Nghiên cứu xử lý hỗn hợp chất thải nhiều dầu của nhà máy chế biến mì ăn liền Uni President Khu công nghiệp Sóng Thần 2 Bình Dương bằng phương pháp sinh học kỵ khí

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 1
MSSV: 106018010
MC LC
 M U 4
I.1. Lý do hình thành đề tài 5
I.2. Đối tƣợng nghiên cứu 6
I.3. Mục tiêu nghiên cứu 6
I.4. Nội dung nghiên cứu 6
I.5. Phƣơng pháp nghiên cứu: 6
I.6. Phạm vi nghiên cứu: 7
  TNG QUAN NGÀNH SN XU   N VÀ CHT
THI GIÀU DU M PHÁT SINH TRONG NHÀ MÁY SN XU
LIN 8
II.1. Giới thiệu công nghệ sản xuất mì ăn liền 9
II.1.1. Công nghệ sản xuất 9
II.1.2. Nguyên vật liệu sản xuất 11
II.2. Một số vấn đề môi trƣờng phát sinh trong quá trình sản xuất mì ăn liền 11
II.3. Tổng quan về chất thải giàu dầu mỡ trong nhà máy sản xuất mì ăn liền Uni
President 13
II.3.1. Sơ lƣợc về công ty sản xuất mì ăn liền Uni President 13
II.3.2. Qui trình sản xuất 13
II.3.3. Thành phần và tính chất nƣớc thải tại công ty Uni President 14
II.3.4. Tình hình thải bỏ bã thải tại công ty Uni President 15
II.3.5. Các tác động môi trƣờng gây ra do hỗn hợp dầu thải của nhà máy 16
II.4. Các phƣơng pháp xử lý bã thải nhiều dầu của nhà máy sản xuất mì ăn liền
đang đƣợc áp dụng hiện nay 18
II.4.1. Sử dụng làm nguồn bổ sung vào thực phẩm chăn nuôi 18
II.4.2. Chôn lấp cùng rác thải 18
II.4.3. Phân hủy hiếu khí có gia nhiệt 19

II.4.4. Phân hủy kỵ khí 19
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 2
MSSV: 106018010
  TNG QUAN V QUÁ TRÌNH PHÂN HY SINH HC
CHT THU KIN K KHÍ 20
III.1. Lịch sử phát triển quá trình và xu hƣớng hiện nay 21
III.2. Cơ sở lý thuyết 22
III.3. Mô tả quá trình sinh học kỵ khí 23
III.4. Hóa sinh học của quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí 24
III.4.1. Giai đoạn thủy phân 24
III.4.2. Giai đoạn acid hóa: 25
III.4.3. Giai đoạn acetate hóa 26
III.4.4. Giai đoạn tạo methane 27
III.5. Vi sinh vật học của quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí 29
III.5.1. Vi sinh vật thủy phân 30
III.5.2. Vi sinh vật acid hóa 30
III.5.3. Vi sinh vật acetate hóa 30
III.5.4. Vi sinh vật sinh methane 31
III.6. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kỵ
khí 33
III.6.1. Nhiệt độ 33
III.6.2. pH 34
III.6.3. Tính chất của chất nền 34
III.6.4. Các chất dinh dƣỡng đa lƣợng và vi lƣợng 34
III.6.5. Thời gian lƣu bùn 35
III.6.6. Các chất gây độc 35
III.6.7. Sự khuấy đảo hỗn hợp phân hủy 36
III.6.8. Kết cấu hệ thống 36

III.7. Động học của quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí 37
III.7.1. Quá trình tăng trƣởng của tế bào vi sinh vật 37
III.7.2. Năng suất tạo sinh khối 38
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 3
MSSV: 106018010
III.8. Các dạng công trình xử lý chất thải trong điều kiện kỵ khí 38
III.8.1. Bể tự hoại 38
III.8.2. Bể lắng hai vỏ 39
III.8.3. Bể methane 39
 C NGHIM 40
IV.1. Vật liệu nghiên cứu 41
IV.2. Mô hình nghiên cứu 42
IV.3. Phƣơng pháp thực nghiệm 45
IV.3.1. Sơ đồ thực nghiệm 45
IV.3.2. Phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu trong quá trình thực nghiệm 46
V.1. Về tổng thể tích khí sinh học tạo thành từ các bình ủ 49
V.2. Tốc độ sinh khí của các bình ủ 51
V.2.1. Lƣợng khí sinh ra theo thời gian 51
V.2.2. Thể tích khí tích lũy theo thời gian của các bình ủ 54
V.3. Sự thay đổi thành phần của mẫu phân hủy 57
V.3.1. Hiệu quả loại bỏ COD 57
V.3.2. Hiệu quả loại bỏ TS và VS 61
 KT LUN - KIN NGH 67
VI.1. Kết luận 68
VI.2. Đề xuất 68

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 4
MSSV: 106018010


:
M U

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 5
MSSV: 106018010
I.1. Lý do hình thành  tài
Phân hủy kỵ khí sinh metan là hình thức biến đổi sinh khối thành năng lƣợng đã
đƣợc biết đến từ lâu. Về bản chất đó là quá trình lên men kị khí các dạng nguyên liệu
rất khác nhau: phế thải nông nghiệp, phế thải các nhà máy thực phẩm, chất thải sinh
hoạt của các thành phố, bùn thải từ hệ thống xử lý nƣớc thải thành năng lƣợng là
CH
4
và CO
2
. Quá trình phân hủy kỵ khí tạo CH
4
đƣợc thực hiện bởi quần thể nhiều
loài vi sinh vật khác nhau ở điều kiện kỵ khí.
Theo tính toán nếu tận dụng hết các nguồn phế thải trên trái đất thì hàng năm có
thể tạo đƣợc khoảng 200 tỉ m
3
khối khí sinh học, tƣơng đƣơng khoảng 150 - 200

triệu tấn nhiên liệu và khoảng 20 triệu tấn bã là nguồn phân bón hữu cơ chất lƣợng
cao.
Việt Nam là nƣớc có mật độ dân số cao. Dân số chủ yếu là sản xuất nông nghiệp.
Trong những năm gần đây công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đƣợc xem nhƣ
chìa khóa phát triển đất nƣớc. Do đó, hàng loạt các khu công nghiệp, khu chế xuất và
các cơ sở sản xuất đã và đang hình thành. Từ đó các vấn đề ô nhiễm môi trƣờng cũng
phát sinh và ngày càng nóng bỏng.
Trong khoảng 10 năm trở lại đây, ngành sản xuất mì ăn liền Việt Nam phát triển
mạnh mẽ từ các sản phẩm trong nƣớc và ngoài nƣớc đáp ứng đƣợc nhu cầu tiêu dùng
của ngƣời dân. Đa số các cơ sở chế biến mì ăn liền đều sử dụng phƣơng pháp chiên
trực tiếp bằng cách đƣa các vắt mì sau khí đã nhúng súp vào chiên trong dầu
Shortening ở nhiệt độ 150
0
C. Một chảo dầu có thể đƣợc sử dụng để chiên nhiều lần,
sau đó lƣợng dầu này đƣợc thải bỏ chung vào hệ thống nƣớc thải sản xuất của nhà
máy và đƣợc chuyển đến bể thu gom nƣớc thải của nhà máy. Lƣợng dầu mỡ này
cùng với nƣớc tạo thành một hỗn hợp nổi lên trên mặt nƣớc và đƣợc định kì thu gom
đem chôn lấp cùng với rác thải.
Nhà máy sản xuất mì ăn liền Uni President cũng nhƣ các nhà máy sản xuất mì ăn
liền khác, hỗn hợp bã thải có hàm lƣợng chất hữu cơ rất cao đƣợc định kỳ chôn lấp
cùng rác thải. Đó là một sự lãng phí vì vừa không tận dụng đƣợc nguồn năng lƣợng
tiềm tàng trong hỗn hợp bã thải trong khi thời gian phân hủy lại khá dài, đồng thời sự
tồn trữ lâu dài trong môi trƣờng có thể gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 6
MSSV: 106018010
Khác với hƣớng đi trên, công nghệ xử lý lựa chọn của đề tài là phân hủy kỵ khí áp
dụng riêng đối với hỗn hợp chất thải nổi nghiên cứu nhằm thu khí sinh học. Công
nghệ sinh học kỵ khí sử dụng để chuyển chất hữu cơ sang khí sinh học (biogas) đã có

từ nhiều năm nay ở các nƣớc đã và đang phát triển. Khí sinh học thu đƣợc có thể
dùng trực tiếp để nấu bếp hoặc thắp sáng, hoặc sử dụng gián tiếp làm nhiên liệu đốt
trong cho các động cơ. Trong bối cảnh giá nhiên liệu hóa thạch (xăng, dầu ) ngày
càng đắt đỏ nhƣ hiện nay thì nguồn năng lƣợng này càng trở nên có ý nghĩa.
Do đó, đề tài "Nghiên cu x lý hn hp cht thi nhiu du ca nhà máy
ch bin Uni President - Khu công nghip Sóng Thn 2 - 
bc k khí" đƣợc hình thành với mong muốn vừa giảm
thiểu ô nhiễm môi trƣờng, vừa đem lại lợi ích kinh tế - xã hội.
I.2. ng nghiên cu
 Hỗn hợp chất thải nhiều dầu thực vật đƣợc lấy từ bể thu gom trong hệ thống xử
lý nƣớc thải nhà máy sản xuất mì ăn liền Uni President
I.3. Mc tiêu nghiên cu
Xác định khả năng xử lý hỗn hợp chất thải nhiều dầu bằng phƣơng pháp sinh học
kỵ khí trên mô hình phòng thí nghiệm.
I.4. Ni dung nghiên cu
 Thu thập các tài liệu liên quan đến quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ để
thu khí sinh học.
 Khảo sát, phân tích các chỉ tiêu của bã thải nhiều dầu lấy từ nhà máy sản xuất mì
ăn liền - Công ty Uni President (đối tƣợng nghiên cứu).
 Tiến hành xây dựng mô hình thực nghiệm và chạy mô hình, phân tích các tính
chất liên quan và xác định khả năng xử lý chất thải nói trên.
I.5. u:
Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm
 Lý thuyt:
 Nghiên cứu thông tin về tình hình thải bỏ dầu thải của nhà máy Uni President.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 7
MSSV: 106018010
 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của quá trình phân hủy kỵ khí và cơ chế chung của

quá trình trên các khía cạnh hóa sinh học và vi sinh vật học.
 Thc nghim:
 Xác định tính chất ô nhiễm cơ bản của hỗn hợp chất thải nhiều dầu.
 Xây dựng mô hình thực nghiệm trên quy mô phòng thí nghiệm
 Lập sơ đồ thực nghiệm
 Vận hành mô hình thực nghiệm ứng với các tỷ lệ cơ chất/men giống khác nhau
và rút ra các kết luận về khả năng và hiệu quả xử lý hỗn hợp chất thải nhiều dầu
bằng phƣơng pháp sinh học kỵ khí.
I.6. Phm vi nghiên cu:
 Nghiên cứu trong điều kiện phòng thí nghiệm tại trƣờng Đại học Kỹ thuật công
nghệ Tp.Hồ Chí Minh.
 Áp dụng cho hỗn hợp thải của nhà máy chế biến mì ăn liền Uni President.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 8
MSSV: 106018010



:
TNG QUAN NGÀNH SN
XUN VÀ
CHT THI GIÀU DU M
PHÁT SINH TRONG NHÀ
MÁY SN XU
LIN

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 9
MSSV: 106018010
II.1. Gii thiu công ngh sn xun
II.1.1. Công ngh sn xut
Tùy theo từng loại mì ăn liền sản xuất, mỗi nhà sản xuất có công thức riêng để pha
trộn các thành phần phụ liệu khác nhau với nguyên liệu để tạo ra các sản phẩm khác
nhau. Trên thế giới có khá nhiều loại mì ăn liền đƣợc sản xuất theo quy trình khác
nhau ở một số khâu. Có loại mì chỉ làm chín 80% sợi mì, có loại mì làm chín hoàn
toàn. Phƣơng thức làm chín mì cũng có thể bằng cách luộc hoặc hấp mì. Sau khi làm
chín, một số loại đƣợc làm khô bằng nhiệt sấy trong khi một số loại khác đƣợc làm
khô bằng cách nhúng mì qua dầu chiên. Qua tìm hiểu quy trình chế biến tại một số
nhà máy mì ăn liền, quy trình chế biến nói chung rất giống nhau và đƣợc giới thiệu
trong hình 2.1.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 10
MSSV: 106018010
Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ tổng quát sản xuất mì ăn liền
PHA TRỘN
NGUYÊN LIỆU
CÁN THÀNH TẤM
CÁN TINH - CẮT
SỢI
HẤP
NHÚNG NƢỚC
SÚP
LÀM RÁO
CẮT ĐỊNH HÌNH
LÒ HƠI
NƢỚC SÚP

ĐÓNG THÙNG
ĐÓNG GÓI
LÀM NGUỘI
CHIÊN DU
SẢN XUẤT GÓI
NÊM
THÀNH PHẨM
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 11
MSSV: 106018010
II.1.2. Nguyên vt liu sn xut
II.1.2.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu chính là bột lúa mì đƣợc nhập từ các nƣớc: Pháp, Úc, Canada, Trung
Quốc, Ấn Độ đƣợc phối liệu với các phụ liệu khác nhƣ: Dầu, shortening, bột ngọt,
muối, đƣờng, tôm cua, thịt bò, thịt heo, tiêu, hành, tỏi, ớt Các xí nghiệp mì ăn liền
sản xuất nhiều chủng loại mặt hàng khác nhau, tùy theo từng loại mì ăn liền, các cơ
sở sản xuất có thể pha trộn các thành phần phụ liệu khác nhau: mì súp cua, mì thịt gà,
mì thịt bò, mì tôm, mì chay
II.1.2.2. Bao bì
Bao bì đóng gói có nhiều hình thức nhƣ: mì kiếng, mì giấy, mì tô, mì cốc. Thùng
chứa bằng carton, giấy bóng cứng, bao bì cho các loại gói nêm bằng bao PE.
II.1.2.3. Nhiên liệu sản xuất
Qui trình sản xuất có các khâu sử dụng nhiên liệu nhƣ sau:
 Đốt lò hơi bằng dầu FO để cung cấp nhiệt cho các công đoạn nhúng súp.
 Đốt dầu FO cung cấp nhiệt cho dầu shortening nóng sôi.
 Đốt than, củi, dầu DO cho công đoạn nấu súp, sa tế, dầu nêm.
 Nhiên liệu chủ yếu thƣờng sử dụng cho nồi hơi là dầu đốt FO. Còn đối với
chảo chiên thƣờng các cơ sở sản xuất cũng sử dụng nhiên liệu dầu đốt FO.
Ngoài các khâu vận hành khác của thiết bị sử dụng năng lƣợng điện.

II.2. Mt s v ng phát sinh trong quá trình sn xun
Trong quá trình sản xuất mì ăn liền có nhiều công đoạn khác nhau và ở một số
công đoạn chủ yếu đều phát sinh ra các yếu tố gây tác động đến môi trƣờng (công
đoạn hấp, nhúng nƣớc súp, sản xuất gói nêm ). Tuy nhiên trọng tâm là một số khâu
trong dây chuyền sản xuất gây ô nhiễm bởi dầu chiên có liên quan mật thiết đến đối
tƣợng nghiên cứu của đề tài. Các yếu tố khác nhƣ khí thải, rác thải không chứa thành
phần dầu phát sinh trong quá trình sản xuất mì ăn liền nằm ngoài phạm vi nghiên cứu
của đề tài.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 12
MSSV: 106018010
Hình 2.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất mì ăn liền và một số công đoạn phát
sinh chất thải chính.
Nƣớc thải
(BOD, SS, dầu mỡ)
Sản xuất thùng carton
Nƣớc thải (BOD)
Pha trôn nguyên liệu
Cán thành tấm
Cán tinh - Cắt sợi
Hấp
Nhúng nƣớc súp
Cắt định hình
Vô khuôn
Lò hơi
Nƣớc súp
Nƣớc thải
(BOD, SS, dầu mỡ)
Đóng gói

Để gói nêm
Làm nguội
Chiên
Sản xuất gói nêm
Thành phẩm
Khói thải
(SO
x
, NO
x
, Bụi)
Nƣớc thải
(BOD, SS, dầu mỡ)
Sản xuất gói Kraft, Kiếng
Khói thải (SO
x
, NO
x
, Bụi)
Đóng thùng
Rác thải, giấy vụn
Bao nilong
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 13
MSSV: 106018010
Từ sơ đồ trên có thể thấy đƣợc các công đoạn nhƣ làm nƣớc súp, nhúng nƣớc súp,
chế biến gói nêm và đặc biệt là từ công đoạn chiên đều phát sinh ra lƣợng dầu mỡ.
Lƣợng dầu mỡ này đƣợc đƣa chung vào hệ thống xử lý nƣớc thải của nhà máy, đây
là thành phần không tan trong nƣớc nên hỗn hợp dầu mỡ này thƣờng nổi lên phía

trên bề mặt nƣớc thải.
II.3. Tng quan v cht thi giàu du m trong nhà máy sn xun
Uni President
II.3.1. c v công ty sn xun Uni President
Từ những năm 1994 - 1997 tập đoàn Uni President đã đi đến nhiều khu vực, vùng
kinh tế trọng điểm của Việt Nam để khảo sát các khu công nghiệp. Cuối cùng công
ty TNHH Uni President đã chọn khu công nghiệp Sóng Thần 2 (tỉnh Bình Dƣơng) là
điểm đầu tƣ lý tƣởng do nhiều nguyên nhân nhƣ sau: Sóng Thần 2 mang tính an toàn
cho một khu công nghiệp, gần Tp.HCM và các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long và
đặc biệt là nằm gần quốc lộ 1, quốc lộ 13, xa lộ Đại Hàn và đƣờng xe lửa Nam - Bắc
rất dễ dàng cho việc thông thƣơng hàng hóa. Với sự nỗ lực không ngừng, đến tháng
2/1999 công ty đƣợc cấp giấy phép đầu tƣ dƣới hình thức 100% vốn nƣớc ngoài,
hoạt động 50 năm.
Công ty Uni President có tổng vốn đầu tƣ trên 200 triệu USD, là công ty có vốn
đầu tƣ nƣớc ngoài lớn nhất tại Việt Nam. Khu công nghiệp Sóng Thần 2 đƣợc chọn
làm địa điểm thiết lập nhà máy chế biến thức ăn gia súc - thủy sản, nhà máy sản xuất
mì ăn liền và nhà máy sản xuất bột mì. Toàn bộ dây chuyền sản xuất mì gói của công
ty đều nhập hoàn chỉnh theo công nghệ Châu Âu với tổng số vốn đầu tƣ 20 triệu
USD, năng lực sản xuất trên 50 triệu thùng/tháng. Thị trƣờng xuất khẩu chính: Mỹ,
Châu Âu, Úc, Đông Nam Á.
II.3.2. Qui trình sn xut
Qui trình sản xuất mì ăn liền tại công ty Uni President cũng tƣơng tự các nhà máy
khác với sơ đồ qui trình đã nêu trên. (Hình 2.1.)

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 14
MSSV: 106018010
II.3.3. Thành phn và tính chc thi ti công ty Uni President
Bảng 2.1. Kết quả phân tích nước thải tại công ty Uni President

STT
Ch tiêu

Kt qu phân tích
Mẫu 1
Mẫu 2
Mẫu 3
1
pH

6,7
7,2
8,3
2
SS
mg/l
1.084
889
815
3
BOD
5

mg/l
725
689
672
4
COD
mg/l

1225
1386
1627
5
Dầu mỡ
mg/l
923
875
759
(Nguồn: Công ty TNHH Uni President Vietnam, 2007)
Ghi chú:
- Mẫu 1: mẫu lấy tháng 02/2007
- Mẫu 2: mẫu lấy tháng 04/2007
- Mẫu 3: mẫu lấy tháng 06/2007
Nói chung nƣớc thải từ công nghiệp chế biến mì ăn liền có độ ô nhiễm khá cao,
vƣợt xa tiêu chuẩn thải cho phép. Tính chất ô nhiễm của nƣớc thải sản xuất ngành
công nghiệp chế biến mì ăn liền có 2 đặc trƣng cơ bản:
- Ô nhiễm hữu cơ nồng độ cao (BOD, COD)
- Ô nhiễm dầu mỡ nồng độ cao (chủ yếu là các loại dầu thực vật).
Hình 2.3 là dây chuyền công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải mà công ty Uni
President đang sử dụng để xử lý nƣớc thải sản xuất.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 15
MSSV: 106018010

Hình 2.3. Qui trình công nghệ hệ thống xử lý nước thải công ty Uni President
II.3.4. Tình hình thi b bã thi ti công ty Uni President
Tại công ty Uni President, bã thải (đối tƣợng nghiên cứu) đƣợc vớt bỏ định kỳ từ
bể tiếp nhận sau mỗi 2 tuần và sau đó đƣợc chứa trong thùng phuy với khối lƣợng

mỗi phuy khoảng 170kg để đƣợc chở đến bãi chôn lấp rác bởi dịch vụ thu gom rác
thải. Đây là hỗn hợp nổi tự nhiên trong nƣớc thải theo tỉ trọng. Qua khảo sát tại công
ty, nguồn gốc của bã thải này chủ yếu là dầu thực vật có tỉ lệ nhỏ mỡ bị thất thoát
trong công đoạn chiên mì. Thêm vào đó, định kì 2 ca thì dầu cặn bị đen do oxy hóa
đƣợc xả bỏ hết khỏi chảo chiên trƣớc khi đổ dầu mới vào chiên và khối dầu cặn này
thông thƣờng vẫn bị các công nhân xả trực tiếp xuống hố thu. Định kì toàn bộ hệ
thống chiên mì đƣợc vệ sinh bằng hơi nƣớc nóng và xà bông một lần/một tuần. Thực
Máy nén khí
Bể tiếp
nhận
Bể điều
hòa
Bể đông/keo
tụ
Bình áp lực
Bể tuyển
nổi

Khí nén
Bể
Aeroten
Bể lắng ly
tâm
Bể nƣớc
sau xử lý

Bùn tổng hợp
Phèn nhôm
Bể chƣa
bùn

Thiết bị
ép bùn
Bùn
cặn
nổi
lắng
Xả ra nguồn
Bùn ép chở
đến bãi rác
Nƣớc tách bùn
Cht thi
du m vt
nh k
Polymer
Khí nén
Nƣớc thải
Công sut h thng x lý: 200 m
3


Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 16
MSSV: 106018010
tế tất cả lƣợng dầu cũ đổ bỏ cũng nhƣ nƣớc thải ra từ công tác vệ sinh chảo dầu đều
đƣợc thải vào hệ thống xử lý nƣớc thải của nhà máy.
Ngoài ra, tại bộ phận nấu dầu để làm gói nêm trong các gói mì nhỏ (độc lập với bộ
phận chiên mì), dầu ở đây có lẫn các phụ gia nhƣ hành, sa tế Công tác vệ sinh chảo
dầu và các nồi chứa, máy triết trung gian đƣợc thực hiện 2 lần/ngày. Tất cả các
phần này đều có tiếp xúc với dầu và lƣợng nƣớc vệ sinh thải bỏ khá lớn. Tất cả dầu

cũ cũng nhƣ nƣớc thải vệ sinh đều thải vào hệ thống xử lý.
Trong hệ thống xử lý nƣớc thải lẫn dầu mỡ, phần dầu nổi lên trên mặt luôn đƣợc
tách riêng vì những nguyên nhân sau:
 Gây cản trở đến quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ hòa tan trong nƣớc
thải tại bể hiếu khí do sự bao phủ của dầu lên các bông bùn hoạt tính là nơi trú
ngụ của hệ vi sinh vật nƣớc, làm giảm khả năng trao đổi của vi sinh vật với oxy.
 Dầu bao quanh các bông bùn hoạt tính khiến tỉ trọng bông bùn này giảm và khả
năng lắng của chúng trong bể lắng kém hơn.
 Sự dính bám và độ nhớt cao của dầu cũng có thể là nguyên nhân gây hỏng hóc
thiết bị trong hệ thống (kẹt bơm, máy sục khí ).
 Sự tích tụ và lắng đọng của dầu trong các đƣờng ống làm thu hẹp tiết diện đƣờng
ống, trở lực đƣờng ống tăng lên.
 Một số acid béo trong thành phần dầu còn ức chế quá trình phân hủy sinh học.
II.3.5. ng gây ra do hn hp du thi ca nhà máy
Thành phần chủ yếu của hỗn hợp dầu thải trong một số nhà máy chế biến mì ăn
liền, nhƣ tên gọi của nó, chủ yếu là dầu thực vật, cụ thể hơn là dầu cọ. Dầu cọ đƣợc
ép từ cùi thịt của quả cây cọ (thuộc loài E.Guineensis) thuộc họ Cau (Arecaceae).
Trong sản xuất mì ăn liền bằng công nghệ làm khô mì qua dầu thực vật, dầu cọ là
loại dầu đƣợc ƣa chuộng hơn cả vì một số ƣu điểm của nó so với các loại dầu khác
nhƣ: tính kháng oxy hóa tốt (ở nhiệt độ phòng) vì thành phần acid béo không no
nhiều nối đôi thấp do sợi mì đã qua dầu cọ chiên đƣợc bảo quản lâu hơn; giá thành
tƣơng đối thấp; thành phần hóa học cân bằng giữa các acid béo no, không no một nối
đôi và không no nhiều nối đôi tƣơng tự nhƣ thành phần trong các mô mỡ cấu tạo cơ
thể một ngƣời khỏe mạnh.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 17
MSSV: 106018010
Trong hỗn hợp bã thải chứa dầu là đối tƣợng nghiên cứu, hàm lƣợng dầu biến
động trong một dải rộng, phụ thuộc vào thời điểm vệ sinh chảo dầu chiên. Ở đây chỉ

xin nêu ra một số tác động môi trƣờng gây ra bởi thành phần dầu có trong hỗn hợp
bã thải.
Khi bị thải không kiểm soát ra ngoài môi trƣờng, sự lan truyền của dầu có thể gây
hại đến các loài thủy sinh và động vật dƣới nhiều hình thức:
 Dầu có thể phủ lên lông của các loài chim cũng nhƣ các loài động vật khác khiến
lông bị sắp xếp vô trật tự, làm mất tính cách nhiệt, gây nên sự giảm nhiệt độ cơ
thể chúng. Bộ lông bị thấm nƣớc, cơ thể nặng hơn, khả năng di chuyển giảm sút
làm cho chúng trở nên dễ bị tổn thƣơng vì đói, chết đuối và bị động vật khác ăn
thịt.
 Dầu có thể tác động đến mô cá, tích lũy trên mang cá và làm trở ngại quá trình
hô hấp của cá. Lớp dầu nổi phủ lên trên mặt nƣớc sông suối rõ ràng làm giảm sút
các quá trình hòa tan oxy hóa tự nhiên vào nƣớc và quang hợp nƣớc. Nồng độ
oxy trong nƣớc giảm là nguyên nhân khiến các thủy sinh thiếu oxy và nghẹt thở.
Các vi sinh vật và tảo khi bị bao phủ bởi dầu chìm xuống đáy hồ cùng với chất lơ
lửng chính lại tiếp tục đe dọa các sinh vật đáy. Dầu có thể qua lông chim mà tiếp
xúc với trứng ấp, lấp kín các lỗ trên bề mặt trứng, làm giảm khả năng trao đổi
không khí của trứng là nguyên nhân làm hƣ trứng.
 Dầu làm tăng giá trị BOD và do đó tiêu thụ nhanh oxy hòa tan trong nƣớc khiến
cá chết nhanh chóng.
 Tiêu thụ thức ăn có lẫn nhiều dầu qua thời gian dài có thể thúc đẩy phát triển
nhƣng gây nên béo phì, tuổi thọ ngắn và làm giảm khả năng sinh sản ở một số
loài động vật. Khả năng mắc bệnh ung thƣ của các động vật này tăng cao. Động
vật có vỏ cứng nhƣ trai hay sò lại ức chế phát triển khi bị phơi nhiễm với dầu
ngay cả ở nồng độ thấp.
 Ngoài ra, dầu có thể bao phủ lên thức ăn của cá và động vật khác. Khi động vật
tiêu thụ một lƣợng lớn dầu có lẫn trong thức ăn, nƣớc đã bị nhiễm hoặc khi chim
rỉa lông có lẫn nhiều dầu có thể bị chết. Khi cơ thể bị bao phủ bởi lớp dầu, sinh
vật đòi hỏi tiêu thụ nhiều năng lƣợng hơn để duy trì thân nhiệt chúng, nhất là
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 18
MSSV: 106018010
trong điều kiện khí hậu lạnh. Khi đó, nếu không thể kiếm đủ thức ăn đáp ứng
nhu cầu, sinh vật chết nhanh chóng.
 Dầu có thể gây mùi ôi khó chịu và khi cá ăn phải sẽ gây ra chứng nhuận tràng
cho cá, làm tổn thƣơng ruột cá.
 Có thể tồn lƣu trong môi trƣờng qua thời gian dài, khi điều kiện phân hủy không
mấy thuận lợi (pH, nhiệt độ, oxy không khí, tỷ lệ dinh dƣỡng, nồng độ chất
nền ). Khi bị oxy hóa hay dƣới tác động của nhiệt độ cao, có thể tạo ra một số
chất gây độc ngay cả ở nồng độ thấp (monomer mạch vòng, aldehyde, ketone ).
Các chất này gây độc cho tim, hồng cầu, ảnh hƣởng đến hệ miễn dịch của cơ thể,
tác động lên quá trình trao đổi chất, làm giảm sự sinh sản, là nguyên nhân gây
ung thƣ và xơ vữa động mạch. Một số thành phần bị lẫn trong dầu có thể gây độc
cấp tính cho một số loài, tổn thƣơng đến gang, làm thay đổi cấu trúc hồng cầu,
rối loạn nhịp tim, chết phôi thai
 Nồng độ cao của dầu gây ức chế quá trình lên men và tiêu hóa của động vật nhai
lại.
 Dầu bị oxy hóa và thủy phân trong tự nhiên gây nên mùi khét khó chịu. Làm mất
mỹ quan ở những nơi xuất hiện
II.4.  lý bã thi nhiu du ca nhà máy sn xu
lic áp dng hin nay
II.4.1. S dng làm ngun b sung vào thc ph
Phƣơng pháp này tận dụng dầu trong bã thải làm nguồn cung cấp chất béo trong
các sản phẩm thức ăn chăn nuôi. Tuy nhiên, trƣớc khi đem trộn cần gia nhiệt và lọc
để loại bỏ bớt tạp chất và diệt bớt vi khuẩn trong quá trình lƣu trữ và chuyên chở dầu
thải để không ảnh hƣởng đến chất lƣợng thức ăn. Phƣơng pháp này do vậy đòi hỏi
nhiều năng lƣợng và chỉ thích hợp khi dầu thải không lẫn nƣớc.
II.4.2. Chôn lp cùng rác thi
Phƣơng thức này là phổ biến nhất tại nhiều nƣớc và cũng nhƣ Việt Nam, tuy nhiên
đó là một sự lãng phí khi không tận dụng đƣợc nguồn hóa năng tiềm tàng trong khối

vật chất trong khi thời gian phân hủy lại rất lâu dài, sự tồn trữ lâu trong môi trƣờng
có thể gây ô nhiễm môi trƣờng nặng nề.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 19
MSSV: 106018010
II.4.3. Phân hy hiu khí có gia nhit
Chất thải nhiều dầu mỡ đƣợc đem đi phân hủy trong điều kiện có oxy ở nhiệt độ
cao (60
0
C) tạo thành sản phẩm cuối là CO
2
, H
2
O và phân có thể sử dụng trong nông
nghiệp. Phƣơng pháp này có ƣu điểm là thời gian phân hủy ngắn nhƣng lại đòi hỏi
tiêu hao nhiều năng lƣợng để thổi khí liên tục và gia nhiệt đến 60
0
C. Do đó, phƣơng
pháp này chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu và thử nghiệm.
II.4.4. Phân hy k khí
Các công nghệ sử dụng để chuyển chất hữu cơ sang khí sinh học (biogas) đã tồn
tại nhiều năm ở các nƣớc đã và đang phát triển. Khí sinh học thu đƣợc có thể trực
tiếp để nấu bếp hoặc thắp sáng, hoặc sử dụng gián tiếp làm nhiên liệu đốt trong các
động cơ. Nhƣ vậy có thể tận dụng đƣợc nguồn chất hữu cơ và biến đổi thành nhiệt
năng. Chất thải sau khi phân hủy kỵ khí cũng trở nên ổn định về mặt sinh học và có
thể sử dụng nhƣ một nguồn phân bón cho cây trồng.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 20
MSSV: 106018010


:
TNG QUAN V QUÁ
TRÌNH PHÂN HY SINH
HC CHT THI TRONG
U KIN K KHÍ

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 21
MSSV: 106018010
III.1. Lch s phát tring hin nay
Quá trình phân hủy kỵ khí (anaerobic digestion) là một trong những kỹ thuật ứng
dụng cổ xƣa nhất. Khí sinh học đã đƣợc ứng dụng để làm nóng nƣớc tắm ở Assyria
từ thế kỷ thứ 10 Trƣớc Công Nguyên. Cho đến thế kỷ 17, quá trình mới bắt đầu
nghiên cứu một cách khoa học. Năm 1776, Count Alessandro Volta đã khẳng định có
mối liên hệ giữa lƣợng hữu cơ phân hủy và lƣợng khí cháy đƣợc tạo thành. Sau đó,
năm 1808, Sir Humphry Davy đã chứng minh đƣợc sự tạo thành khí methane qua
quá trình phân hủy kỵ khí phân gia súc.
Quá trình đƣợc ứng dụng mang tính công nghiệp đầu tiên là một nhà máy xây
dựng ở Bombay, Ấn Độ vào năm 1859 để sau đó nó bắt đầu thâm nhập vào Anh.
Những tiến bộ của ngành vi sinh vật học khi đó có tác dụng hỗ trợ phát triển kỹ thuật
trong đó nghiên cứu của Buswell những năm 1930 đã đặt nền móng cho việc xác
định các loài vi khuẩn kỵ khí và các điều kiện thúc đẩy sự sinh khí.
Khi những hiểu biết về quá trình đầy đủ hơn, các kỹ thuật áp dụng trong vận hành
và điều khiển ngày càng hoàn thiện với sự ra đời của những bể ủ kín cùng các thiết bị
hâm nóng và khuấy đảo. Tuy nhiên, vì lúc đó giá thanh đá rẻ và trữ lƣợng dầu mỏ

còn rất lớn nên khí sinh học không đƣợc quan tâm, một phần do sự phát triển mạnh
mẽ của các hệ thống phân hủy kỵ khí. Quá trình công nghiệp hóa cùng với giá điện
rẻ đã dẫn tới kết quả là các kỹ thuật phân hủy hiếu khí chế biến compost và chôn lấp
trở thành lựa chọn để xử lý nƣớc thải cho tới ngày nay. Trong khi đó các hệ thống
lên men kỵ khí cỡ nhỏ mọc lên rất nhiều tại các nƣớc chậm phát triển hơn nhƣ Trung
Quốc, Ấn Độ chủ yếu tạo nguồn năng lƣợng phụ.
Rồi hai cuộc khủng hoảng năng lƣợng năm 1973 và năm 1979 đã phát động mối
quan tâm mới tới kỹ thuật phân hủy kỵ khí đơn giản thu methane làm năng lƣợng.
Tuy nhiên những hiểu biết về quá trình còn hạn chế đã dẫn tới sự thất bại của 50%
hầm ủ ở Ấn Độ, Trung Quốc và 80% hầm ủ ở Mỹ và Châu Âu. Tuy nhiên, đó chính
là động lực để thúc đẩy sự nghiên cứu sâu hơn về quá trình. Cùng với thời gian, kỹ
thuật phân hủy kỵ khí không chỉ đƣợc áp dụng để xử lý nƣớc thải đô thị hay công
nghiệp (chế biến hóa chất, sản xuất thực phẩm các loại ). Gần đây kỹ thuật phân
hủy kỵ khí càng đƣợc lựa chọn nhiều hơn dƣới áp lực của giá dầu mỏ cao và những
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 22
MSSV: 106018010
quy định ngày càng chặt chẽ về môi trƣờng để kiểm soát khắt khe về mùi và khối
lƣợng của phần chất hữu cơ chôn lấp. Đức và Đan Mạch đã tăng sản lƣợng khí sinh
học sản xuất gấp đôi vào năm 2000 và gấp ba vào năm 2005.
Ở Việt Nam, sản xuất khí sinh học đã đƣợc giới thiệu và áp dụng từ hơn 20 năm
qua để thắp sáng do thiếu điện ở một số khu vực nông thôn. Một loạt các hầm ủ sinh
học vật liệu xi măng với thiết kế khác nhau đã đƣợc đƣa vào thử nghiệm ở các vùng
nông thôn dƣới sự tài trợ của chính phủ Việt Nam và quốc tế. Từ các hầm ủ kiểu Ấn
Độ đến kiểu Trung Quốc. Tuy nhiên, vì hầm ủ xi măng có giá cao, khó lắp đặt và sữa
chữa nên thực tế còn ít đƣợc áp dụng. Sự ra đời của túi ủ hình ống bằng vật liệu PE
sau đó đã giảm đƣợc đáng kể chi phí đầu tƣ và chi phí vận hành nên nhận đƣợc sự
ủng hộ của nhiều nông dân nghèo. Trong vòng 10 năm trở lại đây hơn 20.000 túi ủ
nhƣ thế đã ra đời ở Việt Nam và đa phần do nông dân tự trang trải chi phí. Túi ủ với

giá thành rẻ cũng còn bộc lộ nhiều nhƣợc điểm trong vận hành và bảo trì. Tuy nhiên,
những nghiên cứu về quá trình phân hủy đối với rác thải nông thôn Việt Nam (với
một số đặc trƣng riêng) để làm căn cứ khoa học và ứng dụng còn rất hạn chế.
III.2.  lý thuyt
Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí do quần thể vi sinh vật hoạt
động không cần sự có mặt của oxy không khí, sản phẩm cuối cùng là một hỗn hợp
khí có CH
4
, CO
2
, N
2
, H
2
trong đó thông thƣờng có tới 65 - 65% là CH
4
. Vì vậy quá
trình này còn có thể gọi là quá trình lên men methane. Các vi sinh vật kỵ khí sử
dụng một phần chất hữu cơ trong nƣớc thải để xây dựng tế bào, tăng sinh khối.
Sơ đồ quá trình phân hủy kỵ khí:




 

 

  


 

 

 

  à  
Trong 10 năm trở lại đây, do các phƣơng pháp sinh học phát triển, quá trình xử lý
kỵ khí trong điều kiện nhân tạo đƣợc áp dụng để xử lý các loại cặn chất thải công
nghiệp, sinh hoạt cũng nhƣ các loại nƣớc thải đậm đặc có hàm lƣợng chất bẩn hữu cơ
cao: BOD đến 10 - 30 g/l.
Hiện nay, đã có hàng trăm nhà máy xử lý sinh học kỵ khí nƣớc thải ở các nƣớc
nhƣ: Hoa Kỳ, Hà Lan, Đức, Việt Nam, đi vào hoạt động, do phƣơng pháp này có
các ƣu điểm sau:
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 23
MSSV: 106018010
Thiết kế đơn giản
 Thể tích công trình nhỏ
 Chiếm ít diện tích mặt bằng
 Công trình có thiết kế đơn giản và giá thành không cao
 Chi phí vận hành về năng lƣợng thấp
 Khả năng thu hồi năng lƣợng cao, không đòi hỏi cung cấp nhiều chất dinh
dƣỡng.
 Lƣợng bùn sinh ra ít hơn 10 - 20 lần so với phƣơng pháp hiếu khí và có tính ổn
định tƣơng đối cao.
 Có thể tồn trữ trong một thời gian dài và là một nguồn phân bón có giá trị.
 Tải trọng phân hủy chất bẩn hữu cơ cao.
 Chịu đựng đƣợc sự thay đổi đột ngột về năng lƣợng.

Tuy nhiên, ngoài những ƣu điểm thì công nghệ này cũng gặp phải một số khó
khăn nhƣ:
 Rất nhạy cảm với các chất độc hại, với sự thay đổi bất thƣờng về tải trọng công
trình.
 Những hiểu biết về các vi sinh vật kỵ khí còn hạn chế.
 Thiếu kinh nghiệm về vận hành công trình
 Xử lý nƣớc thải chƣa triệt để.
III.3. Mô t quá trình sinh hc k khí
Sự tạo thành khí sinh vật là quá trình phân hủy phức tạp xảy ra rất nhiều phản
ứng, cuối cùng tạo ra khí CH
4
và CO
2
và một số chất khác. Quá trình này đƣợc thực
hiện theo nguyên tắc phân hủy kỵ khí, dƣới tác dụng của vi sinh vật kỵ khí đã phân
hủy từ những chất hữu cơ dạng phức tạp chuyển thành dạng đơn giản, một lƣợng
đáng kể chuyển thành khí và dạng chất hòa tan. Một số yếu tố bất lợi đối với bất kỳ
giai đoạn nào đều có thể gây ra sự cố kiềm hãm cả quá trình. Các giai đoạn đó có thể
đƣợc mô tả bằng sơ đồ trong hình 4.1.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 24
MSSV: 106018010
Hình 3.1. Các giai đoạn của quá trình phân hủy kỵ khí chất hữu cơ
Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí.
Phản ứng tổng quát của quá trình có thể đƣợc viết:
Hợp chất hữu cơ + H
2
O  Sinh khí + CH

4
+ CO
2
+ NH
3

III.4. Hóa sinh hc ca quá trình phân hy cht hu kin k khí
III.4.1. n thy phân
Trong giai đoạn này, dƣới tác dụng của các men hydrolaza do vi sinh vật tiết ra
các chất hữu cơ phức tạp nhƣ chất béo, hydrat cacbon (chủ yếu là cenluloza và tinh
bột), protein đƣợc thủy phân thành những chất hữu cơ đơn giản dễ tan trong nƣớc
nhƣ đƣờng đơn, peptit, glycerin, acid béo, acid amin, (để có thể thâm nhập đƣợc
vào tế bào vi khuẩn) với sự tham gia của các enzym ngoại bào của các vi khuẩn thủy
phân. Dƣới tác dụng của các loại men khác nhau do nhiều loài vi sinh vật tiết ra, các
chất hữu cơ phức tạp nhƣ protein bị thủy phân thành acid amin nhờ proteaza,
hydratcacbon chuyển thành đƣờng đơn nhờ cenllulaza, amylaza và lipit đƣợc chuyển
hóa thành các acid béo mạch dài tƣơng ứng và glycerin nhờ vào enzym lipaza.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Võ Hồng Thi

SVTH: Trần Nguyễn Việt Linh 25
MSSV: 106018010
III.4.2. n acid hóa:
Những hợp chất tạo ra trong giai đoạn thủy phân vẫn quá lớn để đƣợc vi sinh vật
hấp thụ nên cần đƣợc phân giải tiếp. Giai đoạn này đƣợc bắt đầu bằng sự vận chuyển
chất nền qua màng ngoài tế bào xuyên qua thành đến màng trong rồi đến tế bào chất
với sự tham gia của các protein vận chuyển. Ở đó các acid amin, đƣờng đơn và acid
béo mạch dài đều biến đổi về các acid hữu cơ mạch ngắn hơn (acid propionic, acid
valeric, acid acetic), rƣợu (ethanol), keton, một ít khí hydro và khí CO
2

Giai đoạn
này có tên gọi là giai đoạn lên men, các acid đƣợc sinh thành nhiều nên độ pH của
môi trƣờng có thể giảm mạnh. (4 - 5).
 Cơ chế acid hóa acid béo và glycerin là sản phẩm giai đoạn thủy phân dầu mỡ
tƣơng đối phức tạp và có thể tóm tắt nhƣ sau:
Glycerin bị phân giải thành một số sản phẩm trung gian nhƣ 1,3-propandiol để tạo
thành các sản phẩm cuối cùng là propionate và acetate. Sản phẩm trung gian vẫn
song song tồn tại cùng sản phẩm cuối.
Acid béo mạch yếu phân giải khá phức tạp nhƣ sau:
Acid béo + CoA  Acyl-CoA
Phản ứng hoạt hóa này đƣợc thực hiện nhờ enzyme Acyl-CoA synthetaza nằm ở
trong màng tế bào vi khuẩn.
Đối với chất béo, sản phẩm tạo thành chủ yếu là acid acetic nên đây cũng chính là
giai đoạn acetate hóa của chất thải dầu mỡ.
Khi phân giải cơ chất giàu mỡ thì điều khó khăn nhất là sự ức chế của các acid
béo dài tạo thành từ giai đoạn thủy phân có ảnh hƣởng đến toàn bộ các giai đoạn sau.
Do đó quá trình phân giải kỵ khí chất béo có đặc điểm khác với quá trình phân giải
chất khác (đƣờng, tinh bột ) ở tốc độ giai đoạn acid hóa chậm hơn.
Acyl-CoA
Oxy hóa 
Acyl-CoA mạch ngắn hơn + Acetyl-CoA
Acetyl-CoA + H
2
+ năng lƣợng tích lũy ATP
Acid acetic + Co-A (Acyl ký hiệu cho nhóm RCO-)
Oxy hóa  lặp lại
liên tục