Đồ án Nghiên cứu tăng cường chế phẩm sinh học nhằm loại bỏ trực tiếp dầu mỡ trong nước thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CꢀU TĂNG CƯỜNG CHꢁ PHꢂM SINH HỌC

NHꢃM LOẠI Bꢄ TRꢅC TIꢁP DꢆU Mꢇ

TRONG NƯꢈC THꢉI

Ngành:

MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: Kꢊ THUꢋT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : Thꢀc sꢁ Lâm Vꢁnh Sơn

Sinh viên thực hiện : Trương Lê Mꢂ Ngꢃ

MSSV: 1151080149 Lớp: 11DMT01

TP. Hồ Chí Minh, 2015

LꢀI CꢁM ƠN

Nhꢀng ngꢁy thꢂng đưꢃc hꢄc tꢅp dưꢆi mꢂi trưꢇng lꢁ nhꢀng ngꢁy thꢂng vô cꢈng

quꢉ giꢂ vꢁ đꢂng trân trꢄng đꢊi vꢆi mꢋi ngưꢇi chꢌng em. ꢍ nơi đây, chꢌng em đꢎ

hꢄc tꢅp vꢁ trang bꢏ đưꢃc kiꢐn thꢑc, kinh nghiꢒm sꢊng vô cꢈng quꢉ bꢂo đꢓ lꢁm hꢁnh

trang bưꢆc tiꢐp trong cuꢔc sꢊng; đꢓ cꢕ đưꢃc nhꢀng thꢁnh quꢖ như ngꢁy hôm nay,

chꢌng em không thꢓ nꢁo quên công ơn nuôi dưꢗng cꢘa cha mꢙ, sꢚ dꢛy dꢋ tꢅn tꢜnh

cꢘa thꢝy cô đꢓ hưꢆng chꢌng em đꢐn tương lai mꢆi tꢊt đꢙp hơn.

Xuꢞt phꢂt tꢟ nhꢀng suy nghꢠ đꢕ, bꢖn thân em xin đưꢃc bꢁy tꢡ lꢢng biꢐt ơn sâu

sꢣc đꢐn:

- Cha mꢙ, ngưꢇi đꢎ nuôi dưꢗng, đꢔng viên em trong nhꢀng lꢌc khꢕ khăn nhꢞt.

Tꢛo cho em thêm nhiꢤu niꢤm tin vꢁ nghꢏ lꢚc trong cuꢔc sꢊng.

- Thꢝy cô khoa Công nghꢒ sinh hꢄc – thꢚc phꢥm – môi trưꢇng đꢎ giꢖng dꢛy

vꢁ truyꢤn đꢛt cho em nhꢀng kiꢐn thꢑc vꢁ kinh nghiꢒm quꢉ bꢂu bꢦng sꢚ tꢅn

tuꢧ vꢁ yêu thương. Giꢌp em cꢕ thꢓ vꢀng bưꢆc trên con đưꢇng tương lai cꢘa

mꢜnh.

- Ban giꢂm hiꢒu trưꢇng Đꢛi Hꢄc Công Nghꢒ Thꢁnh phꢊ Hꢨ Chꢩ Minh đꢎ tꢛo

môi trưꢇng thuꢅn lꢃi đꢓ em đưꢃc hꢄc tꢅp tꢊt hơn.

- Em xin gꢪi lꢇi cꢖm ơn đꢫc biꢒt đꢐn thꢝy Lâm Vꢂnh Sơn, ngưꢇi đꢎ trꢚc tiꢐp

chꢬ dꢭn vꢁ giꢌp đꢗ em tꢅn tꢜnh đꢓ em cꢕ thꢓ hoꢁn thꢁnh đꢤ tꢁi tꢊt nghiꢒp

trong thꢇi gian qua.

Vꢁ mꢔt lꢝn nꢀa em xin chꢌc thꢝy cô nhiꢤu sꢑc khoꢮ đꢓ tiꢐp tꢯc sꢚ nghiꢒp trꢨng

ngưꢇi vꢁ đưa đꢁn em thân yêu qua sông đꢐn bꢤ bꢇ tri thꢑc mꢆi; đꢁo tꢛo, bꢨi dưꢗng

nhân tꢁi mꢆi cho đꢞt nưꢆc, gꢕp phꢝn tꢟng bưꢆc đưa đꢞt nưꢆc chꢌng ta ngꢁy cꢁng

phꢂt triꢓn.

Em xin chân thꢁnh cꢖm ơn!

Sinh viên: TRƯƠNG LÊ Mꢃ NGꢄ

LꢀI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rꢦng đây lꢁ công trꢜnh nghiên cꢑu cꢘa riêng tôi thꢚc hiꢒn. Cꢂc

sꢊ liꢒu thu thꢅp vꢁ kꢐt quꢖ phân tꢩch trong đꢨ ꢂn lꢁ hoꢁn toꢁn trung thꢚc, không

sao chꢰp tꢟ bꢞt cꢑ đꢤ tꢁi nghiên cꢑu khoa hꢄc nꢁo.

Tp.Hꢨ Chꢩ Minh, ngꢁy…. thꢂng …. năm 2015.

Sinh viên

Trương Lê Mꢱ Ngꢀ

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

MꢀC LꢀC

Mꢁ ĐꢂU ................................................................................................................. 1

1. Đꢄt vꢅn đꢆ ..................................................................................................... 1

2. Nꢇi dung nghiên cꢈu..................................................................................... 2

3. Mꢉc tiêu đꢆ tꢊi............................................................................................... 2

4. Phương phꢋp nghiên cꢈu............................................................................... 2

5. Đꢂi tưꢌng nghiên cꢈu ................................................................................... 3

6. Bꢂ cꢉc dꢍ kiꢎn .............................................................................................. 3

CHƯƠNG 1:TꢃNG QUAN

1.1 Tꢏng quan vꢆ dꢐu mꢑ .................................................................................... 4

1.1.1 Khꢋi niꢃm ................................................................................................. 4

1.1.2 Cꢅu trꢒc cꢓa dꢐu mꢑ................................................................................. 4

1.1.2.1 Cꢋc thꢊnh phꢐn chꢔnh........................................................................ 4

1.1.2.2 Cꢋc thꢊnh phꢐn phꢉ........................................................................... 6

1.1.3 Tꢔnh chꢅt lꢕ hoꢋ cꢓa dꢐu mꢑ .................................................................... 9

1.1.3.1 Tꢔnh chꢅt vꢖt lꢕ.................................................................................. 9

1.1.3.2 Tꢔnh chꢅt hoꢋ hꢗc cꢓa dꢐu mꢑ .......................................................... 10

a. phꢘn ꢈng thuꢙ phân vꢊ xꢊ phꢚng hoꢋ ................................................... 10

b. phꢘn ꢈng cꢇng hꢌp................................................................................ 10

c. phꢘn ꢈng đꢀng phân hoꢋ ....................................................................... 11

d. phꢘn ꢈng vꢛi rưꢌu................................................................................. 11

e. phꢘn ꢈng oxy hoꢋ.................................................................................. 11

1.1.4 Phân loꢜi dꢐu mꢑ thꢍc phꢝm .................................................................... 12

1.1.4.1 Nhꢞm chꢅt bꢟo sꢠa............................................................................ 12

1.1.4.2 Nhꢞm acid lauric (dꢐu dꢡa vꢊ dꢐu hꢜt cꢗ) ........................................ 12

1.1.4.3 Nhꢞm bơ thꢍc vꢖt (bơ ca cao)........................................................... 13

1.1.4.4 Nhꢞm mꢑ đꢇng vꢖt (mꢑ heo)............................................................ 13

1.1.4.5 Nhꢞm dꢐu cꢋ (dꢐu cꢋ vꢊ dꢐu gan cꢋ)................................................. 13

1.1.4.6 Nhꢞm acid aleic (dꢐu olive, dꢐu cꢗ, dꢐu bꢢp, dꢐu hưꢛng dương)..... 13

i

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

1.1.4.7 Nhꢞm acid lionlenic (dꢐu đꢖu nꢊnh, dꢐu hꢜt lanh) ........................... 13

1.1.4.8 Nhꢞm acid erulic............................................................................... 13

1.1.4.9 Nhꢞm hydroxy acid........................................................................... 14

1.1.5 Tꢣm hiꢤu vꢆ dꢐu mꢑ thꢘi........................................................................... 14

1.1.5.1 Khꢋi niꢃm.......................................................................................... 14

1.1.5.2 Tꢋc hꢜi............................................................................................... 14

1.2 Tꢏng quan vꢆ nưꢛc thꢘi nhꢊ hꢊng.................................................................. 15

1.2.1 Tꢔnh chꢅt nưꢛc thꢘi................................................................................... 15

1.2.2 ꢥnh hưꢦng cꢓa nưꢛc thꢘi nhꢊ hꢊng, khꢋch sꢜn đꢂi vꢛi môi trưꢧng ........ 16

1.2.3 Sơ lưꢌc nhꢊ hꢊng Khꢞi Thơm .................................................................. 17

1.3 Tꢏng quan chꢎ phꢝm sinh hꢗc ....................................................................... 18

1.3.1 Khꢋi niꢃm ................................................................................................. 18

1.3.2 Giꢛi thiꢃu sơ lưꢌc vꢆ chꢎ phꢝm sinh hꢗc khꢘo sꢋt – Microbe Lift DGTT

1.3.2.1 Thông tin vꢖt lꢕ ................................................................................. 19

1.3.2.2 Công dꢉng ......................................................................................... 20

1.3.2.3 Hiꢃu quꢘ ............................................................................................ 20

1.3.2.4 Hưꢛng dꢨn sꢩ dꢉng cho chꢎ phꢝm sinh hꢗc Microbe Lift DGTT.... 20

CHƯƠNG 2: VꢄT LIꢅU Vꢆ PHƯƠNG PHꢇP NGHIÊN CꢈU...................... 22

2.1 Thꢧi gian nghiên cꢈu..................................................................................... 22

2.2 Đꢪa điꢤm đꢄt mô hꢣnh vꢊ tiꢎn hꢊnh phân tꢔch mꢨu ........................................ 22

2.3 Đꢂi tưꢌng nghiên cꢈu .................................................................................... 22

2.3.1 Phương phꢋp vꢊ vꢪ trꢔ lꢅy mꢨu.................................................................. 22

2.3.2 Cꢋc thông sꢂ phân tꢔch mꢨu...................................................................... 22

a. COD........................................................................................................... 22

b. chꢫ sꢂ axit beo............................................................................................ 24

2.4 Cơ sꢦ nghiên cꢈu xây dꢍng mô hꢣnh............................................................. 26

2.4.1 Sơ đꢀ thꢔ nghiꢃm....................................................................................... 26

2.4.2 Mô hꢣnh nghiên cꢈu.................................................................................. 26

2.4.3 Mô tꢘ thꢔ nghiꢃm....................................................................................... 26

ii

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

CHƯƠNG 3: KꢉT QUꢊ Vꢆ THꢊO LUꢄN........................................................ 29

3.1 Cꢋc thông sꢂ đꢐu vꢊo cꢓa thꢔ nghiꢃm............................................................ 29

3.2 Kꢎt quꢘ nghiên cꢈu........................................................................................ 29

3.2.1 Khꢘo sꢋt thꢔ nghiꢃm theo nꢀng đꢇ ꢦ tꢡng tꢘi trꢗng.................................. 29

3.2.2 Khꢘo sꢋt cꢋc thꢔ nghiꢃm theo thꢧi gian ꢦ tꢡng nꢀng đꢇ........................... 40

3.3 Kꢎt luꢖn thꢔ nghiꢃm........................................................................................ 51

CHƯƠNG 4: KꢉT LUꢄN Vꢆ KIꢉN NGHꢋ........................................................ 53

TꢆI LIꢅU THAM KHꢊO ..................................................................................... 54

iii

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

DANH MꢀC CHꢌ VIꢉT TꢍT

COD (Chemical Oxygen Demand): nhu cꢐu oxy hoꢋ hꢗc

TSS (Total Suspended Solids): Tꢏng chꢅt rꢢn lơ lꢩng

SS (Settable Solids): chꢅt rꢢn lơ lꢩng dꢜng huyꢆn phꢬ

BOD (Biochemical Oxygen Demand): nhu cꢐu oxy sinh hoꢋ

N_tꢏng: Nitơ tꢏng

P_tꢏng: Photpho tꢏng

TCVN: Tiêu Chuꢝn Viꢃt Nam

QCVN: Quy Chuꢝn Viꢃt Nam

F.O.G (Fats, Quils, Grease): viꢎt tꢢt cho mꢑ, dꢐu vꢊ chꢅt bꢟo

iv

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

DANH MꢀC CꢇC BꢊNG

Bꢘng 1.1 Cꢋc acid bꢟo chꢓ yꢎu trong thꢍc phꢝm

Bꢘng 1.2 Cꢋc thông sꢂ đꢄc trưng cꢓa sꢋp

Bꢘng 1.3 Đꢄc trưng vꢆ nꢀng đꢇ cꢓa cꢋc chꢫ tiêu ô nhiꢭm nưꢛc thꢘi nhꢊ hꢊng

Bꢘng 1.4 Thông sꢂ cꢓa chꢎ phꢝm sinh hꢗc Microbe Lift DGTT

Bꢘng 1.5 Bꢘng hưꢛng dꢨn liꢆu lưꢌng theo thꢤ tꢔch cho chꢎ phꢝm sinh hꢗc Microbe

Lift DGTT

Bꢘng 2.1 Khꢂi lưꢌng cꢓa phꢐn mꢨu thꢩ vꢊ nꢀng đꢇ dung dꢪch kiꢆm

Bꢘng 3.1 Kꢎt quꢘ thông sꢂ nưꢛc thꢘi đꢐu vꢊo

Bꢘng 3.2 Hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi trꢗng 4 giꢧ

Bꢘng 3.3 Giꢋ trꢪ COD cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi trꢗng 4 giꢧ

Bꢘng 3.4 Hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi trꢗng 6 giꢧ

Bꢘng 3.5 Giꢋ trꢪ COD cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi trꢗng 6 giꢧ

Bꢘng 3.6 Hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi trꢗng 8 giꢧ

Bꢘng 3.7 Giꢋ trꢪ COD cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi trꢗng 8 giꢧ

Bꢘng 3.8 Hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi trꢗng 24 giꢧ

Bꢘng 3.9 Giꢋ trꢪ COD cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi trꢗng 24 giꢧ

Bꢘng 3.10 Hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ tꢜi nꢀng đꢇ 10 ppm ꢦ cꢋc thꢧi gian khꢋc nhau

Bꢘng 3.11 Giꢋ trꢪ COD tꢜi nꢀng đꢇ 10 ppm ꢦ cꢋc thꢧi gian khꢋc nhau

Bꢘng 3.12 Hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ tꢜi qua tꢡng thꢧi gian khꢋc nhau

Bꢘng 3.13 Giꢋ trꢪ COD tꢜi nꢀng đꢇ 20 ppm qua tꢡng thꢧi gian khꢋc nhau

Bꢘng 3.14 Hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ tꢜi nꢀng đꢇ 30 ppm qua tꢡng thꢧi gian khꢋc nhau

Bꢘng 3.15 Giꢋ trꢪ COD tꢜi nꢀng đꢇ 30 ppm qua tꢡng thꢧi gian khꢋc nhau

Bꢘng 3.16 Hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ tꢜi nꢀng đꢇ 40 ppm qua tꢡng thꢧi gian khꢋc nhau

Bꢘng 3.17 Giꢋ trꢪ COD tꢜi nꢀng đꢇ 40 ppm qua tꢡng thꢧi gian khꢋc nhau

Bꢘng 3.18 Hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ tꢜi nꢀng đꢇ 50 ppm qua tꢡng thꢧi gian khꢋc nhau

Bꢘng 3.19 Giꢋ trꢪ COD tꢜi nꢀng đꢇ 50 ppm qua tꢡng thꢧi gian khꢋc nhau

v

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

DANH MꢀC HꢎNH ꢊNH

Hꢣnh 1.1 acid bꢟo dꢜng trans

Hꢣnh 1.2 Đꢪa chꢫ nhꢊ hꢊng Khꢞi Thơm

Hꢣnh 1.3 Chꢎ phꢝm sinh hꢗc Microbe Lift DGTT

Hꢣnh 2.1 Mô hꢣnh thꢔ nghiꢃm

Hꢣnh 3.1 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi

trꢗng 4 giꢧ

Hꢣnh 3.2 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn sꢍ thay đꢏi COD cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi trꢗng 4

giꢧ

Hꢣnh 3.3 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi

trꢗng 6 giꢧ

Hꢣnh 3.4 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn sꢍ thay đꢏi giꢋ trꢪ COD cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi

trꢗng 6 giꢧ

Hꢣnh 3.5 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi

trꢗng 8 giꢧ

Hꢣnh 3.6 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn sꢍ thay đꢏi COD cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi trꢗng 8

giꢧ

Hꢣnh 3.7 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ khꢋc nhau ꢦ tꢘi

trꢗng 24 giꢧ

Hꢣnh 3.8 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn sꢍ thay đꢏi COD cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ ꢦ tꢘi trꢗng 24 giꢧ

Hꢣnh 3.9 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ tꢜi nꢀng đꢇ 10 ppm ꢦ cꢋc thꢧi

gian khꢋc nhau

Hꢣnh 3.10 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn sꢍ thay đꢏi COD tꢜi nꢀng đꢇ 10 ppm ꢦ cꢋc thꢧi gian

khꢋc nhau

Hꢣnh 3.11 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ tꢜi nꢀng đꢇ 20 ppm qua tꢡng thꢧi

gian khꢋc nhau

Hꢣnh 3.12 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn sꢍ thay đꢏi COD tꢜi nꢀng đꢇ 20 ppm qua tꢡng thꢧi gian

khꢋc nhau

Hꢣnh 3.13 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ tꢜi nꢀng đꢇ 30 ppm qua tꢡng thꢧi

gian khꢋc nhau

vi

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

Hꢣnh 3.14 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn sꢍ thay đꢏi COD tꢜi nꢀng đꢇ 30 ppm qua tꢡng thꢧi gian

khꢋc nhau

Hꢣnh 3.15 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ tꢜi nꢀng đꢇ 40 ppm qua tꢡng thꢧi

gian khꢋc nhau

Hꢣnh 3.16 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn sꢍ thay đꢏi COD tꢜi nꢀng đꢇ 40 ppm qua tꢡng thꢧi gian

khꢋc nhau

Hꢣnh 3.17 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ dꢐu mꢑ tai nꢀng đꢇ 50 ppm qua tꢡng thꢧi

gian khꢋc nhau

Hꢣnh 3.18 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn sꢍ thay đꢏi COD tꢜi nꢀng đꢇ 50 ppm qua tꢡng thꢧi gian

khꢋc nhau

Hꢣnh 3.19 Đꢀ thꢪ biꢤu diꢭn hiꢃu suꢅt xꢩ lꢕ cꢓa cꢋc nꢀng đꢇ qua tꢡng thꢧi gian khꢋc

nhau

vii

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề

Trong tiến trình toàn cầu hóa ngày càng gia tăng, mꢂi quan tâm của thế giới về vấn

đề môi trường cũng được nâng cao rõ rꢃt. Ô nhiễm môi trường đã trở thành vấn đề toàn

cầu mà không phải của riêng quꢂc gia hoặc vùng lãnh thổ nào. Không một quꢂc gia

nào phát triển bền vững mà không lấy bảo vꢃ môi trường làm nền tảng cho sự phát

triển kinh tế. Quá trình công nghiꢃp hóa, hiꢃn đại hóa ở Viꢃt Nam cũng gây ra nhiều

vấn đề về môi trường.

Trong đó, nước thải là một vấn đề môi trường mà các quꢂc gia trên thế giới cũng

như Viꢃt Nam đang phải nghiên cứu và cải tiến về công nghꢃ để đảm bảo xử lý tꢂt hơn,

đem lại sự trong sạch cho nguꢀn nước.

Bên cạnh các công nghꢃ mới phải có sự hỗ trợ mạnh mẽ của công nghꢃ sinh học.

Tuy đây là lꢄnh vực khá mới nhưng sự phát triển và ứng dꢅng của công nghꢃ sinh học

môi trường rất đáng kể. Mọi quá trình xử lý chất thải nếu không khꢆp kꢇn bꢈng xử lý

sinh học thì khó có thể thành công trọn vꢉn.

Các loại chế phꢊm sinh học dùng cơ thể sꢂng phân huꢋ các chất thải độc hại, tạo nên

các chất không độc như nước, khꢇ CO₂và các vꢌt liꢃu khác. Bao gꢀm: công nghꢃ kꢇch

thꢇch sinh học – bổ sung chất dinh dưꢍng để kꢇch thꢇch sự sinh trưởng của các vi sinh

vꢌt phân huꢋ chất thải có sꢎn trong môi trường; công nghꢃ bổ sung vi sinh vꢌt vào môi

trường để phân huꢋ chất ô nhiễm; công nghꢃ xử lý ô nhiễm kim loại và các chất ô

nhiễm khác bꢈng thực vꢌt và nấm.

Điển hình ở đây là các chế phꢊm sinh học bổ sung vi sinh vꢌt vào môi trường để xử

lý nước thải sinh hoạt cũng như các loại chế phꢊm sinh học đặc trưng cho nước thải

từng ngành công nghiꢃp như: nước thải công nghiꢃp, nước thải nhà máy sản xuất cao

su, nước thải bꢃnh viꢃn, nước thải nhà hàng, khách sạn,…

1

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

Nhìn nhꢌn được tầm quan trọng của chế phꢊm sinh học trong xử lý nước thải, đề tài

“Nghiên cứu tăng cường chế phẩm sinh học nhằm loại bỏ trực tiếp dầu mỡ trong nước

thải” được triển khai và thực hiꢃn nhꢈm đánh giá hiꢃu quả chất lượng chủng vi sinh

cho ngành môi trường hiꢃn nay.

2. Nꢀi dung nghiên cꢁu

Nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiꢃn qua các vấn đề sau:



Tổng hợp các tài liꢃu liên quan về tꢇnh chất dầu mꢍ, đặc tꢇnh nước thải

chứa dầu mꢍ; chế phꢊm vi sinh môi trường; quá trình xử lý nước thải bꢈng

phương pháp hiếu khꢇ.



Phân tꢇch các thông sꢂ liên quan để đánh giá hiꢃu quả phân huꢋ dầu mꢍ

của chế phꢊm Microbe Lift DGTT.

So sánh hiꢃu quả xử lý của chế phꢊm sinh học Microbe Lift DGTT ở các



nꢀng độ và tải trọng khác nhau.

3. Mục tiêu đề tài

Đề tài nhꢈm xác đꢏnh khả năng phân huꢋ dầu mꢍ trong nước thải nhꢈm nâng

cao khả năng xử lý dầu mꢍ. Và góp phần bổ sung thêm phương pháp sinh học cho

xử lý các loại dầu mꢍ trong nước thải.

4. Phương pháp nghiên cꢁu

Đề tài được thực hiꢃn dực trên các phương pháp sau:

 Phương pháp luận:

Thành phần chꢇnh, khó xử lý và khó phân huꢋ hiꢃn nay là dầu mꢍ nổi lên trên bề

mặt nước thải với nhiều dạng khác nhau. Bên cạnh đó, dầu mꢍ không được xử lý khi

qua các bể sinh học sẽ làm ảnh hưởng đến vi sinh, hiꢃu suất xử lý của nước thải. Dꢊn

đến nước thải không được xử lý triꢃt để.

Quy chuꢊn QCVN 14:2008/BTNMT - Quy chuꢊn kỹ thuꢌt quꢂc gia về nước thải

sinh hoạt ban hành ngày 31 tháng 12 năm 2008 quy đꢏnh giá trꢏ cho chꢐ tiêu dầu mꢍ

động – thực vꢌt.

2

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

Chꢇnh vì thế, viꢃc khảo sát hiꢃu suất xử lý của chế phꢊm Microbe Lift DGTT đꢂi với

nước thải dꢃt nhuộm là cần thiết.

 Phương pháp cụ thể:

-

Phương pháp tổng quan tài liꢃu.

Phương pháp thực nghiꢃm: xây dựng và vꢌn hành mô hình quy mô phòng thꢇ

nghiꢃm.

-

Phương pháp phân tꢇch mẫu: phân tꢇch các thông sꢂ trước và sau xử lý như độ

màu, pH, COD, BOD₅, TSS, N_tổng, P_tổng, dầu mꢍ động thực vꢌt. Và thông sꢂ dầu mꢍ

trong quá trình xử lý.

-

Phương pháp phân tꢇch, xử lý, tổng hợp kết quả bꢈng phần mềm Excel.

5. Đꢂi tưꢃng nghiên cꢁu

 Nước thải chứa dầu mꢍ: nước thải nhà hàng Khói Thơm

 Chế phꢊm vi sinh Microbe Lift DGTT

6. Bꢂ cục dự kiến

Phần I: Mở đầu

Phần II: Nghiên cứu và kết quả nghiên cứu

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả và thảo Luꢌn

Phần III: Kết luꢌn và kiến nghꢏ

3

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tꢄng quan về dꢅu mꢆ [7]

1.1.1 Khái niꢇm

Dầu mꢍ từ động vꢌt và thực vꢌt được con người sử dꢅng trong sản xuất cũng như

trong đời sꢂng rất nhiều, đây cũng là một nguꢀn cung cấp năng lượng lớn. Dầu mꢍ

được dùng phổ biến trong quá trình nấu nướng hꢈng ngày. Cho đến nay, viꢃc sử dꢅng

dầu mꢍ trong quá trình chế biến vẫn đóng một vai trò quan trọng.

Cho nên dầu mꢍ thải cũng sinh ra nhiều trong các hoạt động sản xuất và sinh hoạt

đó.

1.1.2 Cấu trꢈc cꢉa dꢅu mꢆ

1.1.2.1 Các thành phꢅn chꢊnh

 Các axit bꢋo

Hꢌnh 1.1 acid bꢋo dꢍng trans

Hợp chất bꢆo có chứa các acid hữu cơ có sꢂ nguyên tử C trong mạch lớn hơn 4 được

gọi là acid bꢆo (fatty acid). Tuꢑ thuộc vào chiều dài mạch carbon, các acid bꢆo được

chia làm ba dạng chꢇnh: acid bꢆo mạch ngꢒn (4-6 carbon); acid bꢆo mạch trung bình

(8-14 C) và acid bꢆo mạch dài (16 C). Ngoài ra, tuꢑ thuộc vào liên kết giữa các

nguyên tử C trong mạch, acid bꢆo cũng có thể được chia thành 2 loại chꢇnh: acid beo

bão hoà và acid bꢆo chưa bão hoà. Có hơn 10 loại acid bꢆo được tìm thấy chủ yếu

trong thực phꢊm.

4

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

Bꢎng 1.1 Các acid bꢋo chꢉ yếu trong thực phꢏm

Chiều dài mạch

C (Cx:y:m)

10:0

Acid beo (theo hꢃ

thꢂng IUPAC)

Decanoic

Acid bꢆo (tên

thông thường)

Capric

Nhiꢃt độ nóng

chảy (^oC)

31,6

Dodecanoic

Lauric

12:0

44,4

Tetradecaoic

Hexadecanoic

Octadecanoic

9-Octadecanoic

9-trans-

Myristic

Palmitic

Stearic

14:0

54,3

16:0

62,9

18:0

70,0

Oleic

13,0

18:19

Elaidic

Erucio

36,0

33,5

-3,0

18:19

22:19

Octadecanoic

13-Docosenoic

9,12-

Linoleic

18:26,9

Octadecadienoic

9,12,15-

-11,9

-Linolenic

Arachidonic

EPA

18:33,6,9

20:46

Octadecatrienoic

5,8,11,14-

Eicosatetraenoic

5,8,11,14,17-

Eicosapentanoic

4,7,10,13,16,19-

Docosahexaenoic

20:53

DHA

20:63

(Nguꢀn giáo trình công nghꢃ chế biến dầu mꢍ thực phꢊm)

5

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

-

Acid bꢆo bão hoà: thuꢌt ngữ “bão hoà” được sử dꢅng để chꢐ sự thoả mãn về hoá

trꢏ của nguyên tử C trong mạch acid (ngoại trừ C tạo nên gꢂc acid –COOH)l; nói cách

khác, liên kết giữa các nguyên tử C trong mạch là liên kết đơn (liên kết )

-

Acid bꢆo không bão hoà: các acid bꢆo có chứa liên kết đôi trong mạch carbon

đực gọi là acid bꢆo không bão hoà. Trong tự nhiên, lượng acid bꢆo không bão hoà

chiếm tꢋ lꢃ rất lớn. Hầu hết các acid bꢆo có xu hướng hình thành liên kết đôi không

bão hoà này cũng có thể được tìm thấy ở tất cả các vꢏ trꢇ trên mạch C, điều này làm gia

tăng đáng kể lượng đꢀng phân của acid bꢆo không bão hoà. Thêm vào đó, sự xuất hiꢃn

của liên kết đôi cũng giꢓp cho viꢃc hình thành cấu hình cis- và trans- của acid bꢆo, ảnh

hưởng đến đặc tꢇnh sinh học của chꢓng. Ngoại trừ một sꢂ trường hợp đặc biꢃt, hầu hết

các acid bꢆo không bão hoà trong thực phꢊm có cấu hình cis-; tuy nhiên quá trình tinh

luyꢃn dầu hay các quá trình tác động làm thay đổi đặc tꢇnh dầu mꢍ có thể chuyển đổi

các acid bꢆo không bão hoà có cấu hình cis- thành dạng đꢀng phân hình học trans-; đây

cũng chꢇnh là mꢂi nguy lớn cho viꢃc gia tăng bꢃnh xơ vữa động mạch và bꢃnh tim ở

người.

 Triglycerid

Triglycerid là sản phꢊm được tạo thành từ phản ứng của một phân tử glycerol với ba

phân tử acid bꢆo. Tuꢑ thuộc vào acid bꢆo gꢒn vào các vꢏ trꢇ trên mạch C của glycerol sẽ

xác đꢏnh đặc tꢇnh và tꢇnh chất của triglycerid:

-

Triglycerid đơn giản: tạo thành từ 3 acid bꢆo giꢂng nhau.

Triglycerid phức tạp: do acid bꢆo khác nhau

Trên thực tế, dầu và mꢍ đều là sản phꢊm chủ yếu của triglycerid phức tạp.

1.1.2.2 Các thành phꢅn phụ

 Các acid bꢆo tự do là monoglycerid, diglycerid

Trong dầu mꢍ, ngoại trừ thành phần chꢇnh là triglycerid còn có sự hiꢃn diꢃn của một

lượng nhất đꢏnh acid bꢆo tự do (không liên kết với glycerl) là mono-, diglycerid.

6

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

Trong cấu tạo của các mono- và diglycerid vẫn còn hiꢃn diꢃn của hai hay một nhóm

hydroxyl (-OH), chꢓng được xem như dấu hiꢃu nhꢈm xác đꢏnh sự tổng hợp không hoàn

toàn triglycerid sinh học hay dấu hiꢃu của quá trình phân giải lipid (lipolysis) sau thu

hoạch do hoạt động của enzyme. Tuy nhiên, ngoài vai trò như chất chꢐ thꢏ chất lượng,

mono- và diglycerid còn có một vai trò quan trọng đặc biꢃt nhờ vào khả năng liên kết

mạnh của ó với các phần tử thân dầu và thân nước; chꢇnh vì thế mono- và diglycerid

được sữ dꢅng như một chất nhũ hoá trong rất nhiếu thực phꢊm.

Bên cạnh mono- và diglycerid, acid bꢆo tự do là sản phꢊm cuꢂi trong quá trình phân

giải lipid, làm giảm chất lượng dầu cũng như sản phꢊm thực phꢊm.

 Phospholipid

Trong hạt dầu bao giờ cũng có mặt phospholipid là một trong những thành phần

lipid phức tạp chủ yếu, bao gꢀm khung glycerophosphate với hai chuỗi acid bꢆo dài đã

được este hoá ở vꢏ trꢇ C1 và C2, đꢀng thời một alcohol base gꢒn vào nhóm phosphate.

Phospholipid được phân thành 5 nhóm chꢇnh theo sự thay thế tự nhiên (X) trên acid

glycerophospho:

(1) Phospholipidic acid (PA): không có thành phần thay thế

(2) Phospholipidyl ethanolamine (cephalin): PE

(3) Phospholipidyl choline (lecithine): PC

(4) Phospholipidyl serine: PS

Phospholipid là các hợp chất chứa dinh dưꢍng dự trữ, cung cấp năng lượng cho các

phản ứng trao đổi chất và tăng cường hô hấp của hạt. Trong công nghꢃ thực phꢊm,

phospholipid được sử dꢅng rộng rãi như một chất nhũ hoá, tác nhân kết dꢇnh (anti-

spattering) và làm giảm độ nhớt trong nhiều thực phꢊm..

Các hợp chất không có tꢇnh xà phòng hoá

Các hợp chất không có tꢇnh xà phòng hoá thường có mặt trong dầu mꢍ với vai trò

quan trọng là: sterol, tocopherol, hợp chất màu, sáp, hydrocarbon và vitamin.

7

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

Sterol: hợp chất hoà tan trong chất bꢆo với cấu trꢓc căn bản từ steran

(cyclopentanoperhydrophenantrene).

Tuꢑ theo nguꢀn gꢂc phát sinh, sterol được chia thành hai loại chꢇnh: sterol động vꢌt

(cholesterol) hay sterol thực vꢌt (phytosterol: -sitosterol). Hàm lượng sterol thay đổi

trong khoảng từ 0,05 – 0,60 .



Tocopherol: tocopherol là chất chꢂng oxy hoá tự nhiên rất quan trọng

thuộc họ phenolic. Tocopherol cũng có đặc tꢇnh tan trong dầu, thường tꢀn tại ở dạng tự

do. Tuꢑ thuộc vào cấu tạo khác nhau của tocophero mà đặc tꢇnh tương ứng cũng thay

đổi; phꢅ thuộc mạch C chꢇnh bão hoà hay chứa 3 liên kết đôi, và phꢅ thuộc và sꢂ nhóm

cũng như vꢏ trꢇ nhóm methyl gꢒn kết trên mạch nhánh; có 4 loại tocopherol khác nhau:

-tocopherol (5,7,8-trimethyl);  (5,7 – dimethyl);  (7,8-dimethyl) và  (8-methyl).

Các hợp chất màu (pigment): sự khác nhau về màu sꢒc của các loại dầu và mꢍ khác

nhau phꢅ thuộc vào lượng hợp chất màu hoà tan trong dầu. Những hợp chất màu quan

trọng nhất trong dầu mꢍ là carotene, chlorophyl và gossypol.

Carotene là nguꢀn cung cấp vitamin A – chất có hoạt tꢇnh chꢂng oxy hoá và chꢂng

ung thư. Carotene hiꢃn diꢃn chủ yếu trong dầu cọ, đây chꢇnh là lý do chủ yếu làm cho

dầu có màu vàng, cam hay đꢔ.

Chlophyll cũng chꢇnh là nguyên nhân tạo cho dầu có màu xanh tꢂi không mong

muꢂn. Điều quan trọng là sự hiꢃn diꢃn của chlorophyll trong dầu là nguyên nhân chủ

yếu làm cho dầu rất nhạy cảm với ánh sáng quang hợp, gây nên biến đổi chất lượng.

Gossypol tạo màu đꢔ nâu trong hạt bông vải (cottonseed oil). Gossypol có cấu tạo là

hợp chất phenol phức tạp, có mùi vꢏ khó chꢏu, có tꢇnh độc. Do đó, cần tách loại hoàn

toàn hợp chất này ra khꢔi dầu và khô dầu.

Hợp chất sáp: hiꢃn diꢃn chủ yếu trong dầu bꢒp và cải dầu. Về cấu tạo, sáp là ester

của rượu bꢌc một và ꢇt thấy đꢂi với rượu 2 chức. Sáp có nhiꢃt độ nóng chảy khá cao (t_nc

> 80^oC), bền vững và rất khó tiêu hoá. Trong quá trình chế biến, sự tꢀn tại của hợp chất

sáp trong dầu là nguyên nhân chủ yếu gây đꢅc dầu. Ngay ở điều kiꢃn nhiꢃt độ bình

8

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

thường, chꢓng tꢀn tại ở các dạng tinh thể nhꢔ liti, trong một thời gian dài vẫn không

lꢒng thành cặn, làm giảm giá trꢏ cảm quan dầu. Các thông sꢂ đặc trưng của sáp được

cho ở bảng sau:

Bꢎng 1.2 Các thông sꢂ đặc trưng cꢉa sáp

Thông sꢂ

Giá trꢏ

Chꢐ sꢂ idoine

11,1 – 17,6

2,1 – 7,3%

0,01 – 0,15%

75,3 – 79,9^oC

Hàm lượng acid bꢆo tự do (FFA)

Phosphorus

Điểm nóng chảy

(Nguꢀn giáo trình công nghꢃ chế biến dầu mꢍ thực phꢊm)

Hợp chất mùi gꢂc hydrocarbon: bao gꢀm các alkan, alken (squalene) và các

hydrocarbon đa vòng có mùi (polycyclic acromatic hydrocarbons – PAHs). Các hợp

chất alkan (C31 – C33) hiꢃn diꢃn trong dầu thô với hàm lượng từ 40 – 100 ppb, giảm

dần sau quá trình tinh luyꢃn. Một sꢂ hợp chất mùi như squalene có vai trò rất quan

trọng trong công nghiꢃp mỹ phꢊm.

Vitamin hoà tan trong dầu: bên cạnh vitamin A (retinol) – hiꢃn diꢃn nhiều nhất ở

dầu cá, trong dầu còn tìm thấy một sꢂ các vitamin khác với lượng ꢇt hơn như vitamin

D, vitamin E (-tocopherol) và vitamin K (phytoenzymeadion). Các vitamin này rất

cần thiết cho quá trình hấp thu của cơ thể người.

1.1.3 Tꢊnh chất lꢐ hoá cꢉa dꢅu mꢆ

1.1.3.1 Tꢊnh chất vật lꢐ

- Dầu mꢍ nhꢉ hơn nước, tꢐ trọng 0,91 – 0,97. Mức độ không no càng lớn thì tꢐ trọng

càng lớn.

- Chꢐ sꢂ khꢓc xạ 1,448 – 1,474. Mức độ không no càng lớn thì chꢐ sꢂ khꢓc xạ càng

cao.

- Có tꢇnh nhớt khá cao.

- Tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như eter, benzen, hexan…

9

Đꢀ ꢁn Tꢂt Nghiꢃp

- Điểm nóng chảy của dầu mꢍ thể hiꢃn không rõ ràng, tuꢑ thuộc vào tꢇnh chất của

nguyên liꢃu tạo ra dầu mꢍ. Khi dây acid bꢆo càng dài, càng no thì độ nóng chảy của

triglycerid càng cao, áp suất hơi càng kꢆm do đó có ꢇt mùi. Dầu mꢍ với cấu tạo chủ yếu

là triglycerid dây ngꢒn thì sự thuꢋ phân sẽ phóng thꢇch các acid bꢆo tự do có khꢂi

lượng phân tử nhꢔ, dễ bay hơi, gây mùi khó chꢏu. Cùng một chiều dài, dây carbon của

acid nào có chứa nhiều nꢂi kꢆp thì có nhiꢃt độ nóng chảy càng thấp.

1.1.3.2 Tꢊnh chất hoá hꢑc cꢉa dꢅu mꢆ

Tꢇnh chất hoá học của dầu mꢍ chủ yếu do phản ứng của triglycerid, có tác động

đáng kể đến sự thay đổi chất lượng sản phꢊm.

a. Phꢎn ꢁng thuꢒ phân và xà phꢓng hoá

Trong điều kiꢃn thꢇch hợp, dầu mꢍ dễ bꢏ thuꢋ phân theo phản ứng

C₃H₅(COOR)₃+ 3H₂O  3RCOOH + C₃H₅(OH)₃

Nếu có mặt một lượng kiềm (KOH, NaOH) thì sau phản ứng thuꢋ phân, acid bꢆo tác

dꢅng với chất kiềm để tạo thành muꢂi kiềm (xà phòng).

RCOOH + NaOH  RCOONa + H₂O

Phương trình tổng quát:

C₃H₅(COOR)₃+ 3NaOH  3RCOONa + C₃H₅(OH)₃

b. Phꢎn ꢁng cꢀng hꢃp

Phản ứng này có tác dꢅng cộng hydro vào các nꢂi đôi trên dây carbon của acid bꢆo

với sự hiꢃn diꢃn của chất xꢓc tác thꢇch hợp nhꢈm làm giảm sꢂ nꢂi đôi trên đây carbon,

làm cho dầu mꢍ ổn đꢏnh hơn, hạn chế được các quá trình như oxy hoá, trùng hợp của

dầu mꢍ. Ngoài ra, phản ứng này còn có tác dꢅng giữ cho dầu không bꢏ trở mùi khi bảo

quản lâu.

- CH = CH - + H₂ -CH₂– CH₂–

Phản ứng này có ý nghꢄa thực tiễn quan trọng: đây chꢇnh là cơ sở lý thuyết cho quá

trình chuyển đổi dầu từ thể lꢔng sang thể rꢒn để sử dꢅng trong một sꢂ trường hợp đặc

biꢃt (margarine, shorterning…).

10