Tài liệu Nghiên cứu sử dụng chế phẩm bio- b120 trong xử lý nước thải tinh bột khoai mì bằng quá trình phân hủy kị khí

ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP MỤC LỤC CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU.........................................................................................1 1.1.Đặt vấn đề:........................................................................................................1 1.2. Nội dung nghiên cứu:......................................................................................2 1.3. Mục tiêu nghiên cứu :.....................................................................................2 1.4. Đối tượng nghiên cứu:....................................................................................2 1.5. Phương pháp nghiên cứu:..............................................................................2 1.6. Giới hạn đề tài:................................................................................................3 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÁC ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI TINH BỘT KHOAI MÌ VÀ CHẾ PHẨM SINH HỌC............................................................4 2.1.Ngành sản xuất tinh bột mỳ:...........................................................................4 2.1.1 Mô tả ngành sản xuất tinh bột mì:.............................................................4 2.1.2. Nguyên liệu sản xuất tinh bột mì:..............................................................6 2.1.3. Quy trình sản xuất tinh bột khoai mỳ:.....................................................13 2.2. Nước thải sản xuất tinh bột mì:...................................................................19 2.2.1. Nguồn phát sinh:......................................................................................19 2.2.2.Thành phần, tính chất của nước thải tinh bột mì:..................................20 2.2.3.Những tác động đến môi trường:.............................................................22 2.3. Một số quy trình xử lý nước thải sản xuất tinh bột mì:.............................25 2.3.1. Công nghệ xử lý nước thải tinh bột mì bằng các hồ sinh học:..............25 2.3.2. Công nghệ xử lý nước thải tinh bột mì bằng hóa lý kết hợp sinh học:..27 2.4. Công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học xử lý nước thải hữu cơ:..............29 2.4.1. Chế phẩm sinh học :.................................................................................29 2.4.2. Quy trình sản xuất chế phẩm sinh học xử lý nước thải hữu cơ:...........31 2.5. Chế phẩm BIO- B120:..................................................................................32 2.5.1.Đặc điểm của BIO –B120:........................................................................32 2.5.2. Lợi ích của BIO-B120:.............................................................................33 2.5.3. Đặc điểm kỹ thuật:....................................................................................34 1 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP 2.5.4. Hướng dẫn sử dụng:................................................................................34 CHƯƠNG III TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KỊ KHÍ ....................................................................................35 3.1. Giới thiệu chung:...........................................................................................35 3.1.1. Khái niệm:.................................................................................................35 3.1.2. Ưu và nhược điểm của quá trình phân hủy kị khí:..............................35 3.1.3.Phân loại các quá trình kị khí:.................................................................36 3.2. Các quá trình sinh học trong phân hủy kị khí:..........................................37 3.2.1. Quá trình phát triển của vi sinh vật:.......................................................37 3.2.2. Quá trình phản ứng sinh học:.................................................................39 3.3. Vi sinh vật học trong quá trình:...................................................................46 3.3.1.Vi khuẩn thủy phân:..................................................................................46 3.3.2. Vi khuẩn axit hóa:....................................................................................47 3.3.3. Vi khuẩn acetate hóa:...............................................................................48 3.3.4. Vi khuẩn sinh metan:...............................................................................50 3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí:.............................................................................................................53 3.4.1. Thời gian lưu bùn:...................................................................................53 3.4.2. Nhiệt độ:....................................................................................................53 3.4.3. pH:.............................................................................................................54 3.4.4. Tính chất của chất nền:...........................................................................54 3.4.5. Các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng:...........................................55 3.4.6. Các chất gây độc:......................................................................................55 3.4.7. Sự khuấy đảo hỗn hợp phân hủy:...........................................................57 3.4.8. Kết cấu hệ thống:......................................................................................58 3.5.M ột số công trình áp dụng công nghệ sinh học kị khí:..............................58 3.5.1. Các dạng bể kỵ khí:..................................................................................58 3.5.2. Bể metan:..................................................................................................60 2 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP 3.5.3. Sinh học kỵ khí hai giai đoạn:.................................................................60 3.5.4. Bể bùn kỵ khí dòng chảy ngược – UASB (upflow anaerobic sludge blanket reactor):.................................................................................................61 3.5.5.Bể phản ứng liên tục – CSTR (continuously stirred tank reator):..........62 3.5.6. Bể phản ứng dòng chảy đều – PFR (plug flow reator):.........................63 3.5.7. Lọc kỵ khí bám dính cố định – AFR (anaerobic filter reator):..............63 3.5.8. Bể phản ứng đệm ky khí giản nở - FBR (fluidized bed reator):.............64 3.5.9. Hầm Biogas:.............................................................................................64 CHƯƠNG IV MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...............................................................................66 4.1. Thời gian và địa điểm tiến hành nghiên cứu:.............................................66 4.1.1. Thời gian nghiên cứu:..............................................................................66 4.1.2. Địa điểm đặt mô hình:..............................................................................66 4.1.3. Địa điểm tiến hành phân tích mẫu:.........................................................66 4.2. Vật liệu thí nghiệm:.......................................................................................66 4.2.1. Đối tượng nghiên cứu:.............................................................................66 4.2.2. Dụng cụ, thiết bị:......................................................................................67 4.2.3. Bố trí thí nghiệm:.....................................................................................68 4.3. Phương pháp thu mẫu – vận hành mô hình và phân tích mẫu:...............68 4.3.1. Phương pháp thu mẫu:............................................................................69 4.3.2.Phương pháp phân tích mẫu:...................................................................69 4.4. Kết quả nghiên cứu:......................................................................................77 4.4.1. Thí nghiệm xác định thông số đầu vào:..................................................77 4.4.2. Hiện tượng quan sát trong thời gian nghiên cứu...................................78 4.4.2. Kết quả thí nghiệm:..................................................................................80 4.4.3.1. Hiệu quả xử lý SS (mg/l).......................................................................80 4.4.3.1.1. Mức COD 1000(mg/l).........................................................................80 4.4.3.1.2. Mức COD 2000(mg/l).........................................................................81 3 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP 4.4.3.1.3.. Mức COD 3000(mg/l)........................................................................84 4.4.3.1.4 . So sánh hiệu quả xử lý SS (mg/l) cao nhất giữa các mức COD:...85 4.4.3.2. Hiệu quả xử lý COD(mg/l)....................................................................87 4.4.3.2.1. Mức COD 1000(mg/l).........................................................................87 4.4.3.2.2. Mức COD 2000(mg/l).........................................................................89 4.4.3.2.3.. Mức COD 3000(mg/l)........................................................................90 4.4.3.2.4 . So sánh hiệu quả xử lý COD (mg/l) cao nhất giữa các mức COD: .............................................................................................................................92 4.4.3.3. Hiệu quả xử lý BOD5(mg/l)...................................................................94 4.4.3.4. Hiệu quả xử lý N-NH3 (mg/l)................................................................97 4.4.3.4.1. Mức COD 1000(mg/l).........................................................................97 4.4.3.4.2. Mức COD 2000(mg/l).........................................................................99 4.4.3.4.3.. Mức COD 3000(mg/l)......................................................................100 4.4.3.4.4 . So sánh hiệu quả xử lý N-NH3 (mg/l) cao nhất giữa các mức COD:.................................................................................................................102 4.4.3.5. Hiệu quả xử lý P-PO4(mg/l)................................................................103 4.4.3.5.1. Mức COD 1000(mg/l).......................................................................103 4.4.3.5.2. Mức COD 2000(mg/l).......................................................................105 4.4.3.5.3.. Mức COD 3000(mg/l)......................................................................106 4.4.3.5.4 . So sánh hiệu quả xử lý P-PO4(mg/l) cao nhất giữa các mức COD: ...........................................................................................................................107 4.4.3.5.Bàn luận................................................................................................108 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................110 5.1. Kết luận:.......................................................................................................110 5.2. Kiến nghị:.....................................................................................................110 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................111 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 4 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP BOD : Nhu cầu ôxy sinh hóa, mg/l (Biochemical Oxygen Demand) COD : Nhu cầu ôxy hóa học, mg/l (Chemical Oxygen Demand) CFU :Đơn vị hình thành khuẩn lạc (Colony Forming Unit) DO : Nồng độ ôxy hòa tan, mg/l (Dissolved Oxygen) N-NH3: Amoni - tính theo ni- tơ , mg/l (Amonia - Nitrogen) NTSXTBM : Nước thải sản xuất tinh bột mì. QCVN : Quy chuẩn Việt Nam T–P : Tổng Phospho, mg/l (Total Phosphogen) SS : Chất rắn lơ lửng, mg/l (Suspended Solid) VSV : Vi sinh vật XLNT : Xử lý nước thải X : Nghiệm thức có bổ sung chế phẩm. X0 : Nghiệm thức đối chứng. DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CÁC BẢNG 5 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP Bảng 2.1.Thành phần hóa học cây khoai mì Bảng 2.2. Thành phần hóa học trong vỏ và bả mì: Bảng 2.3. Thành phần hóa học trong củ mì tươi Bảng 2.4. Chất lượng nước thải của từ sản xuất tinh bột sắn…………………….21 Baûng2.5. Thaønh phaàn nöôùc thaûi taïi nhaø maùy cheá bieán tinh boät Taân Chaâu – Singapore. Bảng 3.1: Thành phần khí Biogas theo các tài liệu tham khảo khác nhau: Bảng 3.2: Một số vi khuẩn thủy phân……………………………………….. Bảng 3.3: Các vi khuẩn có khả năng chuyển hóa đường thành axit acetic:…. Bảng 3.4: Vi khẩn sinh methane………………………………………………… Bảng 3.5: Nồng độ các chất gây ức chế quá trình lên men của vi khuẩn kỵ Khí………………………………………………………………………………. Bảng 4.1 : thể tích mẫu và hóa chất phân tích COD………………………… Bảng 4.2 : Trình tự lập đường cong chuẩn P- PO4……………………………………….. Bảng 4.3 : Thông số nước thải tinh bột mì tại cơ sở sản xuất……………………77 Bảng 4.4. Các thông số nước thải bột mì đầu vào nghiên cứu:………………....78 Bảng 4.5. Diễn biến SS(mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 1000mg/l………………………………………………80 Bảng 4.6.Diễn biến SS(mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 2000mg/l………………………………………………82 Bảng 4.7.Diễn biến SS(mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 3000 mg/l………………………………………… Bảng 4.8. So sánh hiệu quả xử lý SS tốt nhất ở các mứcCOD…………………..85 Bảng 4.9. Diễn biến COD (mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 1000mg/l……………………………………......87 Bảng 4.10.Diễn biến COD(mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 2000…………………………………………….89 Bảng 4.11.Diễn biến COD(mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 3000 mg/l………………………………………91 6 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP Bảng 4.12. So sánh hiệu quả xử lý COD tốt nhất ở các mức COD……………...92 Bảng 4.12. Kết quả BOD5 (mg/l) theo thời gian nghiên cứu ở các mức COD khác nhau………………………………………………………………………………94 Bảng 4.13. Diễn biến N-NH3 (mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 1000mg/l……………………………………......98 Bảng 4.14.Diễn biến N-NH3(mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 2000…………………………………………….99 Bảng 4.15.Diễn biến N-NH3 (mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 3000mg/l………………………………………101 Bảng 4.16. So sán h hiệu quả xử lý N-NH3 tốt nhất ở các mứcCOD…………102 Bảng 4.17. Diễn biến P-PO4 (mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 1000mg/l……………………………………....105 Bảng 4.18. Diễn biến P-PO4 (mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 2000 ………………………………………….106 Bảng 4.19.Diễn biến P-PO4(mg / l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD 3000mg/l………………………………………107 Bảng 4.20. Tổng hợp hiệu quả xử lý các thông số ô nhiễm ở nồng độ C chế phẩm với mức COD 1000 mg/l………………………………………………………..109 DAN H MỤC HÌNH Hình 2.1: Cấu tạo củ khoai mì Cấu tạo của khoai mỳ. 7 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP Hình 2.2. Giá trị kinh tế của củ khoai mỳ Hình 3.3 Phản ứng phân hủy CN- từ Linamarin Hình 2.5: Quy trình sản xuất tinh bột của Indonesi Hình 2.6: quy trình sản xuất tinh bột mỳ của Thái Lan. Hình 2.7 : Quy trình sản xuất thủ công Hình 2. 8: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tinh bột sắn bằng các hồ sinh học Hình 2.9 : Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải bằng hóa lý kết hợp sinh học Hình 2 .10: Chế phẩm Bio-Systems B120 Hình 3.1: Các loại quá trình kị khí. Hình 3.2 : Sự phát triển các nhóm VSV trong lên men methane Hình 3.3: Cơ chế tạo methane từ chất thải hữu cơ Hình 3.4: Cơ chế sinh hóa trong lên men yếm khí chất hữu cơ Hình 3.5: Bacillus acillus Cereus Hình 3.6 : Lactobacillus acidophilus Hình 3.7: Clostridium intestinale Hình 3.8 : Một số vi khuẩn methanogens Hình 4.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh khí của các vi sinh vật tạo metan Hình 3.10: Bể tự hoại Hình 3.11: Bể lắng 2 vỏ Hình 3.12: Bể metan Hình 3.13 : Bể UASB Hình 3.14: Hầm biogas Hình 3.15: Sử dụng năng lượng Biogas Hình 4.1: Mô hình phân hủy kỵ khí nước thải tinh bột mì Hình 4.2. Phân tích mẫu với thông số COD Hình 4.3. Mẫu nước thải chuẩn bị đi đun để phân tích P-PO4 Hình 4.2. Hiện tượng quan sát sau 8 ngày tiến hành chạy mô hình 8 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP Hình 4.2. Hiện tượng quan sát sau 9 ngày tiến hành chạy mô hình Hình 4.3. Hiện tượng quan sát sau 11 ngày tiến hành chạy mô hình DANH MỤC ĐỒ THỊ 9 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP Đồ thị 4.1. Diễn biến SS(mg/l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau với mức COD là 1000 mg/l. Đồ thị 4.2. Diễn biến SS (mg/l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm với COD là 2000 mg/l. Đồ thị 4.3. Diễn biến SS (mg/l) theo thời gian nghiên cứu ở các nồng độ chế phẩm với COD là 3000 mg/l. Đồ thị 4.4. So sánh hiệu quả xử lý SS tốt nhất ở các mức COD Đồ thị 4.5. Diễn biến COD (mg/l) theo thời gian nghiên cứu ở nồng độ chế phẩm với COD là 1000 mg/l. Đồ thị 4.6. Diễn biến COD (mg/l) theo thời gian nghiên cứuư ở các nồng độ chế phẩm với COD là 2000 mg/l. Đồ thị 4. 7. Diễn biến COD theo thời gian nghiên cứu nồng độ chế phẩm với COD là 3000(mg/l). Đồ thị 4.8. So sánh hiệu quả xử lý COD tốt nhất ở các mức COD ……………... Đồ thị 4.9. So sánh hiệu quả xử lý BOD 5các nồng độ chế phẩm trong mức COD1000……………........................................................................................... Đồ thị 4.10. So sánh hiệu quả xử lý BOD5 các nồng độ chế phẩm trong mức COD2000……………........................................................................................... Đồ thị 4.11. So sánh các hiệu quả xử lý BOD 5 hiệu quả nhất các mức COD…………………........................................................................................... Đồ thị 4.12. So sánh hiệu quả xử lý BOD5 các nồng độ chế phẩm trong mức COD3000……………........................................................................................... Đồ thị 4.13. Diễn biến N-NH3(mg/l) theo thời gian nghiên cứu ở nồng độ chế phẩm với COD là 1000 mg/l. Đồ thị 4.14. Diễn biến N-NH3 (mg/l) theo thời gian nghiên cứuư ở các nồng độ chế phẩm với COD là 2000 mg/l. Đồ thị 4.15. Diễn biến N-NH3theo thời gian nghiên cứu nồng độ chế phẩm với COD là 3000(mg/l). Đồ thị 4.16. So sánh hiệu quả xử lý N-NH3 tốt nhất ở các mức COD …………….......................................................................................................... 10 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP Đồ thị 4.17. Diễn biến P-PO4(mg/l) theo thời gian nghiên cứu ở nồng độ chế phẩm với COD là 1000 mg/l. Đồ thị 4.18. Diễn biến P-PO4 (mg/l) theo thời gian nghiên cứuư ở các nồng độ chế phẩm với COD là 2000 mg/l. Đồ thị 4. 19. Diễn biến P-PO 4theo thời gian nghiên cứu nồng độ chế phẩm với COD là 3000(mg/l). Đồ thị 4.20. So sánh hiệu quả xử lý P-PO 4 tốt nhất ở các mức COD …………….......................................................................................................... 11 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU 1.1.Đặt vấn đề: Hiện nay, nhu cầu về tinh bột mì để chế biến thực phẩm và tinh bột biến tính ngày càng gia tăng cùng với diện tích trồng khoai mì. Trước tình hình đó, nhiều nhà máy và làng nghề chế biến tinh bột mì đã được hình thành và xây dựng. Bên cạnh những lợi ích kinh tế, xã hội đem lại tất sẽ nảy sinh những vấn đề về mặt môi trường, trong đó việc ô nhiễm nước thải tinh bột mì (NTTBM) đã và đang là vấn đề bức xúc cần được giải quyết.NTTBM đang gây hại đến trực tiếp môi trường sống, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân sống xung quanh, điển hình như vụ Vedan xả nước thải tinh bột chưa qua xử lý ra sông Thị Vải đã gây ra những thiệt hại vô cùng to lớn cho người dân ba tỉnh thành : Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu và thành phố Hồ Chí Minh. Sản xuất càng nhiều thì lượng chất thải càng lớn. Ước tính trung bình hằng năm gần đây, ngành chế biến tinh bột mì đã thải ra ngoài môi trường 500.000 tấn thải bã và 15 triệu m3 nước thải. Trước thực trạng trên, việc xử lý nước thải tinh bột mì nói chung và các ngành sản xuất khác nói riêng là vấn đề đặt ra cấp bách: hiệu quả và tiết kiệm kinh phí. Trong các phương pháp xử lý thì phương pháp sinh học cụ thể là sử dụng chế phẩm vi sinh môi trường, có thể nói là một trong những lựa chọn hàng đầu đáp ứng được vấn đề trên. Xử lí nước thải tinh bột mì bằng phương pháp này dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn di dưỡng hoại sinh, có trong chế phẩm vi sinh và nước thải.VSV tuy nhỏ bé nhất trong sinh giới nhưng năng lực hấp thu và chuyển hoá thức ăn của chúng có thể vượt xa các sinh vật bậc cao.Quá trình hoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hoá và trở thành các chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước.Chế phẩm vi sinh xử lý nước thải ngày càng được xuất hiện nhiều hơn về chuẩn loại,loại nước xử lý, giá cả phù hợp cho nhu cầu hiện nay. Chính vì những lí do trên, đề tài “Nghiên cứu sử dụng chế phẩm Bio- B120 trong xử lý nước thải tinh bột khoai mì bằng quá trình phân hủy kị khí” ra đời với mong muốn vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường vừa tìm hiểu hiệu quả xử lý của chế phẩm sinh học B120. Page 1 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP 1.2. Nội dung nghiên cứu:  Nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện qua các vấn đề sau: - Tổng hợp các tài liệu liên quan về nước thải tinh bột, chế phẩm vi sinh môi trường, quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí . - Thiết lập mô hình thực nghiêm và chạy mô hình. - Phân tích các thông số liên quan như COD, N-NH 3, P-PO4, TSS, và BOD5 đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tinh bột mì của chế phẩm vi sinh BIO-B120. 1.3. Mục tiêu nghiên cứu : Môi trường ô nhiễm- một vấn nạn của nhân loại- đang đi đôi với sự phát triển kinh tế.Khả năng tự làm sạch của các dòng sông, kênh rạch đã thuộc về quá khứ. Do đó, việc xử lý nước thải là rất cần thiết cho “ hành tinh xanh”. Mỗi loại nước thải sẽ có những đặc thù khác nhau nên cần có những thay đổi trong phương pháp xử lý để đạt hiệu quả tốt nhất.Từ đó góp phần cải thiện chất lượng môi trường và sức khỏe cộng đồng. Đề tài nhằm xác định khả năng xử lý nước thải tinh bột bằng chế phẩm Bio- B120 trên mô hình kỵ khí để bổ sung thêm một phương pháp xử lý cho loại nước thải tinh bột nói riêng và bảo vệ môi trường nói chung. 1.4. Đối tượng nghiên cứu: - Chế phẩm BIO- B120 của Mỹ. - Nước thảitinh bột mì của Xí nghiệp Quốc Khánh, thị trấn Đức Tài, Đức Linh,Bình Thuận. - Mô hình kỵ khí 1 ngăn. 1.5. Phương pháp nghiên cứu: Đề tài được nghiên cứu bằng các phương pháp sau:  Phương pháp luận: - Thành phần chính của nước thải tinh bột mì đó là có chứa một lượng lớn các chất hữu cơ dễ phân hủy, dễ lên men rượu sinh ra mùi hôi chua, tải Page 2 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP - trọng BOD5 và COD đều rất cao… Nếu không xử lý trước khi xã thải ra môi trường thì gây ô nhiễm môi trường rất cao.Đặc tính nước thải như vậy nên có thể áp dụng công nghệ xử lý kỵ khí với việc bổ sung chế phẩm để rút ngắn thời gian và tăng hiệu quả xử lý. Quy chuẩn QCVN 40 – 2011- BTNMT ban hành ngày 28 tháng 12 năm 2011 quy định giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả thải vào nguồn tiếp nhận. Chính vì thế, việc nghiên cứu xử lý nước thải tinh bột mì bằng chế phẩm BIO- B120 rất là cần thiết.  Phương pháp cụ thể: - Phương pháp tổng hợp tài liệu liên quan. Phương pháp thực nghiệm: lập kế hoạch thực nghiệm, xây dựng và vận hành mô hình quy mô phòng thí nghiệm. Phương pháp phân tích mẫu: phân tích các thông số trước, trong và sau xử lý như COD,N-NH3,T-P, TSS, BOD5. Phương pháp phân tích, xử lý, tổng hợp kết quả bằng phần mềm Excel. 1.6. Giới hạn đề tài:  Thời gian tiến hành nghiên cứu 3 tháng : 2/5 /2012 – 21/ 7/2012  Nước thải tinh bột có nhiều chỉ tiêu để đánh giá nhưng với điều kiện khách quan nên đề tài chỉ phân tích các chỉ tiêu: COD, BOD5,TSS,N-NH3,T-P. Page 3 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÁC ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI TINH BỘT KHOAI MÌ VÀ CHẾ PHẨM SINH HỌC 2.1.Ngành sản xuất tinh bột mỳ: 2.1.1 Mô tả ngành sản xuất tinh bột mì: 2.1.1.1.Quy mô sản xuất tinh bột mì: Việt Nam là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ 3 trên thế giới, sau Indonesia và Thái Lan. Năm 2011, diện tích đất trồng sắn đạt trên 500.000 ha, năng suất đạt 17,8 tấn/ ha. Lượng sắn và sản phẩm từ sắn xuất khẩu trong bốn tháng đầu năm 2012 đạt khoảng 1,86 triệu tấn, kim ngạch tương đương 548 triệu USD. Thị trường xuất khẩu chính của Việt Nam là Trung Quốc, Đài Loan. Cùng với diện tích sắn được nâng lên, năng suất thu hoạch sắn cũng như sản lượng tinh bột sắn được sản xuất cũng tăng lên theo thời gian. Tốc độ tăng trưởng về diện tích trồng sắn, năng suất và sản lượng tinh bột sắn của Việt Nam đang tăng lên. Ngoài tinh bột sắn, các sản phẩm được chế biến từ sắn gồm cồn, rượu, bột ngọt, axit glutamic, axit amin, các loại si rô maltoza, glucoza, fructoza, tinh bột biến tính, maltodextrin, các loại đường chức năng, thức ăn gia súc, phân bón hữu cơ… Việt Nam hiện tồn tại 3 loại quy mô sản xuất tinh bột sắn điển hình sau:  Qui mô nhỏ (hộ và liên hộ gia đình): Đây là quy mô có công suất 0,5 - 10 tấn tinh bột sản phẩm/ ngày. Số cơ sở chế biến sắn quy mô nhỏ chiếm 70 - 74%. Công nghệ thủ công, thiết bị tự tạo hoặc do các cơ sở cơ khí địa phương chế tạo. Hiệu suất thu hồi và chất lượng tinh bột sắn không cao.  Qui mô vừa: Đây là các doanh nghiệp có công suất dưới 50 tấn tinh bột sản phẩm/ ngày.Số cơ sở chế biến sắn quy mô vừa chiếm 16- 20%.Đa phần các cơ sở đều sử dụng thiết bị chế tạo trong nước nhưng có khả năng hoạt động ổn định và chất lượng sản phẩm Page 4 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP không thua kém các cơ sở nhập thiết bị của nước ngoài.  Qui mô lớn: Nhóm này gồm các doanh nghiệp có công suất trên 50 tấn tinh bột sản phẩm/ ngày. Số cơ sở chế biến sắn quy mô lớn chiếm khoảng 10% tổng số các cơ sở chế biến cả nước với công nghệ, thiết bị nhập từ Châu Âu, Trung Quốc, Thái Lan. Đó là công nghệ tiên tiến hơn, có hiệu suất thu hồi sản phẩm cao hơn, đạt chất lượng sản phẩm cao hơn, và sử dụng ít nước hơn so với công nghệ trong nước. Tới nay cả nước đã có trên 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn ở qui mô lớn, công suất 50 - 200 tấn tinh bột sắn/ ngày và trên 4.000 cơ sở chế biến thủ công. Hiện tại tổng công suất của các nhà máy chế biến sắn qui mô công nghiệp đã và đang xây dựng có khả năng chế biến được 40% sản lượng sắn cả nước. Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ, khoảng 40 - 45% sản lượng sắn dành cho chế biến quy mô lớn, hay còn gọi là quy mô công nghiệp, 40 - 45% sản lượng sắn dành cho chế biến tinh bột ở qui mô nhỏ và vừa, dùng để sản xuất các sản phẩm sắn khô, chế biến thức ăn chăn nuôi và 10 - 15% dùng cho ăn tươi và các nhu cầu khác. 2.1.1.2.Về đặc thù sản xuất: Củ sắn tươi rất khó bảo quản dài ngày nên hầu hết các nhà máy chế biến sắn đều hoạt động theo thời vụ, chủ yếu là từ cuối tháng 8 năm trước đến đầu tháng 4 năm sau. Vùng Đông Nam Bộ có điều kiện thuận lợi về nhiệt độ cho phát triển cây sắn nên các nhà máy chế biến tinh bột hiện nay có thể sản xuất được 2 vụ. Một số kết quả nghiên cứu, chuyển giao công nghệ, sản xuất chế biến các sản phẩm sau công nghiệp tinh bột sắn như: sản xuất tinh bột biến tính, maltodextrin, đường glucoza, si rô maltoza, lysin… đã góp phần kéo dài thời gian hoạt động của các doanh nghiệp sản xuất tinh bột sắn sau mùa vụ. 2.1.1.3. Các thách thức: Ngoài vấn đề về nguyên liệu, hiện tại các doanh nghiệp sản xuất tinh bột sắn đang đối mặt với thách thức lớn nhất về ô nhiễm môi trường và suy thoái đất trồng sắn. Page 5 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã đưa ra các hướng dẫn thực hiện quy hoạch phát triển vùng nguyên liệu sản xuất sắn và sản xuất tinh bột sắn nhằm đảm bảo phát triển bền vững trước mắt và lâu dài. 2.1.2. Nguyên liệu sản xuất tinh bột mì: 2.1.2.1. Phân loại: Khoai mì (hay còn gọi là sắn) có tên khoa học Manihot Esculenta là cây lương thực ưa ẩm, có nguồn gốc từ lưu vực sông Amazone Nam Mỹ. Đến thế kỷ XVI mới được trồng ở châu Á và châu Phi. Ở nước ta, khoai mì được trồng ở khắp nơi từ Nam đến Bắc nhưng do quá trình sinh trưởng và phát triển của khoai mì kéo dài, giữ đất lâu nên chỉ các tỉnh Trung du và thượng du Bắc Bộ như: Phú Thọ, Tuyên Quang, Hòa Bình,…là điều kiện trồng trọt thích hợp hơn cả. Khoai mì Việt Nam cũng bao gồm nhiều loại giống:  Dựa theo đặc điểm thực vật của cây: xanh tía, lá 5 cánh , lá 7 cánh.  Dựa theo đặc điểm củ: khoai mỳ trắng hay khoai mỳ vàng.  Dựa theo hàm lượng Cianua có trong khoai mỳ: phổ biến nhất  Khoai mì đắng (Manihot palmata Manihot aipr Pohl): Hàm lượng HCN hơn 50mg /kg củ Khoai mì đắng có thành phần tinh bột cao, sử dụng phổ biến làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, công nghiệp hoá dược, công nghiệp giấy và nhiều ngành công nghiệp khác.  Khoai mì ngọt (Manihot aipr hay Manihot utilissima Pohl): Hàm lương HCN nhỏ hơn 50mg/ kg củ. Khoai mì ngọt được dùng làm thực phẩm tươi vì vị ngọt và dễ tạo thành bột nhão, dễ nghiền nát hay đánh nhuyễn Page 6 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP 2.1.2.2. Củ khoai mỳ:  Khái quát về cây khoai mỳ: Cây khoai mỳ có thân thuộc loại cây gỗ cao từ 2 đến 3m, giữa thân có lõi trắng và xốp nên rất yếu.Lá phân thuỳ sâu, có gân lá nổi rõ ở mặt sau, thuộc loại lá đơn mọc xen kẽ, xếp trên thân theo chiều xoắn ốc. Cuống lá dài từ 9 đến 20cm có màu xanh, tím hoặc xanh điểm tím.Hoa đơn tính có hoa đực và hoa cái trên cùng một chùm hoa. Hoa cái không nhiều, mọc ở phía dưới cụm hoa và nở trước hoa đực nên cây luôn luôn được thụ phấn của cây khác nhờ gió và côn trùng.Quả thuộc loại quả nang, có màu nâu nhạt đến đỏ tía, có hình lục giác, chia thành ba ngăn, mỗi ngăn có một hạt, khi chín, quả tự khai.Rễ mọc từ mắt và mô sẹo của hom, lúc đầu mọc ngang sau đó cắm sâu xuống đất. Theo thời gian chúng phình to ra và tích lũy bột thành củ.  Củ khoai mỳ: Hình 2.1: Cấu tạo củ khoai mì Cấu tạo của khoai mỳ. Củ khoai mì có dạng hình trụ, vuốt hai đầu. Kích thước củ tùy thuộc vào thành phần dinh dưỡng của đất và điều kiện trồng, dài 0,1 ÷1 m, đường kính 2 ÷10 cm. Cấu tạo gồm 4 phần chính: lớp vỏ gỗ, vỏ cùi, phần thịt củ và phần lõi. Vỏ gỗ: gồm những tế bào xếp sít, thành phần chủ yếu là cellulose và hemicellulose, không có tinh bột, giữ vai trò bảo vệ củ khỏi tác động bên ngoài. Vỏ Page 7 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP gỗ mỏng, chiếm 0,5 – 5% trọng lượng củ. Khi chế biến, phần vỏ gỗ thường kết dính với các thành phần khác như : đất, cát, sạn, và các chất hữu cơ khác. Vỏ cùi: dày hơn vỏ gỗ chiếm 5 - 20% trọng lượng củ. Gồm các tế bào thành dày, thành tế bào chủ yếu là cellulose, bên trong tế bào là các hạt tinh bột, các chất chứa nitrogen và dịch bào.Trong dịch bào có tannin, sắc tố, độc tố, các enzyme… vỏ cùi có nhiều tinh bột (5 – 8%) nên khi chế biến nếu tách đi thì tổn thất tinh bột trong củ, nếu không tách thì nhiều chất dịch bào làm ảnh hưởng màu sắc của tinh bột. Thịt củ khoai mỳ: là thành phần chủ yếu trong củ, chiếm 70 – 75% trọng lượng củ, chứa 90 – 95% hàm lượng tinh bột trong củ, gồm các tế bào nhu mô thành mỏng là chính, thành phần chủ yếu là cellulose, pentosan. Bên trong tế bào là các hạt tinh bột, nguyên sinh chất, glucide hòa tan và nhiều nguyên tố vi lượng khác. Những tế bào xơ bên ngoài thịt củ chứa nhiều tinh bột, càng về phía trong hàm lượng tinh bột giảm dần.Ngoài các tế bào nhu mô còn có các tế bào thành cứng không chứa tinh bột, cấu tạo từ cellulose nên cứng như gỗ gọi là sơ. Lõi củ khoai mỳ: ở trung tâm dọc suốt cuống tới chuôi củ. Ở cuống lõi to nhất rồi nhỏ dần xuống chuôi, chiếm 0,3 – 1% trọng lượng củ. Thành phần lõi là cellulose và hemicellulose. Page 8 ĐỒỒ ÁN TỒỐT NGHIỆP CỦ MÌ TƯƠI BỘT CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM NGƯỜI SÚC VẬT Thực phẩm trực tiếp Bột NGÀNH CÔNG NGHIỆP Sắt lát RƯỢU CỒN BỘT CÔNG NGHIỆP Giấy Viên nén Keo ,Hồ Bột bán Dệt sợi Gỗ , ván ép Cao su Giấy Hình 2.2.Giá trị kinh tế của củ khoai mỳ 2.1.2.3. Thành phần hóa học: Cũng như phần lớn các loại hạt và củ, thành phần chính của củ khoai mì là tinh bột. Ngoài ra, trong khoai mì còn có các chất: đạm, muối khoáng, lipit, chất xơ và một số vitamin B1, B2. Như vậy, so với nhu cầu dinh dưỡng và sinh tố của cơ thể con người, khoai mì là một loại lương thực, nếu được sử dụng mức độ phù hợp thì có thể thay thế hoàn toàn nhu cầu đường bột của cơ thể. Tinh bột là thành phần quan trọng của củ khoai mì, nó quyết định giá trị sử dụng của chúng.Hạt tinh bột hình trống, đường kính khoảng 35 µm. Page 9