghiệp khu công nghiệp chế xuất Đà Nẵng khu cơng nghiệp dịch vụ thủy sản Đà Nẵng có 46 doanh nghiệp đăng kí đầu tư sản xuất 1.2.2 Hiện trạng thu gom Xử lý nƣớc thải Khu công nghiệp Dịch vụ thủy sản Đà Nẵng a Hiện trạng thu gom Hệ thống thu gom nước thải KCN DVTS Đà Nẵng bao gồm 02 tuyến nằm đường Phạm Văn Xảo đường Vân Đồn Theo số liệu ghi nhận trạm xử lý nước thải tập trung KCN chế biến thủy sản Đà Nẵng lưu lượng tiếp nhận tiếp nhận trạm xử lý đạt trung bình 5.000m3/ngàyđêm, có ngày đạt 6500 m3/ngày đêm b Hiện trạng trạm Xử lý nước thải Thọ Quang Hiện trạm XLNT Thọ Quang cơng ty Thốt nước XLNT thành phố Đà Nẵng quản lý vận hành, qua thời gian sử dụng vận hành xuống cấp trầm trọng thêm vào bất cập trạng hệ thống không đáp ứng nhu cầu xử lý Do nhiều hạn chế việc thiết kế, thi công lắp đặt hệ thống thiết bị chưa đồng thực trạng công trình xuống cấp, nên chất lượng nước sau XL không ổn định mặt khác NT đầu vào hệ thống biến đổi lớn nồng độ chất lưu lượng, nên ảnh hưởng nhiều đến kết vận hành Vì vậy, để giải điểm nóng nhiễm mơi trường khu vực âu thuyền Thọ Quang việc đầu tư cải tạo hệ thống thu gom xây dựng trạm xử lý nước thải với công nghệ đại, công suất đảm bảo vị trí phù hợp vấn đề cần thiết cấp bách Tháng năm 2015, Ban quản lý dự án Đầu tư sở hạ tầng ưu tiên thành phố Đà Nẵng ký hợp đồng với nhà thầu Ấn Độ cải tạo, nâng cấp Trạm XLNT Sơn Trà Đến tháng năm 2017 Trạm XLNT Sơn Trà vào hoạt động, đồng nghĩa với việc Trạm XLNT Thọ Quang ng ng hoạt động 1.2.3 Tổng quan Công ty TNHH Hải Thanh a Giới thiệu chung công ty Công ty TNHH Hải Thanh Ban quản lý Các Khu công nghiệp Chế xuất Đà Nẵng cấp Giấy chứng nhận Đầu tư số 32221000211 ngày 27 tháng năm 2011 lô C1-3 (C27-28), Khu công nghiệp Dịch vụ thủy sản Đà Nẵng, quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng với diện tích khu đất 7.001,2 m2 Sản phẩm Cơng ty gồm cá chế biến ngun con, cá bò khô chả cá surimi với công suất 4.500 tấn/năm b Tóm tắt trạng Cơng ty TNHH Hải Thanh c Công nghệ sản xuất nhà máy d Hiện trạng môi trường công ty * Hiện trạng môi trƣờng nƣớc thải sản xuất Theo số liệu đo đạc, phân tích thực tế nguồn phát sinh nước thải cơng ty thành phần, tính chất nước thải sau: Bảng 1.1 Thành phần, tính chất nước thải sản xuất công ty Nồng độ ô nhiễm TT Thông số Đơn vị NT Chế biến cá NT surimi NT chung pH - 7,2-7,8 7,0 – 7,5 7,0- 7,8 TSS mg/l 400-1000 500-1.200 700-1500 BOD5 mg/l 800-1.500 500-1.500 2.500-3.500 COD mg/l 1000-2.200 800-2.500 3500-4.800 NH+-N mg/l 30-80 50-132 60-100 - NO3 -N mg/l 5,0-12 6,0-20 5,0-20 PO4 P mg/l 12-25 20-32 12-25 Dầu mỡ thực vật mg/l 18-25 18-25 15-22 Coliforms MNP/100ml 106-108 106-108 106-108 (Nguồn Trung tâm kỹ thuật môi trường thành phố Đà Nẵng) 1.3 TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU, SẢN PHẨM 1.3.1 Protein Protein đại phân tử sinh học cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, mà đơn phân protein axit amin Chúng kết hợp với thành mạch dài nhờ liên kết peptide (gọi chuỗi polypeptide) Các chuỗi xoắn cuộn gấp theo nhiều cách để tạo thành bậc cấu trúc không gian khác protein 1.3.2 Các phƣơng pháp thu hồi protein a Phương pháp kết tủa - Kết tủa điều chỉnh pH - Kết tủa nhiệt độ - Kết tủa dung môi h u b Phương pháp siêu lọc c Phương pháp hấp thụ polymer 10 1.4 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC VÀ THẾ GIỚI 1.4.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc 1.4.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 1.4.3 Nhận xét chung Trên giới Việt Nam việc nghiên cứu phương pháp thu hồi protein t nước thải surmii t máu cá trọng t lâu, tính đến có nhiều cơng trình nhiều cơng trình nghiên cứu vấn đề 11 CHƢƠNG CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 2.1.1 Nguyên liệu Nguyên liệu nước thải lấy t quy trình sản xuất surimi cơng ty TNHH Hải Thanh bảo quản nhiệt độ 4º C suốt thời gian nghiên cứu 2.1.2 Thiết bị - dụng cụ hóa chất a Thiết bị - dụng cụ Cân phân tích, nhiệt kế, ống đong loại, buret, cốc thủy tinh loại, đũa thủy tinh, bình tam giác loại, bình hút ẩm, phễu, tủ sấy, bếp cách thủy, bếp điện, lọc hút chân không, máy quang phổ UV-VIS, giấy lọc,… b Hóa chất Ethanol, CuSO4.5H2O, muối Seignet, KI, NaOH, HCl, H2SO4 nước cất 2.2 SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm] 12 2.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 2.3.1 Xác định khối lƣợng chất khô 2.3.2 Phƣơng pháp xử lý số liệu 2.3.3 Xác định độ ẩm 2.3.4 Xác định hàm lƣợng protein nƣớc (Phƣơng pháp Biure: Xác định hàm lƣợng protein tổng số có dung dịch) 2.3.5 Xác định hàm lƣợng COD 2.3.6 Xác định hiệu suất thu hồi protein nƣớc thải 2.3.7 Xác định hiệu suất xử lý COD 2.4 PHƢƠNG PHÁP VÀ KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN KẾT TỦA PROTEIN TỪ NƢỚC THẢI THỦY SẢN 2.4.1 Khảo sát tính chất nƣớc thải surimi Nước thải surimi lọc tạp chất (cặn, mỡ…) sau tiến hành phân tích - Xác đinh: pH - Xác định hàm lượng protein có nước thải - Xác định nồng độ ban đầu chất ô nhiễm nước thải COD, chất rắn lơ l ng (SS), BOD5, nitơ tổng, photpho tổng 2.4.2 Phƣơng pháp thu hồi protein Chọn phương pháp thu hồi protein phương pháp kết tủa Khảo sát dựa yếu tố ảnh hưởng nhiệt độ, pH, ethanol 13 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KHẢO SÁT THÀNH PHẦN CỦA NƢỚC THẢI SẢN XUẤT CHẢ CÁ CỦA CƠNG TY TNHH HẢI THANH Kết phân tích mẫu nước thải surimi thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Nồng độ ban đầu chất ô nhiễm nước thải surimi Đơn vị Kết QCVN 11MT:2015/BTNMT pH - 7,23 5,5-9 TSS mg/l 1437 100 COD mg/l 4680 150 % 85,96 - N tổng mg/l 208 60 P tổng mg/l 104 20 Các tiêu % protein /nước thải 3.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÌM ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP ĐỂ KẾT TỦA PROTEIN 3.2.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ Kết khối lượng chất khô thu được trình bày Bảng 3.2 Hiệu suất thu hồi protein nhiệt độ thời gian trình bày Hình 3.1 14 Bảng 3.2 Khối lượng chất khô (g) thu theo nhiệt độ thời gian Thời gian (phút ) Nhiệt độ ºC 60ºC 65ºC 70ºC 75ºC 10 0,300 0,322 0,362 0,401 0,411 20 0,307 0,332 0,379 0,426 0,425 30 0,358 0,375 0,406 0,437 0,437 40 0,367 0,383 0,427 0,470 0,472 50 0,392 0,395 0,463 0,531 0,535 60 0,416 0,433 0,487 0,541 0,545 70 0,452 0,454 0,491 0,552 0,568 80 0,470 0,474 0,494 0,564 0,590 Hiệu suất ( % ) 55ºC 90 85 80 75 70 65 60 55 10 20 30 40 50 60 70 80 Thời gian ( phút ) Nhiệt độ 55ºC Nhiệt độ 60ºC Nhiệt độ 65ºC Nhiệt độ 70ºC Hình 3.1 Hiệu suất thu hồi protein nhiệt độ thời gian (%) Tác dụng nhiệt độ phân tử protein bị giãn mạch, vận tốc biến tính phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ Tiến hành xác định COD dụng dịch lọc kết tủa Kết ảnh hưởng nhiệt độ, thời gian kết tủa protein đến COD hiệu suất xử lý COD mẫu nước thải trình bày hình 3.2 15 Hình 3.2 Hiệu suất xử lý COD nhiệt độ thời gian (%) Nhận xét chung: Hiệu suất thu hồi protein nước thải cao 75ºC Tuy nhiên t thời gian 50 phút trở hiệu suất thu hồi protein nhiệt độ 70ºC 75ºC tương đương Vì vậy, chọn nhiệt độ 70ºC thời gian 50 phút giá trị chọn lọc để thu hồi protein nhiệt độ 3.2.2 Ảnh hƣởng pH Kết khối lượng chất khô thu được, COD, hàm lượng protein nước sau trình lắng Hiệu suất thu hồi protein hiệu suất xử lý COD pH khác 70ºC, 50 phút (g) trình bày bảng 3.3 bảng 3.4 Bảng 3.3 Khối lượng chất khô thu được, COD hàm lượng protein nước sau trình lắng pH khác 70ºC, 50 phút (g) 4.5 5.5 Chất khô thu hồi (g) pH 0,679 0,683 0,686 0,695 0,671 Protein nước (% ) 17,017 17,005 16,919 16,324 18,473 COD (mg/l ) 1126 1072 1058 1034 1219 16 Bảng 3.4 Hiệu suất thu hồi protein hiệu suất xử lý COD pH khác 70ºC, 50 phút (%) pH 4.5 5.5 Hiệu suất thu hồi protein ( % ) 80,2 80,2 80,3 81,0 78,5 Hiệu suất xử lý COD (%) 75,9 77,1 77,4 77,9 74,0 Nhận xét chung: - Hiệu suất thu hồi protein xử lý COD tăng pH thay đổi t - có xu hướng giảm pH thay đổi t - Qua thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng pH đến trình thu hồi protein: chọn pH = 5,5 giá trị chọn lọc 3.2.3 Ảnh hƣởng ethanol Kết khối lượng chất khô thu được, COD, hàm lượng protein nước sau trình lắng Hiệu suất thu hồi protein hiệu suất xử lý COD theo V C% ethanol (g) nhiệt độ 70ºC, 50 phút trình bày Bảng 3.5, Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.5 Khối lượng chất khô thu theo V C% ethanol (g) nhiệt độ 70ºC, 50 phút pH = 5,5 V ml 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 40% 0,697 0,699 0,703 0,705 0,707 0,711 0,716 0,718 0,721 0,729 50% 0,698 0,701 0,717 0,72 0,722 0,719 0,72 0,727 0,73 0,736 C% 60% 0,804 0,813 0,816 0,824 0,837 0,868 0,866 0,87 0,892 0,901 70% 0,809 0,848 0,859 0,865 0,877 0,894 0,938 0,937 0,939 0,946 80% 0,838 0,856 0,874 0,878 0,895 0,954 0,952 0,948 0,95 0,955 17 Bảng 3.6 Hàm lượng protein có nước thải sau thu hồi chất khô (%)và pH = 5,5 V ml C% 40% 50% 60% 70% 80% 10 16,162 15,674 15,537 14,671 14,170 20 15,682 15,144 14,987 14,071 14,007 30 13,942 13,834 13,607 13,411 13,270 40 12,592 12,354 12,177 11,621 11,160 50 12,312 12,260 12,102 10,272 10,980 60 11,562 11,504 11,223 10,270 10,499 70 11,432 11,037 11,009 10,269 10,240 80 10,162 10,128 10,903 10,239 9,870 90 10,062 10,045 10,031 9,890 9,500 100 10,032 10,011 9,820 9,465 9,460 Bảng Hiệu suất thu hồi protein theo V C% ethanol 70ºC, 50 phút (%) V ml 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 40% 81,20 81,76 83,78 85,35 85,68 86,55 86,70 88,18 88,29 88,33 50% 81,77 82,38 83,91 85,63 85,74 86,62 87,16 88,22 88,31 88,35 C% 60% 81,93 82,57 84,17 85,83 85,92 86,94 87,19 87,32 88,33 88,58 70% 82,93 83,63 84,40 86,48 88,05 88,05 88,05 88,09 88,49 88,99 80% 83,52 83,71 84,56 87,02 87,23 87,79 88,09 88,52 88,95 88,99 18 Tiến hành xác định COD dung dịch lọc kết tủa Kết ảnh hưởng thể tích nồng độ ethanol đến COD mẫu nước thải hiệu suất xử lý COD (tại 70ºC, 50 phút) trình bày Hình 3.3 Hình 3.3 Hiệu suất xử lý COD theo V (ml) C% ethanol 70ºC, 50 phút (%) pH = 5,5 Nhận xét chung: Việc tăng thể tích nồng độ ethanol làm tăng khối lượng chất khô thu làm tăng hiệu suất thu hồi protein hiệu suất xử lý COD nước thải Trong với nồng độ ethanol 80% với thể tích 70ml cho hiệu suất thu hồi protein hiệu suất xử lý COD tốt với 88,09 % 78,93% Tuy nhiên, ethanol nồng độ 70% với thể tích 50ml hiệu suất thu hồi protein xử lý COD 88,05% 78,48%, kết ổn định không chênh lệch nhiều so với ethanol 80% Do đó, xét theo giá trị kinh tế môi trường giá trị hiệu quả, nồng độ thể tích ethanol thích hợp cho trình kết tủa protein nước thải surimi 70% 50ml Kết luận: Sau trình tiến hành phân tích phòng thí nghiệm, nước thải surimi kết tủa hiệu đáp ứng điều kiện thích hợpnhư sau: Nhiệt độ 70ºC thời gian 50 phút 19 với pH = 5,5 ethanol 70% (cứ 200ml nước thải thêm vào 50ml ethaol 70%) 3.3 ĐỀ XUẤT THU HỒI PROTEIN, BIỆN PHÁP KIỂM SỐT Ơ NHIỄM 3.3.1 Đề xuất mơ hình thu hồi protein a Đề xuất sơ đồ mơ hình 50l Nước thải Surimi Giàn thu lượng mặt trời 60ml HCl (để điều chỉnh pH) 12,5l Ethanol 70% THIẾT BỊ PHẢN ỨNG to=70 o MÁY LY TÂM Sản phẩm protein sau sấy khô Protein thô Nhiệt độ Nước thải Hệ thống xử lý b Tiến hành thí nghiệm: đấu nước nóng t giàn lượng mặt trời qua thiết bị phản ứng đến nhiệt độ 70ºC khóa van Cho 50l nước thải surimi 12,5l Ethanol 70%, 60ml HCl vào thiết bị phản ứng bật nút khởi động cánh khuấy vòng 50 phút d ng Sau mở van xả nhiên liệu để xả nước thải trộn hóa chất qua máy ly tâm Nước thải qua ống dẫn pha nhẹ, sau ly tâm 45 phút tiến hành mở máy để lấy lượng bột cá thu hồi Kết thu đƣợc sau thử nghiệm mơ hình pilot * Nước thải surimi sau tiến hành lọc kết tủa xác định tiêu môi trường Kết thu đem so sánh với nước thải surimi ban đầu QCVN 11-MT: 2015/BTNMT cụ thể sau: 20 Bảng 3.8 So sánh tiêu nước thải surimi ban đầu nước thải surimi sau xử lý với QCVN 11-MT: 2015/BTNMT Thông số Đơn vị NT ban đầu pH TSS COD N tổng P tổng mg/l mg/l mg/l mg/l 7,23 1437 4680 208 104 Kết QCVN 11Nƣớc thải MT:2015/BTNMT sau xử lý Lần thứ Lần thứ Lần thứ 5,44 5,63 5,8 5,5-9 344 345 347 100 921 925 928 150 40 40,4 41 60 19,8 20 21 20 Căn vào QCVN 11-MT: 2015/BTNMT, nước thải surimi sau xử lý có thơng số ô nhiễm vượt chuẩn xả thải cột B, nhiên so sánh với nước thải surimi trước xử lý, thông số giảm rõ rệt * Kết tủa thu sau sấy khô đo xác định độ ẩm, xác định hàm lượng protein Kết thu là: qua 03 lần thí nghiệm là: 3,98 (g/l); (g/l); 4,02 (g/l) Bảng 3.9 So sánh giá trị thông số hỗn hợp chất khơ thu từ q trình thu hồi protein Giá trị QCVN 01-78:2011/BNNPTNT Hàm lượng protein thô (%) 78 Tính theo % khối lượng, khơng nhỏ 60% Độ ẩm (%) 6,9 Tính theo % khối lượng, khơng lớn 10% Hàm lượng muối natriclorua(%) 6,07 Tính theo %khối lượng, không lớn 4% Thông số So sánh giá trị thông số hỗn hợp chất khô thu t trình thu hồi protein với QCVN 01-78: 2011/BTNPTNT chất khơ thu giàu protein, có độ ẩm đạt so với QCVN nên chất khô thu làm thức ăn chăn ni * Nhận thấy nước thải xử lý đáng kể sau tiến hành thử nghiệm, đặc biệt lượng protein thô thu hồi khoảng 21 200g/50ml Vì vậy, đề xuất thiết bị phản ứng máy lý tâm để xử lý nước thải surimi nhằm giảm chi phí vận hành cho nhà máy thu nguồn lợi t lượng protein thô thu 3.3.2 Đề xuất ứng dụng hỗn hợp chất khô thu đƣợc Chất khô thu giàu protein (78%), giàu chất sắt sử dụng trực tiếp làm thức ăn gia súc, gia cầm Mặt khác, chất khống sắt có máu dạng hòa tan nên giúp vật nuôi hấp thu dễ dàng, nguồn bổ sung chất dinh dưỡng tốt Tại công đoạn chế biến surimi, nước rửa cá có thơng số chất lượng không đạt tiêu chuẩn xả thải Cột B, QCVN 11MT:2015/BTNMT Do nước thải sản xuất vấn đề mơi trường đặc trưng nhà máy chế biến thủy sản Hải Thanh Việc thu hồi protein nước thải surimi không tạo nên nguồn protein định có giá trị dinh dưỡng mà làm giảm tiêu mơi trường nước thải trước xử lý giúp giảm áp lực cho hệ thống xử lý nước thải nhà máy nói riêng Trạm xử lý nước thải KCN Dịch vụ Thủy sản Đà Nẵng nói chung 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.1 Kết luận Qua nghiên cứu thực nghiệm rút số kết luận sau: 1 Phân tích tiêu mơi trường nước thải đầu công đoạn sản xuất surimi Công ty TNHH Hải Thanh sau: pH = 7,23; COD = 4680mg/l; TSS = 1437mg/l 1.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp thu hồi protein thu kết sau: - Với nhiệt độ 70ºC thời gian 50 phút điểm thích hợp để thu hồi protein với khối lượng chất khô thu hồi 0,531g, hiệu suất thu hồi protein 80,197%, hiệu suất xử lý COD 74,188% - Khống chế nhiệt độ 70ºC thời gian 50 phút với pH = 5,5 điểm thích hợp để thu hồi protein với khối lượng chất khô thu hồi 0,695g, hiệu suất thu hồi protein 81,0%, hiệu suất xử lý COD 77,9% - Khống chế nhiệt độ 70ºC, thời gian 50 phút pH 5,5 với 50ml dung dịch Ethanol 70% điểm thích hợp để thu hồi protein với khối lượng chất khô thu hồi 0,877g, hiệu suất thu hồi protein 88,05%, hiệu suất xử lý COD 78,48% Nước thải surimi kết tụ hiệu đáp ứng điều kiện thích hợp sau: Nhiệt độ 70ºC thời gian 50 phút với pH = 5,5 ethanol 70% (cứ 200ml nước thải thêm vào 50ml ethanol 70%) 1.4 Chất khô nước thải thu sau loại bỏ kết tủa điều kiện thích hợp điểm 1.3 Kết luận xác định thông số tiêu môi trường cụ thể sau: - Chỉ tiêu môi trường nước thải sau loại bỏ kết tủa: pH: 23 5.63; TSS: 345 mg/l; COD: 925 mg/l; Photpho tổng: 20 mg/l; N tổng: 40,4 mg/l Căn vào QCVN 11-MT: 2015/BTNMT, nước thải surimi sau xử lý có thông số ô nhiễm vượt chuẩn xả thải cột B, nhiên so sánh với nước thải surimi trước xử lý, thông số giảm rõ rệt, cụ thể: COD giảm 5,03 lần, TSS giảm 4,17 lần - Đối với chất khô thu được: hàm lượng protein thô: 78%; Độ ẩm: 6,9%; Hàm lượng muối Natriclorua: 3,55 So sánh giá trị thông số hỗn hợp chất khơ thu t q trình thu hồi protein với QCVN 01-78: 2011/BTNPTNT chất khơ thu giàu protein, có độ ẩm đạt so với QCVN nên chất khơ thu làm thức ăn chăn ni Kiến nghị Cần đề xuất xây dựng hệ thống thu hồi protein nước hệ thống lượng mặt trời vận hành thử nhiều lần để kiểm chứng lại kết trước ứng dụng vào thực tế Việc nghiên cứu áp dụng vào thực tiễn cơng nghiệp hệ thống thu hồi protein góp phần làm giảm hàm lương chất ô nhiễm nước thải phát sinh t giúp làm giảm chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải Ngoài mang lại hiệu việc thu hồi lượng protein nguồn nguyên liệu bổ sung cho ngành chăn nuôi việc đa dạng hóa đa dạng hóa nguyên liệu để chế biến thức ăn gia súc, thức ăn thủy sản Sử dụng nhiệt t nguồn lượng mặt trời làm tác nhân để kết tủa protein nước thải chế biến chả cá (surimi) tiết kiệm điện cho nhà máy góp phần bảo vệ mơi trường  ... thu hồi protein t nước thải surimi Công ty TNHH Hải Thanh với quy mô 50 lít nước thải/ mẻ Đối tƣợng phƣơng pháp nghiên cứu 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu Nước thải thủy sản Công ty TNHH Hải Thanh lấy công. .. tế Với nh ng lý nêu trên, định chọn đề tài nghiên cứu với nội dung: Nghiên cứu đề xuất quy trình cơng nghệ thu hồi protein t nước thải surimi Công ty TNHH Hải Thanh với quy mơ 50 lít nước thải/ mẻ ... protein thu hồi - Xác định khối lượng thông số chất khô thu 3 - Xác định số môi trường nước thải sau thu hồi protein - Xây dựng mô hình thu hồi protein tính tốn đề xuất quy trình cơng nghệ thu