Nghiên cứu công nghệ thu hồi máu cá trong nước thải chế biến thuỷ sản

Nghiên cứu công nghệ thu hồi máu cá trong nước thải chế biến thuỷ sản tại công ty TNHH
XNK Thuỷ sản An Phát-Tiền Giang
1
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THU HỒI MÁU CÁ TRONG
NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN TẠI CÔNG TY TNHH
XUẤT NHẬP KHẨU THỦY SẢN AN PHÁT-TIỀN GIANG
Phan Thị Ngọc Ánh
[1]
, Trần Thị Tuyết Anh
[1]

1
Khoa Công nghệ Sinh học và Môi trường, Trường Đại Học Lạc Hồng
Email:
,
Tóm tắt:
Máu cá trong nước thải chế biến thủy sản là một nguồn phế liệu giàu protein, có thể thu
hồi làm thức ăn gia súc, phân bón hữu cơ hoặc bổ sung dinh dưỡng cho môi trường
nuôi cấy vi sinh vật nhưng nếu không thu hồi được thì lại ảnh hưởng rất lớn đến môi
trường.
Tuy nhiên, cho đến nay chưa có nhà máy chế biến thủy sản nào có công nghệ thu hồi
lượng máu cá này. Do vậy, trong nghiên cứu này, bằng phươ
ng pháp sử dụng nhiệt để
kết tụ máu cá và phèn nhôm làm chất trợ lắng, chúng tôi cố gắng xác định các thông số
tối ưu cho quá trình thu hồi máu cá từ nước thải nhà máy chế biến thủy sản.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, quá trình thu hồi cần được tiến hành ở nhiệt độ trên 60
0
C.
Khoảng pH tối ưu là 5.0 – 6.0. Kết tủa máu cá được thu hồi bằng phương pháp lắng lọc
với sự trợ lắng của phèn nhôm ở nồng độ xử lý khoảng 20 mg/l trong thời gian lắng 30
phút. Hiệu suất thu hồi máu cá đạt khoảng 70.08 -74.45 %, hiệu suất xử lý COD và

BOD
5
đạt 70.03 -73.2%
.
Abstract:
Fish blood in wastewater of fishery processing plants is a rich source of protein, which
can be recovered for animal feed, organic fertilizer or nutrient supplement to
environmental microorganisms, as well as for environmental treatment.
However, until now no suitable technologies have been available for the recovery of the
fish blood. In this study, based on the effect of temperature to coagulate the blood and
aluminum sulfate to support the sedimentation process, experiments have been carried
out to find optimal parameters for the recovery of fishery blood.
It has been pointed out that the process should be conducted at about 60
0
C for the high
recovery of protein blood. By the way, the recovery of the blood is optimized in the pH
range of 5.0 – 6.0. The precipitated blood could be easily settled down in the medium
with aluminum sulfate concentration of 20 mg/l after 30 minutes. The recovery
efficiency could reach 70.08 - 74.45% and the equivalent COD, BOD
5
removal
efficiency could reach 70.03 – 73.2%.
Keywords: Blood water in fishery processing plants, recovery of protein
.
1. GIỚI THIỆU
Hiện nay, ngành thuỷ sản là một
trong những ngành sản xuất đem lại giá trị
sản phẩm lớn cho xã hội, đóng góp đáng
kể sự tăng trưởng kinh tế cho đất nước.
Tuy nhiên, cùng với sự gia tăng không

ngừng sản lượng chế biến thủy sản, các
nhà máy này cũng thải ra một lượng phế
phụ liệu khoảng 50- 60% khối lượng cá
gồm đầu, xương, da và th
ịt vụn đến nay
đã được tận dụng để làm thức ăn cho chăn
nuôi.
Riêng máu cá là một nguồn phế liệu
giàu protein cũng có thể thu hồi làm thức
ăn gia súc, làm phân hữu cơ hoặc bổ sung
Nghiên cứu công nghệ thu hồi máu cá trong nước thải chế biến thuỷ sản tại công ty TNHH
XNK Thuỷ sản An Phát-Tiền Giang
2
dinh dưỡng cho môi trường nuôi cấy vi
sinh vật, nhưng cho đến nay tại các nhà
máy chế biến, máu cá hoàn toàn bị thải bỏ
theo đường nước thải nên làm tăng nồng
độ các chất ô nhiễm trong hệ thống xử lý
nước thải. Chính vì thế, các nhà máy
không những tốn chi phí đầu tư quy trình
xử lý nước thải mà còn lãng phí một lượng
protein không nhỏ từ máu cá.
Vì vậy, việc tách và thu hồi lượng
máu cá này không những có ý nghĩa về
mặt môi tr
ường mà còn có lợi về mặt kinh
tế.
Trong bài báo cáo này, trình bày kết
quả bước đầu về việc nghiên cứu sử dụng
nhiệt trong việc thu hồi máu cá.

2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Nguyên liệu nghiên cứu
Nước thải được lấy từ bồn rửa máu
trong công đoạn cắt tiết - ngâm của dây
chuyền công nghệ sản xuất fillet cá tra tại
công ty chế biến thủy sản An Phát-Ti
ền
Giang với các thành phần cơ bản được
trình bày ở bảng 1.
Bảng 1: Một số chỉ tiêu cơ bản của nước
thải chế biến thủy sản
Các chỉ tiêu Đơn vị Số liệu
BOD
5

mg/l 1500
COD
mg/l 2700
Nitơ tổng
mg/l 255
pH
- 7.2
Nhiệt độ
0
C 28
2.2 Trang thiết bị nghiên cứu
- Bộ điều nhiệt
- Máy sấy
- Máy đo pH

- Máy đo COD
- Bơm chân không
- Bộ lọc hút chân không
- Cân phân tích 4 số lẻ
2.3 Phương pháp nghiên cứu
a. Quá trình nghiên cứu

Hình 1: Quá trình thu hồi máu cá trong
nước thải chế biến thủy sản
b. Phương pháp nghiên cứu
9 Phương pháp nhiệt:
Dùng nhiệ
t độ để kết tủa máu cá
trong nước thải chế biến thủy sản, kết hợp
với phèn nhôm làm chất trợ lắng xác định
hiệu suất thu hồi chất khô và hiệu suất xử
lý COD.
9 Phương pháp phân tích:
- Hiệu suất thu hồi máu cá:
100.
o
m
m
H = , %
H: hiệu suất thu hồi chất khô, %.
m: khối lượng chất khô thu được, g
m
o
: khối lượng chất khô ban đầu, g
-

Hiệu suất xử lý COD:
0
0
.100
CC
H
C
−
= , %


H: hiệu suất xử lý COD, %
C
0
: nồng độ COD ban đầu, mg/l
C: nồng độ COD của nước thải sau quá
trình lắng, mg/l
9 Phương pháp xử lý số liệu:

Số liệu báo cáo là trung bình của 3
lần phân tích kết quả được phân tích thống
kê bằng phần mềm Excel.
Nước thải
Kết tủa máu cá
Lắng – lọc kết tủa
Sấy kết tủa
Xác định hiệu suất thu
hồi máu cá và hiệu suất
xử lý COD

Nước sau
l
ọc
Nghiên cứu công nghệ thu hồi máu cá trong nước thải chế biến thuỷ sản tại công ty TNHH
XNK Thuỷ sản An Phát-Tiền Giang
3
3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1 Hàm lượng máu cá có trong
nước thải tại công đoạn cắt tiết- ngâm
rửa cá
Kết quả tỉ lệ thu hồi máu trên nguyên
liệu các tra còn sống như sau:
1 kg cá tươi nguyên liệu có 16,18
gam máu, tương đương với 7.6 gam chất
khô có 6.61 gam protein.
3.2 Đặc trưng của nước thải
Bảng 2:
Các đặc trưng hóa lý ban đầu của
nước thải chứa máu cá

Đặc trưng
hóa lý
Đơn vị Kết quả
pH - 7.1 - 7.4
Tỷ trọng g/ml 1.0036
Chất khô w/w 0.3 - 0.5
Nitơ tổng g/l 0.48
Protein tổng g/l 3
Protein tổng % chất khô, %
w/w

86.885
Tro tổng % -

Qua phân tích ta thấy, hàm lượng
chủ yếu trong chất khô của máu cá trong
nước thải chế biến thủy sản là protein.
Bảng 3:
Đặc trưng nồng độ các chất ô
nhiễm của nước thải tại công đoạn cắt tiết
– ngâm rửa cá
Các chỉ tiêu Đơn vị Kết quả
BOD
5

mg/l 1500
COD
mg/l 2700
SS
*
mg/l 120
Nitơ tổng
mg/l 255
Phospho tổng
*
mg/l 20
pH
- 7.2
Nhiệt độ
0
C 28

Dầu mỡ, mg/l
*
mg/l 35

Tại công đoạn cắt tiết – ngâm rửa cá
thì chỉ số COD, BOD
5
khá lớn. Lượng
nước thải tại khâu này là 100 m
3
(chiếm ¼
tổng lượng nước thải toàn nhà máy) thì ta
thấy đây là một trong những nguyên nhân
chính làm cho chỉ số COD, BOD
5
trong
nước thải tăng lên.
3.3 Kết quả nghiên cứu
3.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Hình 2
: Hiệu suất thu hồi chất khô tại các
nhiệt độ và thời gian khảo sát

Hình 3:
Hiệu suất xử lý COD tại các nhiệt
độ và thời gian khảo sát
Nhận xét chung:
Hiệu suất thu hồi chất khô trong
nước thải chứa máu cá càng cao thì hiệu

suất xử lý COD càng hiệu quả. Qua thực
nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ
đến quá trình thu hồi máu cá chúng tôi
chọn được khoảng nhiệt độ từ 50-65
0
C,
thời gian khảo sát từ 50 phút trở đi để tiến
hành các thí nghiệm tiếp theo.
Nghiên cứu công nghệ thu hồi máu cá trong nước thải chế biến thuỷ sản tại công ty TNHH
XNK Thuỷ sản An Phát-Tiền Giang
4
3.3.2 Ảnh hưởng của pH

Hình 3:
Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất
quá trình thu hồi máu cá
Nhận xét:
- Kết quả khảo sát tại pH = 5 thì hiệu
suất kết tụ cao nhất là 39.58%. Ở giá trị pH
= 4 thì mức độ kết tụ khá thấp.
Kết quả này cho thấy, khi pH thay
đổi dẫn đến thay đổi mức độ ion hóa và sự
tích điện trên bề mặt của các phân tử
protein, luôn thay đổi lực đẩy và lực hút
giữa các phân tử này và khả năng liên kết
với nước.
- Ở khoảng pH 5-6 thì phần l
ớn máu
cá kết tụ có dạng hạt mịn (do khả năng
hydrat hóa của các phân tử protein trong

máu cá là thấp nhất nên chúng tập hợp lại,
kết tụ thành các hạt mịn), quá trình lắng
bắt đầu nhưng diễn ra rất chậm.
Như vậy, khoảng pH thích hợp cho
quá trình kết tụ máu cá là 5-6.

3.3.2 Ảnh hưởng của loại chất keo tụ
đến quá trình thu hồi máu cá
0
10
20
30
40
50
60
70
80
20 30 40 50 60 70
Thời gian (phút)
Hiệu suất (%)
PAC
Phèn nhôm
Phèn sắt

Hình 4:
Ảnh hưởng của loại chất keo tụ
đến hiệu suất thu hồi máu cá tại 50
0
C
0

10
20
30
40
50
60
70
80
90
20 30 40 50 60 70
Thời gian (phút)
Hiệu suất (%)
PAC
Phèn nhôm
Phèn sắt

Hình 5:
Ảnh hưởng của loại chất keo tụ
đến hiệu suất thu hồi máu cá tại 55
0
C
0
10
20
30
40
50
60
70
80

90
20 30 40 50 60 70
Thời gian (phút)
Hiệu suất (%)
PAC
Phèn nhôm
Phèn sắt

Hình 6:
Ảnh hưởng của loại chất keo tụ
đến hiệu suất thu hồi máu cá tại 60
0
C
58
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
20 30 40 50 60 70
Thời gian (phút)
Hiệu suất (%)
PAC
Phèn nhôm

Phèn sắt

Hình 7:
Ảnh hưởng của loại chất keo tụ
đến hiệu suất thu hồi máu cá tại 65
0
C

Nhận xét chung:

Như vậy, tại khoảng nhiệt độ khảo
sát từ 50 – 65
0
C ta thấy nhiệt độ càng tăng
thì hiệu suất thu hồi càng cao. Hiệu suất
thu hồi cao nhất với chất keo tụ PAC đạt
khoảng 77.26%, phèn nhôm khoảng 75.34
%, phèn sắt khoảng 75.04%.
Chọn phèn nhôm KAl(SO
4
)
2
.12H
2
O
làm chất keo tụ giúp cho quá trình lắng các
hạt kết tủa máu cá. Hiệu suất quá trình thu
hồi cao nhất đạt khoảng 75.34%.

Nghiên cứu công nghệ thu hồi máu cá trong nước thải chế biến thuỷ sản tại công ty TNHH

XNK Thuỷ sản An Phát-Tiền Giang
5
3.3.2 Ảnh hưởng của nồng độ chất keo
tụ
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
10 20 30 40 50
Nồng độ phèn nhôm (mg/l)
Hiệu suất (%)

Hình 8:
Ảnh hưởng của nồng độ chất keo
tụ đến hiệu suất thu hồi máu cá

67
68
69
70
71
72
73
74

75
10 20 30 40 50
Nồng độ phèn nhôm (mg/l)
Hiệu suất (%)

Hình 9:
Ảnh hưởng của nồng độ chất keo
tụ đến hiệu suất xử lý COD
Nhận xét chung:
- Kết quả cho thấy khả năng trợ lắng
của phèn nhôm đối với máu cá trong nước
thải như sau: khi thay đổi nồng độ phèn
nhôm từ 10 – 50 mg/l thì hiệu suất thu hồi
chất khô khoảng 70.32 - 75.02 %, hiệu suất
xử lý COD khoảng 70.01 - 74.28%.
- Khi nồng độ phèn nhôm là 20 mg/l,
tốc độ lắng đạt nhanh nhất, tạo nên lớp
dung dịch màu vàng nhạt sau thời gian
khảo sát 30 phút. Kết quả này cũng có thể
do các phân tử phèn nhôm có khả n
ăng hấp
phụ, tạo cầu nối để liên kết các hạt keo
protein trong máu cá đã kết tủa thành các
phân tử có kích thước lớn hơn và lắng
xuống. Ngoài ra, phèn nhôm có độ
deacetyl hóa cao sẽ trung hòa điện tích của
các phân tử protein tích điện âm trong
dung dịch máu thải, giảm khả năng hydrat
hóa tập hợp lại và kết tụ. (Piontti và cộng
sự, 1997; Zeng và cộng sự, 2008).

- Ở các mẫu có nồng độ phèn nhôm
càng t
ăng lên thì tốc độ lắng không tăng
lên và trạng thái dung dịch lắng đục dần.
Vì nồng độ phèn nhôm cao làm tăng số
điện tích cùng dấu, đẩy nhau tạo nên một
mạng lưới keo cản trở quá trình lắng.
Kết luận
: chúng tôi sử dụng phèn
nhôm nồng độ 20 mg/l để làm chất trợ lắng
trong quá trình thu hồi tủa máu cá.
3.3.2 Kết quả mô hình thí nghiệm

Hình 10
: Mô hình thu hồi máu cá
1.

Bể chứa
2.

Bộ gia nhiệt bằng năng lượng Mặt
trời
3.

Bể chứa nước sau gia nhiệt
4.

Bể lắng
5.

Bể thu nước sau lắng
1
3
4
5
2