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

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

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

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


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.

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

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

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

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

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

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

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:




 

 

  


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

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