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

KHOA:Môi Trường Và Công Nghệ Sinh Học NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MÔN:Môi Trường
HỌ VÀ TÊN:PHẠM THỊ HƯƠNG MSSV: 02DHMT098
NGÀNH : MÔI TRƯỜNG LỚP : 02MT6
1. Đầu đề đồ án tốt nghiệp:
2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

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

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

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

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

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

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

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

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