Nghiên cứu quá trình xử lý COD và AMMONI trong nước thải sản xuất nước tương bằng bùn hoạt tính lơ lửng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH XỬ LÝ COD VÀ AMMONIUM
CỦA NƯỚC THẢI SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG
BẰNG BÙN HOẠT TÍNH LƠ LỬNG
Chuyên ngành : MÔI TRƯỜNG
Mã ngành : 108
GVHD : Th.s Lê Công Nhất Phương
SVTH : Phạm Thò Hương
LỚP : 02MT6
MSSV : 02DHMT098
TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 200
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐẠI HỌC KTCN TPHCM ĐỘC LẬP - TỰ DO – HẠNH PHÚC

KHOA:Môi Trường Và Công Nghệ Sinh Học NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MÔN:Môi Trường
HỌ VÀ TÊN:PHẠM THỊ HƯƠNG MSSV: 02DHMT098
NGÀNH : MÔI TRƯỜNG LỚP : 02MT6
1. Đầu đề đồ án tốt nghiệp:



2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

3. Ngày giao Đồ án tốt nghiệp:01/10/2006
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 21/12/2006
5. Họ tên người hướng dẫn Phần hướng dẫn
1/ ………………………………………….
2/ ………………………………………….
Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ môn.
Ngày tháng năm 2006
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ):
Đơn vò:
Ngày bảo vệ:
Điểm tổng kết:
Nơi lưu trữ đồ án tốt nghiệp:
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Điểm số bằng số _______Điểm số bằng chữ _______________________
TP.HCM, ngày tháng năm 2006
GVHD
LỜI CẢM ƠN!
Trong suốt gần 5 năm học tại trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố
Hồ Chí Minh, em đã được quý thầy cô khoa môi trường trang bò một hành trang
vào đời quý báu.
Em xin chân thành càm ơn quý thầy cô đã hết lòng giảng dạy, truyền đạt
những kiến thức hữu ích trong suốt quá trình học tập cũng như động viên góp ý
kiến giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp trước khi trở thành một kó sư môi
trường thực thụ.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn Th.s Lê Công Nhất
Phương và cô Th.s Lê Thò nh Hồng đã tận tình hướng dẫn để em làm quen với
thực tế trong quá trình nghiên cứu mô hình. Đồng thời thầy cô đã đóng góp nhiều
ý kiến thiết thực trong suốt quá trình thực hiện làm đồ án ở Viện.
Trong quá trình thực hiện các nghiên cứu trong phòng hoá học, em cũng nhận
được rất nhiều sự quan tâm, chỉ bảo ân cần, nhiệt tình giảng dạy của các anh chò
trong Phòng Quản Lý Môi Trường Và Công Nghệ Sinh Học của Viện.
Cuối cùng, xin gửi lời tri ân đến cha, mẹ, anh chò trong gia đình. Họ là người
động viên, theo dõi từng bước đi của tôi trong suốt thời gian tôi xa nhà. Đồng thời
tôi xin cảm ơn đến các bạn cùng lớp và các bạn cùng thực tập nghiên cứu với tôi
trong suốt thời gian qua.
Một lần nữa tôi xin cảm ơn tất cả mọi người!
Tp. HCM, ngày 20 tháng 12 năm 2006
SVTH

Phạm Thò Hương
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 Cơ sở hình thành đề tài 1
1.2 Mục tiêu đề tài 1
1.3 Nội dung nghiên cứu 2
1.4 Phạm vi đề tài 2
1.5 Phương pháp nghiên cứu 3
1.5.1 Phương pháp luận 3
1.5.2 Phương pháp thực tế 3
1.5.3 Phương pháp xử lý số liệu 4
1.6 Tính mới của đề tài 4
1.6.1 Ý nghóa khoa học 4
1.6.2 Ý nghóa thực tiễn 5
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CHÍNH LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ
TÀI NGHIÊN CỨU
2.1 Tổng quan về ngành chế biến thực phẩm ở Việt Nam 6
2.1.1 Hiện trạng ô nhiễm nước thải chế biến thực phẩm ở Việt Nam 6
2.1.2 Thành phần, tính chất nước thải của ngành chế biến thực phẩm 6
2.1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng VSV trong xử lý nước thải trên thế giới
và trong nước 7
2.1.3.1 Trên thế giới 7
2.1.3.2 Tại việt nam 8
2.2 Tổng quan về ngành chế biến sản xuất nước tương 9
2.2.1 Thành phần dinh dưỡng của nước tương 9
2.2.1.1 Acid amin 9
2.2.1.2 Đường 10
2.2.1.3 Acid hữu cơ 10
2.2.1.4 Chất màu 10
2.3 Các phương pháp sản xuất nước tương hiện nay 10

2.3.1 Giới thiệu một số quy trình công nghệ sản xuất nước tương 11
2.3.2 Cơ sở khoa học của phương pháp sản xuất nước tương 14
2.4 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước tương 14
2.4.1 Chỉ tiêu cảm quan 14
2.4.2 Chỉ tiêu hoá học 15
2.4.3 Chỉ tiêu vi sinh vật 15
2.4.4 Hàm lượng kim loại nặng trong nước tương 16
2.5 Nguyên liệu sản xuất nước tương 16
2.5.1 Đậu nành, cấu trúc hạt 16
2.5.2 Thành phần hoá học của đậu nành 17
CHƯƠNG 3 : CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC NƯỚC THẢI
CHẾ BIẾN THỰC PHẨM
3.1 Phân loại nước thải theo nguồn gốc gây ô nhiễm 18
3.2 Các phương pháp xử lý sinh học nước thải chế biến thực phẩm 18
3.2.1 Phương pháp xử lý nước thải bằng bể bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank)
19
3.2.2 Xử lý nước thải hiếu khí bằng màng lọc sinh học 22
3.2.3 Phương pháp xử lý nước thải thiếu khí 24
3.2.4 Phương pháp xử lý nước thải kò khí 25
3.2.5 Xử lý nước thải bằng ao hồ 28
CHƯƠNG 4 : NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT
NƯỚC TƯƠNG BẰNG BÙN HOẠT TÍNH LƠ LỬNG
4.1 Vai trò của VSV trong quá trình làm sạch nước thải ô nhiễm bẩn hữu cơ
bằng phương pháp bùn hoạt tính 29
4.1.1 Thành phần VSV trong bùn hoạt tính 29
4.1.2 Sự oxy hoá và làm sạch các chất ô nhiễm trong nước thải bởi các VSV
trong bùn hoạt tính 32
4.1.3 Sự khử nitrat dò hoá trong quá trình xử lý nước thải thiếu khí 32
4.1.4 Sự trương nở bùn bởi các vsv dạng sợi 33
4.1.5 Sự kết lắng của bùn hoạt tính và chỉ số thể tích bùn (SVI) 34

4.1.6 Tăng cường sinh học trong xử lý nước thải 35
4.1.6.1 Bổ sung và cân đối các thành phần dinh dưỡng 35
4.1.6.2 Bổ sung nguồn giống vsv tự nhiên và hồi lưu bùn 36
4.1.6.3 Bổ sung các giống VSV hữu hiệu 36
4.2 Bùn hoạt tính 36
4.3 Mô hình thí nghiệm 38
CHƯƠNG 5 : CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU HOÁ HỌC,
VS VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Phần I : Cơ Sở Lý Thuyết
5.1 Các phương pháp phân tích chỉ tiêu hoá học 43
5.1.1 Ammonium 43
5.1.2 COD 45
5.2 Các phương pháp phân tích vi sinh 47
5.2.1 Phương pháp phân lập giống VSV 47
5.2.2 Phương pháp bảo quản giống VSV 50
5.2.3 Phương pháp nghiên cứu hình thái tế bào vi sinh 51
5.2.4 Phương pháp kiểm tra số lượng vi sinh 52
Phần II : Kết Quả Nghiên Cứu
5.3 Thí nghiệm 1 : Giai đoạn chạy thích nghi 54
5.4 Thí nghiệm 2 : Chạy mô hình tónh theo thời gian lưu nước tăng dần 63
5.4.1 Giai đoạn chạy nước tương pha 63
5.4.2 Giai đoạn chạy nước tương hột xay nhuyễn 65
5.5 Thí nghiệm 3 : Chạy mô hình hệ thống 67
5.5.1 Giai đoạn chạy nước tương pha 67
5.5.2 Giai đoạn chạy nước tương hột xay nhuyễn 71
CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
6.1 Kết luận 75
6.2 Kiến nghò 76
Phụ lục
Tài liệu tham khảo

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD : Biochemical Oxygen Demand: Nhu cầu oxy sinh hoá, mg/l
COD : Chemical Oxygen Demand : Nhu cầu oxy hoá học, mg/l
DO : Dissolved Oxygen : Nồng độ oxy hoà tan, mg/l
SS : Suspended Solid : Chất rắn lơ lửng, mg/l
VS : Volative Solid : Chất rắn bay hơi, mg/l
SVI : Slugde Volume Index : Chỉ số thể tích bùn, mg/l
MLSS : Mixed Liguor Suspended Solid : Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/l
MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid : Chất rắn lơ lửng bay hơi trong
bùn lỏng, mg/l
F/M : Foot/ Microganism Ratio : Tỉ lệ thức ăn cho vi sinh vật
RBC : Rotating Biological Contactors : Bể lọc sinh học tiếp xúc quay
SBR : Sequence Batch Reactors : Bể aerotank hoạt động theo mẻ
UASB : Upflow Anaerobic Slude Blanket : Bể phản ứng kò khí
XLNT : Xử lý nước thải
VSV : Vi sinh vật
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1 : Các thông số và phương pháp phân tích 4
Bảng 2 : Chỉ tiêu cảm quan 14
Bảng 3 : Chỉ tiêu hoá học 15
Bảng 4 : Các chỉ tiêu vi sinh 16
Bảng 5 : Các vi khuẩn thường gặp trong bùn hoạt tính 31
Bảng 6 : Các bước tiến hành dựng đường chuẩn Ammonium 44
TN1 : Giai đoạn chạy thích nghi
Sử dụng vi sinh tự nuôi cấy
Bảng 7 : Kết quả nghiên cứu xử lý COD 54
Bảng 8 : Kết quả nghiên cứu khử Ammonium 55
Sử dụng vi sinh do phòng VS của Viện cung cấp
Bảng 9 : Kết quả nghiên cứu xử lý COD và Ammonium 57

Bảng 10 : Kết quả nghiên cứu xử lý COD khi giảm tải trọng 59
Bảng 11 : Kết quả nghiên cứ khử Ammonium khi giảm tải trọng 59
Bảng 12 : Kết quả nghiên cứu xử lý COD khi tăng tải trọng 61
Bảng 13 : Kết qua nghiên cứu khử Ammonium khi tăng tải trọng 61
TN2 : Chạy mô hình tónh theo thời gian lưu nước tăng dần
Sử dụng vi sinh do phòng VS của Viện cung cấp
a. Giai đoạn nước tương pha
Bảng 14 : Kết quả số liệu mô hình tónh sắp xếp theo thời gian lưu nước tăng
dần 63
b. Giai đoạn tương hột xay nhuyễn pha
Bảng 15: Kết quả số liệu mô hình tónh sắp xếp theo thời gian lưu nước tăng
dần giai đoạn tương hột xay pha 65
TN3 : Chạy mô hình hệ thống
a. Giai đoạn nước tương pha
Sử dụng vi sinh tự nuôi cấy
Bảng 16 : Kết quả tóm tắt thí nghiệm thực hiện trên mô hình bùn hoạt tính
hiếu khí 67
Sử dụng vi sinh do phòng VS của Viện cung cấp
Bảng 17 : Kết quả tóm tắt thí nghiệm thực hiện trên mô hình bùn hoạt tính
hiếu khí 69
b. Giai đoạn tương hột xay nhuyễn pha
Sử dụng tập hợp vi khuẩn hiếu khí (VS tự nuôi cấy + VS do phòng cung cấp)
Bảng 18 : Kết quả tóm tắt thí nghiệm thực hiện trên mô hình bùn hoạt tính
hiếu khí 71
Bảng 19 : Kết quả xác đònh hàm lượng ss có trong bể aerotank của mô hình khi
sử dụng tập hợp vi khuẩn hiếu khí 73
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1 : Sơ đồ quy trình sản xuất nước tương theo phương pháp hoá giải 11
Hình 2 : Sơ đồ quy trình sản xuất nước tương từ đậu nành bằng phương pháp
lên men 12

Hình 3 : Sơ đồ quy trình sản xuất nước tương theo phương pháp lên men của
công ty nước tương Kikoman 13
Hình 4 : Các phương pháp xử lý nước thải cơ bản 19
Hình 5 : Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp lọc sinh học 23
Hình 6 : Sơ đồ bể Aerotank hỗn hợp 25
Hình 7 : a – bể tự hoại, b – bể lên men sinh metan 2 vỏ 26
Hình 8 : Sơ đồ chọn lọc VSV trong vùng hoạt tính 30
Hình 9 : Sơ đồ mô hình nghiên cứu 38
Hình 10 : Màu sắc của mẫu khi cho thuốc thử Nestler 44
Hình 11 : Chỉ thò chuển từ màu xanh lam sang màu nâu đỏ 47
KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM
TN1 : Giai đoạn chạy thích nghi
Sử dụng VS tự nuôi cấy
Hình 12 : Đồ thò biểu diễn biến thiên hiệu quả khử Ammonium theo ngày khi
bổ sung vi sinh 55
Hình 13 : Đồ thò biểu diễn biến thiên hiệu quả khử Ammonium theo ngày khi
không bổ sung vi sinh 56
Sử dụng VS do phòng vi sinh của Viện cung cấp
Hình 14 : Đồ thò biểu diễn biến thiên hiệu quả xử lý COD theo ngày khi bổ sung
vi sinh 57
Hình 15 : Đồ thò biểu diễn biến thiên hiệu quả xử lý COD theo ngày khi không
bổ sung vi sinh 58
Hình 16 : Biểu đồ biểu diễn hiệu suất khi bổ sung vi sinh và không bổ sung
vi sinh 58
Hình 17 : Đồ thò biểu diễn hiệu quả xử lý COD khi bổ sung vi sinh và không bổ
sung vi sinh 60
Hình 18 : Đồ thò biểu diễn hiệu quả khử Ammonium khi bổ sung vi sinh và
không bổ sung vi sinh 60
Hình 19 : Biểu đồ biểu diễn hiệu quả khử ammonium khi bổ sung vi sinh và
không bổ sung vi sinh 62

Hình 20 : Biểu đồ biểu diễn giá trò pH khi bổ sung vi sinh và không bổ sung
vi sinh 62
TN2 : Chạy mô hình tónh theo thời gian lưu nước tăng dần
a. Giai đoạn nước tương pha
Hình 21 : Đồ thò biểu diễn hiệu quả khử COD khi bổ sung vi sinh và không bổ
sung vi sinh 64
Hình 22 : Đồ thò biểu diễn hiệu quả khử Ammonium khi bổ sung vi sinh và không
bổ sung vi sinh 64
b. Giai đoạn tương hột xay nhuyễn pha
Hình 23 : Đồ thò biểu diễn hiệu quả xử lý COD theo thời gian lưu nước 66
Hình 24 : Đồ thò biểu diễn hiệu quả khử Ammonium theo thời gian lưu nước 66
TN3 : Chạy mô hình hệ thống
a. Giai đoạn nước tương pha
Sử dụng VS tự nuôi cấy
Hình 25 : Đồ thò biểu diễn biến thiên hiệu quả khử Ammonium theo thời gian
lưu nước 68
Sử dụng VS do phòng Vi sinh của Viện cung cấp
Hình 26 : Đồ thò biểu diễn biến thiên hiệu quả xử lý COD theo số lần phân tích
70
Hình 27 : Đồ thò biểu diễn biến thiên hiệu quả khử Ammonium theo số lần phân
tích 70
b. Giai đoạn tương hột xay nhuyễn pha
Sử dụng tập hợp vi khuẩn hiếu khí (VS tự nuôi cấy + VS do phòng cung cấp )
Hình 28 : Đồ thò biểu diễn biến thiên hiệu quả xử lý COD theo số ngày phân tích
72
Hình 29 : Đồ thò biểu diễn biến thiên hiệu quả khử Ammonium theo số ngày
phân tích 73
Hình 30 : Đồ thò biểu diễn lượng bùn sinh ra theo thời gian vận hành mô hình
nghiên cứu 74
LỜI MỞ ĐẦU

uá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính thực chất là việc ứng dụng và
thúc đẩy các quá trình phân huỷ các thành phần ô nhiễm như quá trình kết
lắng của quần thể vi sinh vật có mặt trong môi trường nước.
Q
Bùn hoạt tính bao gồm vi khuẩn, nấm sợi, tảo, động vật nguyên sinh và metazoa.
Trong đó vi khuẩn và nấm sợi đóng vai trò quyết đònh hàng đầu đến hiệu qua xử
lý do chiếm ứu thế về số lượng, khả năng phân huỷ, tốc độ sinh trưởng cũng như
hoạt tính keo lắng.
Tuy nhiên bùn hoạt tính được tạo thành một cách tự nhiên trong quá trình xử lý
nước thải khó hội tụ đủ những vi sinh vật có phức hệ enzym phân huỷ và hoạt
tính kết lắng hữu hiệu.
Vì vậy nhiều nhà khoa học đã quan tâm nghiên cứu thành phần và tính chất của
bùn hoạt tính, phân lập, tuyển chọn, tạo mới các chủng vi khuẩn có khả năng
phân huỷ và kết lắng bùn hữu hiệu để bổ sung vào bùn hoạt tính nhằm nâng cao
hiệu quả xử lý.
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đồ án này thực hiện nhằm đưa ra phương pháp xử lý nước thải thực phẩm nói
chung và nước thải sản xuất Nước Tương nói riêng. Nhằm cải thiện chất lượng
nước thải đầu ra của nước thải sau khi thải vào môi trường đạt tiêu chuẩn cho
phép.
Nghiên cứu được thực hiện trên mô hình mô phỏng công nghệ để nghiên cứu khả
năng xử lý COD và hiệu suất khử Ammonium nhờ vi sinh vật trong nước thải của
ngành. Do đề tài mang tính mới nên trong quá trình nghiên cứu lựa chọn công
nghệ xử lý gặp nhiều khó khăn. Để kết quả nghiên cứu mang tính khả thi cao, mô
hình nghiên cứu sử dụng mẫu nước thải nhân tạo. Có thể tóm lược nội dung đồ án
như sau:
CHƯƠNG 1 : Nêu cơ sở hình thành đề tài, mục tiêu và nội dung nghiên cứu.
CHƯƠNG 2 : Hiện trạng ô nhiễm của ngành chế biến thực phẩm, thành phần tính
chất của Nước Tương và nghiên cứu, ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải
trên Thế Giới và ở Việt Nam.

CHƯƠNG 3: Tóm tắt các phương pháp xử lý sinh học nước thải chế biến thực
phẩm.
CHƯƠNG 4 : Vai trò VSV trong quá trình làm sạch nước thải; tìm hiểu về thành
phần tạo lên bùn hoạt tình; mô hình nghiên cứu sử dụng trong đồ án.
CHƯƠNG 5 : Các phương pháp phân tích chỉ tiêu hoá học, vi sinh trong quá trình
nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu
CHƯƠNG 6 : Kết luận, kiến nghò
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1 Cơ Sở Hình Thành Đề Tài
Hiện nay ô nhiễm nước thải đang là vấn đề cấp thiết được cả thế giới và cả
nước quan tâm. Trong tương lai sẽ thiếu nguồn nước sạch nếu như ta sử dụng quá
lãng phí và chưa có biện pháp quản lý, xử lý chúng một cách hợp lý.
Đứng trước vấn nạn này, các nhà khoa học không ngừng nghiên cứu để tìm
ra các giải pháp để khắc phục cũng như hạn chế những tác động do nước thải gây
ra. Có thể nói rằng vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc làm sạch nước
thải nói chung và nước thải sản xuất nước tương nói riêng. Do đó, việc nghiên cứu
phân lập vi sinh vật hữu hiệu có hoạt tính cao để phân huỷ và loại bỏ các chất
gây ô nhiễm trong nước thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường là rất cần
thiết.
Ngành sản xuất và chế biến nước tương là một ngành mới đối với nước ta.
Vì vậy vấn đề xử lý nước thải của ngành cũng cần được quan tâm và đầu tư.
Chính vì thế, việc nghiên cứu tìm ra giải pháp xử lý ô nhiễm nước thải cuả ngành
là nhiệm vụ hàng đầu của các Ban ngành và đoàn thể.
1.2 Mục Tiêu Đề Tài
Để bảo vệ môi trường cùng với việc phát triển ngành chế biến và sản xuất
nước tương theo hướng sạch hơn. Hơn nữa quá trình nghiên cứu khả năng xử lý
Ammonium và COD bằng công nghệ bùn hoạt tính chính là cơ sở nhằm xây dựng

giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường do ngành tạo ra.
Ngoài ra, đề tài còn nhằm mục tiêu củng cố kiến thức đã được tiếp thu ở
trường trong suốt 4 năm đại học. Góp phần nhỏ bé vào việc giữ gìn môi trường
xanh – sạch – đẹp.
1.3 Nội Dung Nghiên Cứu
+ Tổng quan và hiện trạng ô nhiễm của ngành chế
biến thực phẩm ở Việt Nam
+ Tình hình nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật
trong xử lý nước thải trên thế giới và trong nước
+ Tổng quan về ngành chế biến sản xuất nước
tương và các phương pháp sản xuất nước tương hiện nay
+ Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải sản xuất
nước tương bằng bùn hoạt tính lơ lửng
+ Phân lập vi sinh vật từ nước thải và bùn lỏng của
cơ sở chế biến và sản xuất nước tương.
+ Sử dụng vi sinh vật đã phân lập được bổ sung
vào trong nước thải để xử lý nước thải đó.
+ Phân tích các mẫu đối chứng theo giờ để nghiên
cứu khả năng xử lý nước thải có vi sinh và không có vi sinh.
1.4 Phạm Vi Đề Tài
+ Mô hình được sử dụng trong đồ án tập trung chủ yếu vào qúa trình xử lý
nước thải bằng công nghệ bùn hoạt tính dưới dạng mô phỏng có kích thước
nhỏ.
+ Quá trình nghiên cứu chỉ phân tích các chỉ tiêu pH, SS, COD và N-NH
4
chứ
không có điều kiện làm BOD
5
, MLVSS và SVI.
+ Nguồn nước thải phục vụ cho đồ án là mẫu nhân tạo từ nước tương.

+ Các chỉ tiêu về nước thải được phân tích: pH, SS, COD, N-NH
4
.
1.5Phương Pháp Nghiên Cứu
1.5.1 Phương pháp luận
+ Muốn công trình xử lý có hiệu quả, trước khi dụng mô hình ta phải tìm
hiểu:
+ Tính chất của dòng chảy vào hệ thống xử lý ( lý, hoá, sinh)
+ Thành phần của dòng chảy vào hệ thống xử lý
+ Cơ sở của quá trình xử lý nước thải
+ Ước lượng hiệu quả của các quá trình xử lý hoặc các thông số động học
của từng qúa trình.
+ Để các số liệu trên có tính khả thi, cần có thời gian khảo sát lâu dài.
1.5.2 Phương pháp thực tế
+ Phương pháp tham khảo: tính chất, thành phần nước thải, đặc điểm lý, hoá,
sinh của nước thải đầu vào.
+ Phương pháp xây dựng mô hình mô phỏng ở quy mô phòng thí nghiệm, vận
hành mô hình để xử lý nước thải.
+ Biết sử dụng các máy đo phân tích các chỉ tiêu cần phân tích.
+ Nghiên cứu thực nghiệm các thông số động học, thông số vận hành trên
mô hình để tìm ra kết quả tốt nhất.
+ Phương pháp phân tích: các thông số được phân tích theo phương pháp
chuẩn (APHA, AWWA, TCVN 5945-1995).
Các thông số đo và phương pháp phân tích được trình bày trong bảng sau:
Bảng 1: Các thông số và phương pháp phân tích
Thông số Phương pháp phân tích
pH Máy đo pH
COD Phương pháp đun hoàn lưu hở
N-NH
4

Phương pháp so màu với thuốc thử Nesler
SS(MLSS) Sấy, cân phân tích, lọc, sấy, cân
NO
3
-
Máy quang phổ kế
PO
4
2-
Máy quang phổ kế
1.5.3 Phương pháp xử lý số liệu
_ Các số liệu được thể hiện trên các bảng biểu
_ Số liệu được quản lý và xử lý bằng trương trình Microsoft Excel/ microsoft
Office 2003.
_ Văn bản soạn thảo được sử dụng trên chương trình Microsoft Word/
Microsoft Office 2003.
_ Các bảng vẽ được sử dụng trên chương trình AutoCad 2004.
1.6 Tính Mới Của Đề Tài
1.6.1 Ý nghóa khoa học
+ Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể xử lý nước thải sản xuất nước tương
bằng phương pháp bùn hoạt tính.
+ Đối với những loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao thì có thể
xử lý bằng phương pháp sinh học.
+ Tuỳ từng loại nước thải, mục đích xử lý mà ta có thể lựa chọn các bể xử
lý khác nhau.
1.6.2 Ý nghóa thực tiễn
+Ta có thể tự phân lập vi sinh để sử dụng cho mục đích xử lý.
+Vi sinh vật có khả năng xử lý COD và Ammonium cao nhưng điều kiện
môi trường không hợp lý sẽ dẫn đến tác động ngược lại.
+ Sử dụng bể hiếu khí sinh học Aerotank để xử lý Ammonium trong nước

tương có khả năng xử lý cao.
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CHÍNH LIÊN QUAN ĐẾN
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
2.1 Tổng Quan Về Ngành Chế Biến Thực Phẩm Việt Nam
2.1.1 Hiện trạng ô nhiễm nước thải chế biến thực phẩm ở Việt Nam
Những năm gần đây, tốc độ đô thò hoá và việc phát triển nhanh chóng các
KCN tập trung trong cả nước đã đặt ra cho các ngành cấp thoát nước những thách
thức lớn. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm nước. Nhưng việc
xuất hiện các KCN, các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ lại càng làm cho môi trường
nước trở nên trầm trọng hơn. Toàn bộ nước thải của các cơ sở sản xuất này đều
được tiêu thoát một cách tự nhiên ra những vùng trũng hơn tạo nên những ao nước
thải lộ thiên, gây ô nhiễm cả một vùng rộng lớn. Trong khi đó, hầu hết các đô thò
ở nước ta đều chưa có trạm XLNT trước khi đổ ra sông hồ, nếu có vẫn chưa được
vận hành đúng vì chi phí xử lý cao.
Vì vậy, các kênh rạch, sông ở nước ta đang trong tình trạng ô nhiễm
nghiêm trọng mà chưa có cách nào phục hồi được. Thay vào đó nguồn nước ngọt
cung cấp cho sinh hoạt ngày càng bò hạn hẹp.
2.1.2 Thành phần, tính chất nước thải của ngành chế biến thực phẩm
Ở Việt Nam có nhiều sản phẩm lên men: rượu, bia, muối chua rau quả …
Nhưng có một loại sản phẩm thông dụng thường thấy trên các bàn ăn là sản phẩm
gia vò “nước tương”. Sản phẩm có thể nói là một loại gia vò không thể thiếu trong
đời sống người Việt
Nước tương giàu acid amin và có mùi vò đặc trưng nên khi dùng trong bữa ăn
vừa có lợi cho sức khoẻ vừa tạo thêm vò ngon cho món ăn. Ngoài ra nước tương là
loại gia vò có độ đạm và độ muối tương đối cao. Chủ yếu được sản xuất từ hai
phương pháp: phương pháp lên men và phương pháp hoá giải. nước ta công nghệ
sản xuất nước tương rất thủ công và còn theo kinh nghiệm là chủ yếu. Vì vậy mà
nước thải của nước tương có hàm lượng hữu cơ cao và thường sinh ra mùi hôi như:
phenol, amoniac, axit sunfuaric… trong quá trình sản xuất nước tương có sự tham gia

các vi sinh vật: nấm mốc, nấm men, vi khuẩn. Ngoài tác dụng lên men trong quá
trình sản xuất, vi khuẩn còn có tác dụng tạo hương cho sản phẩm. Bên cạnh mặt có
ích của quá trình sinh trưởng của vi sinh vật, người ta còn quan tâm đến sự xâm
nhiễm của những vi sinh vật lạ có khả năng gây mùi khó chòu cho thực phẩm.
Vì vậy, nước thải của nước tương sau khi thải ra ngoài có mùi hôi thối của
acid amin và có hàm lượng COD cao.
2.1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng VSV trong xử lý nước thải trên thế giới
và trong nước
2.1.3.1 Trên thế giới
Nhiều vi khuẩn tạo bông như Zoogloea đã được phân lập. Kiuchi và cộng
sự đã phân lập 92 chủng vi khuẩn từ bùn hoạt tính và chọn lọc 12 chủng có khả
năng tạo bông. Kato và cộng sự cũng phân lập 140 chủng vi khuẩn bùn hoạt tính
và chọn được 8 – 12 chủng kết bông trên các môi trường có thành phần khác
nhau.
Fujita và nhiều nhà nghiên cứu khác ở nhật bản đã nghiên cứu sự tạo hạt
của nấm Aspergillus trong quá trình nuôi lắc, đánh giá sinh khối hạt và sử dụng
hạt để xử lý nước thải tinh bột, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử
lý nước thải tinh bột của hạt nấm. Tuy nhiên cho đến nay việc sử dụng hạt nấm
để xử lý nước thải trong hệ thống liên tục vẫn đang được áp dụng rất hạn chế.
Một trong những lý do chậm được áp dụng trong sản xuất là vì hạt nấm thường
đòi hỏi phát triển ở pH thấp, việc tạo hạt đòi hỏi chế độ lắc khá phức tạp và ở
dạng hạt chúng lại kém ưu thế trong việc cạnh tranh dinh dưỡng với vi khuẩn môi
trường nước thải nên khó áp dụng trong quá trình xử lý liên tục.
2.1.3.2 Tại Việt Nam
Trong khoảng mười năm trở lại đây, vấn đề nghiên cứu và ứng dụng vi
sinh vật trong xử lý chất thải nói chung đã được nhiều nhà khoa học và công nghệ
quan tâm. Trung tâm Công Nghệ Sinh Học – Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã
nghiên cứu thành phần vi sinh vật trong chế phẩm EM của Nhật Bản, kết hợp với
các chủng xạ khuẩn để tạo ra chế phẩm EMUNI ứng dụng trong xử lý chất thải
làm phân bón hữu cơ vi sinh. Tại Viện Công Nghệ Sinh Học – Viện Khoa Học

Và Công Nghệ Việt Nam, Lý Kim Bảng và cộng sự đã phân lập tuyển chọn vi
khuẩn và xạ khuẩn chòu nhiệt phân huỷ xenluloza tạo chế phẩm Micromic 3 để
bổ sung vào hệ thống xử lý rác thải sinh hoạt làm tăng tỷ lệ bùn hữu cơ và rút
ngắn thời gian ủ. Tại Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã nghiên cứu phân lập tuyển
chọn nấm sợi phân giải xenluloza dùng trong xử lý rác hữu cơ, Viện Công Nghệ
Sinh Học Nông Nghiệp – Trường Đại Học Nông Nghiệp I đã nghiên cứu sản xuất
chế phẩm EM dùng khử mùi hôi và vệ sinh chuồng trại chăn nuôi.
Đối với nước thải, từ 1984 – 1985, Kiều Hữu nh và cộng sự (bộ môn Vi
sinh Vật Học – Đại Học Quốc Gia Hà Nội) đã nghiên cứu khu hệ vi khuẩn sinh
metan trong các hệ xử lý kò khí và một số điều kiện ảnh hưởng đến hiệu suất xử
lý. Lê Gia Hy và cộng sự (Viện Công Nghệ Sinh Học) năm 1995 đã nghiên cứu
tạo bùn hoạt tính nhân tạo có hiệu quả xử lý cao hơn bùn hoạt tính tự nhiên bằng
cách sục khí hỗn hợp một số nước thải khác rồi để lắng…
Tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa có cơ sở nào ở trong nước cung cấp chế
phẩm vi sinh vật ứng dụng trong thực tế xử lý nước thải chế biến thực phẩm giàu
tinh bột bằng phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí.
2.2 Tổng Quan Về Ngành Chế Biến Sản Xuất Nước Tương
2.2.1 Thành phần dinh dưỡng của nước tương
Nước tương vừa là một chất điều vò kích thích tiêu hóa để ăn ngon miệng
đồng thời là một thực phẩm cung cấp cho ta một lượng đạm nhất đònh. Khi đánh
giá chất lượng của nước tương về phương diện hóa học, trước hết người ta chú