NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ
MUỐI ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG
BẰNG CÔNG NGHỆ UASB MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................... i
DANH SÁCH CÁC BẢNG................................................................................... ii
DANH SÁCH CÁC HÌNH................................................................................... iii
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU...........................................................................................1
1.1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ...............................................................2
1.2. MỤC TIÊU - NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................2
1.2.1. Mục tiêu............................................................................................2
1.2.2. Nội dung............................................................................................3
1.2.3. Phương pháp nghiên cứu...................................................................3
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ...........................................................................3
1.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI ........................................................3
1.5. NHU CẦU KINH TẾ XÃ HỘI ....................................................................4
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
NƯỚC TƯƠNG................................................................................5
2.1. HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG TẠI VIỆT NAM ..................6
2.1.1. Hiện trạng sản xuất...........................................................................6

Quá trình kò khí tầng giá thể lơ lửng.......................................22
3.2. QUÁ TRÌNH XỬ LÝ UASB .....................................................................22
3.2.1. Tổng quan về UASB........................................................................22
3.2.1.1. BỂ UASB ...............................................................................22
3.2.1.2. Sử dụng biogas.......................................................................24
3.2.1.3. Điều kiện để UASB hoạt động tốt .........................................26
3.2.2. Quá trình phát triển công nghệ UASB............................................26
3.2.3. Ưu điểm và nhược điểm của việc xử lý nước thải bằng công nghệ
UASB..............................................................................................27
3.2.4........................................................................................................
Khởi động mô hình UASB.........................................................................28
3.2.4.1. Bùn nuôi cấy ban đầu.............................................................28
3.2.4.2. Nhiệt độ..................................................................................30
3.2.4.3. pH...........................................................................................30
3.2.4.4. Nước thải................................................................................30
3.2.4.5. Hàm lượng chất hữu cơ ..........................................................30
3.2.4.6. Khả năng phân huỷ sinh học của nước thải............................31
3.2.4.7. Chất dinh dưỡng.....................................................................31
3.2.4.8. Hàm lượng cặn lơ lửng ...........................................................31
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG VÀ VẬN HÀNH MÔ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG BẰNG PHƯƠNG
PHÁP UASB....................................................................................32
4.1. CƠ SỞ THỰC NGHIỆM ĐỂ XÂY DỰNG MÔ HÌNH .............................33
4.1.1........................................................................................................
Một số nghiên cứu xử lý nước thải của các ngành thực phẩm ứng
dụng mô hình UASB.........................................................................33
4.1.1.1. Nghiên cứu xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm giàu protein
và chất béo bằng bể phản ứng kò khí dòng ngược UASB đa giai
đoạn ưa nhiệt. ..........................................................................33
4.1.1.2................................................................................................

Giai đoạn 1.................................................................................................59
5.2.2........................................................................................................
Giai đoạn 2.................................................................................................62
5.2.3........................................................................................................
Giai đoạn 3.................................................................................................64
5.2.4........................................................................................................
Kết quả .....................................................................................................66
5.2.5........................................................................................................
Kết luận .....................................................................................................68

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN...................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
i
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

1) BOD (Biochemical Oxygen Demand) – Nhu cầu oxy sinh hoá
2) COD (Chemical Oxygen Demand) – Nhu cầu oxy hoá học
3) EGSB (Expanded Granular Sludge Bed) – Lớp bùn mở rộng
4) GSS (Gas Solids Separator ) – Tách khí rắn
5) HRT (Hydraulic Retention Times) – Thời gian lưu nước
6) IC (Interal Circulation) - Lưu thông tuần hoàn bên trong
7) MS – UASB (Up – flow Anaerobic Sludge Blanket Multi Stage) - Bể sinh học
kò khí dòng chảy ngược qua lớp bùn nhiều bậc
8) SS – Solid Suspension – Chất rắn lơ lửng
9) SMA – Hoạt tính methane
10) TSS – Total Solid Suspension – Chất rắn lơ lửng tổng cộng
11) UASB (Up – flow Anaerobic Sludge Blanket)- Bể sinh học kò khí dòng chảy
ngược qua lớp bùn
12) VSS – Vaporize Solid Suspension – Chất rắn lơ lửng bay hơi

(Không kiểm soát nồng độ muối) .............................................. 55
Bảng 11. Ảnh hưởng của nồng độ đến hiệu quả xử lý .............................. 57
Bảng 12. Kết quả phân tích trong giai đoạn 1 ở nồng độ muối 0,5 % ........ 60
Bảng 13. Kết quả phân tích trong giai đoạn 2 ở nồng độ muối 0,7 % ........ 63
Bảng 14. Kết quả phân tích trong giai đoạn 3 ở nồng độ muối 0,9 % ........ 65
Bảng 15. Ảnh hưởng của nồng độ muối đến hiệu quả xử lý ..................... 67
DANH SÁCH CÁC HÌNH
iii

DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1. Sơ đồ quy trình sản xuất nước tương từ đậu nành bằng phương pháp
lên men...............................................................................................8
Hình 2. Sơ đồ quy trình sản xuất nước tương từ bánh đậu bằng phương pháp
hoá giải...............................................................................................9
Hình 3. Sơ đồ chuyển hoá vật chất trong điều kiện kị khí..............................18
Hình 4. Các dạng quá trình kị khí đã ứng dụng rộng rãi trong thực tế ........... 19
Hình 5. Sơ đồ hầm ủ UASB .......................................................................... 23
Hình 6. Mô hình thí nghiệm. ......................................................................... 42
Hình 7. Hình thái vi sinh trong bùn sử dụng trong cột UASB........................ 44
Hình 8. Hiệu quả xử lý ở nồng độ COD
vào
= 1000 mg/l.................................50
Hình 9. Hiệu quả xử lý ở nồng độ COD
vào
= 1500 mg/l.................................53

TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
© 2008 MOITRUONGXANH.INFO – DIỄN ĐÀN MƠI TRƯỜNG VIỆT NAM
1.1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Ngày nay, chất lượng cuộc sống của con người ngày càng được nâng

cao.
Do đó, các đòi hỏi về những nhu cầu hàng ngày, ngày càng trở nên khắt khe. Đặc
biệt là nhu cầu về ẩm thực. Chính vì thế, các ngành công nghiệp chế biến và sản
xuất thực phẩm đóng một vai trò rất quan trọng.
Chòu ảnh hưởng bởi cách thức ăn uống của người Trung Hoa, người Việt
Nam chúng ta rất thích chế biến cũng như thưởng thức các món ăn có sử dụng
nước tương để làm tăng hương vò đậm đà cho thực phẩm. Thêm vào đó, đậu tương
là một loại nông sản có năng suất rất cao và trồng được ở rất nhiều nơi trên đất
nước ta. Do đó, các nhà máy sản xuất nước tương được xây dựng rộng rãi trên
khắp đất nước là một điều dễ hiểu. Tuy nhiên, việc sản xuất nước tương đã thải ra
một lượng lơn nước thải gây ra không ít lo ngại cho cuộc sống của người dân sống
xung quanh khu vực nhà máy và làm các cấp, các nhà lãnh đạo phải đau đầu bởi
vấn đề ô nhiễm môi trường.
Hiện trạng nước thải chứa lượng chất hữu cơ cao được thải trực tiếp ra hệ
thống nước thải chung của khu dân cư gây ô nhiễm nghiêm trọng là thực trạng
chung của các nhà máy sản xuất nước tương. Bên cạnh đó, chưa có một phương án
nào được đưa ra nhằm giải quyết vấn đề bức xúc này. Do đó, việc nghiên cứu và
đưa ra các phương pháp xử lý mang tính thiết thực là rất cần thiết.
1.2. MỤC TIÊU - NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.2.1. Mục tiêu
 Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải từ quá trình sản xuất nước tương
bằng phương pháp UASB và đánh giá hiệu quả.
 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ muối đến quá trình xử lý nước thải từ
quá trình sản xuất nước tương bằng phương pháp UASB.

tích 10 lít.
1.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
Nước thải từ quá trình sản xuất nước tương chứa lượng chất hữu cơ lớn và có
mùi rất khó chòu vì thế khi thải trực tiếp vào hệ thống nước thải chung của khu dân
TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO
© 2008 MOITRUONGXANH.INFO – DIỄN ĐÀN MƠI TRƯỜNG VIỆT NAM
cư sẽ cản trở quá trình xử lý nước thải sinh hoạt của khu dân cư, chưa kể đến việc
nếu nước thải sinh hoạt của khu dân cư không được xử lý thì lượng nước thải hỗn
hợp này sẽ gây ra ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường đất và môi trường nước
nơi nó bò thải ra. Vì vậy đề tài này sẽ góp phần tìm ra giải pháp làm giảm sự ô
nhiễm cho môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng.
Bên cạnh đó, đề tài này sẽ đưa ra một số thông số có thể ứng dụng trong quá
trình xử lý nước thải từ quá trình sản xuất nước tương.
1.5. NHU CẦU KINH TẾ XÃ HỘI
Nghiên cứu này sẽ đáp ứng nhu cầu hiện nay của xã hội Việt Nam đó là đưa
ra một phương pháp xử lý nước thải từ quá trình sản xuất nước tương hiệu quả về
công nghệ cũng như về kinh tế.
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

--- 5 ---


2.1. HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG TẠI VIỆT NAM
2.1.1. Hiện trạng sản xuất
Nước tương hay còn gọi là xì dầu đang được sử dụng rộng rãi ở Đông Á.
Riêng ở Việt Nam, lượng nước tương tiêu thụ hàng tháng ngày càng tăng bởi
không chỉ vì hương vò đậm đà thơm ngon của nó mà vì khả năng khắc phục những
hư tổn tế bào ở người của nước tương.
Người ta phát hiện thấy nước tương - được làm từ đậu tương lên men - có khả
năng chống ôxy hoá mạnh gấp khoảng 10 lần rượu vang đỏ và 150 lần so với
vitamin C.
"Thứ nước chấm này còn thể hiện tiềm năng trong việc làm chậm tốc độ phát
triển các căn bệnh tim mạch và suy thoái thần kinh", trưởng nhóm nghiên cứu
Barry Halliwell cho biết.
Nghiên cứu của Đại học Quốc gia Singapore cũng tìm thấy nước tương cải
thiện tới 50% lưu lượng máu chỉ trong vài giờ sau khi sử dụng.
Có thể thấy rằng nhu cầu tiêu thụ nước tương ngày càng tăng, tại Tp Hồ Chí
Minh hiện nay có khoảng 28 cơ sở sản xuất và phân phối nước tương với chất
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

--- 7 ---
lượng được phân làm nhiều loại. Trên cả nước hiện nay có khoảng trên 40 nhà
máy sản xuất nước tương có quy mô tương đối lớn và rất nhiều cơ sở sản xuất nước
tương vừa và nhỏ khác.
Trước đây, sản xuất nước tương được thực hiện bằng phương pháp lên men
theo quy trình sau: (Hình 1.)
Hình 1. Sơ đồ quy trình sản xuất nước tương từ đậu nành bằng phương pháp
lên men.
Hạt đậu tương
Ni ủ bán rắn 2 ngày
Ủ 1 tháng
Ủ 12 tháng
Lọc
Dịch lọc
Khử trùng
Đóng chai
Thành
phẩm

VSV gây mùi
Ngâm, hấp, cấy mốc
Nước, muối
Bã tương
Tương đặc
Đường, gia vị
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

--- 9 ---
Hiện nay, hầu hết các cơ sở sản xuất nước tương theo phương pháp hoá giải
theo quy trình sau: (Hình 2.)


gói
Thành
phẩm
Acid, nước
So da
Muối
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

--- 10 ---
Trong sơ đồ quy trình sản xuất nước tương bằng phương pháp hoá giải ở
Hình 2, nguyên liệu chính để sản xuất nước tương là bánh dầu (đậu tương bò ép
hết dầu và viên thành từng bánh) với hàm lượng protein đạt từ 40% trở lên.
Hóa chất dùng trong sản xuất nước tương gồm :
 Acid clohydric: phân giải bánh dầu thành đạm acid amin.
 Soda: để trung hòa acid sau khi phân giải xong.
 Muối: là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất nước tương vì nó
điều chỉnh vò và bảo quản sản phẩm.
 Nước: là thành phần chính trong sản xuất nước chấm.
 Caramen: để điều chỉnh màu cho thích hợp.
Quá trình sản xuất nước tương gồm các giai đoạn sau:
 Xử lý nguyên liệu: Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất nước tương là bánh
dầu có nhiều protein. Tại khâu này, bánh dầu được xay nhỏ để tăng khả năng tiếp
xúc của bánh dầu với hoá chất. Hoá chất dụng để phân giải là acid clohydric và
dung dòch để trung hoà sau quá trình phân giải là cacbonat natri.
 Phân giải: Quá trình thuỷ phân xảy ra với điều kiện khắt khe về nhiệt độ,
nồng độ acid và thời gian thuỷ phân. Lượng acid sử dụng phải được tính toán chính
xác dựa vào phần trăm khối lượng đạm toàn phần.
 Trung hoà: Dung dòch thu được sau khi thuỷ phân được trung hoà bằng
soda.
 Lọc: Dung dòch sau khi trung hoà được dẫn vào thiết bò lọc. Tại đây, chất


--- 12 ---
Bên cạnh đó, nguồn phát sinh chất thải rắn do quá trình sản xuất nước tương
còn tập trung ở giai đoạn đóng gói. Rác chủ yếu là các loại bao bì, nilon,
carton…Ngoài ra, rác thải sinh hoạt cũng góp phần đáng kể gây ô nhiễm.
Lượng chất thải rắn trong quá trình sản xuất nước tương hiện nay đang trở
thành vấn nạn của các nhà sản xuất cũng như nhà quản lý môi trường bởi tính chất
gây ô nhiễm cao và khó xử lý của nó. Chính vì thế, cần xúc tiến tìm ra biện pháp
thu gom và xử lý thích hợp để loại bỏ những mầm bệnh, giữ cho môi trường trong
sạch.
2.1.2.3. Môi trường nước
Hầu hết các nhà máy, cơ sở sản xuất nước tương nói riêng và nước chấm nói
chung đều gây ô nhiễm môi trường nước bởi nước thải của quá trình sản xuất.
Hiện tượng nước thải chứa lượng hợp chất hữu cơ cao được thải trực tiếp ra
hệ thống nước thải chung của khu dân cư hoặc trực tiếp vào các thuỷ vực gây ô
nhiễm nghiêm trọng là thực trạng chung của các nhà máy sản xuất nước tương.
Bên cạnh đó, nước thải của các quá trình sản xuất này cũng tác động trực
tiếp đến môi trường bởi yếu tố tạo mùi của nó.
Cho đến nay ở hầu hết các nhà máy, cơ sở sản xuất nước tương chưa có hệ
thống xử lý nước thải hoàn chỉnh, nếu có cũng chỉ là rất sơ sài và không đạt tiêu
chuẩn.
2.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TỪ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG
2.2.1. Thành phần
Cũng giống như các ngành chế biến thực phẩm khác, nước thải của các nhà
máy sản xuất nước tương chứa nhiều hợp chất hữu cơ dễ phân hủy chủ yếu là các
hydratecarbon, protein và xelluloza.
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

--- 13 ---

gian xử lý ngắn. Những phương pháp hiếu khí tăng cường cũng có nhược điểm là
kinh phí xử lý cao do phải dùng điện cho các máy bơm và máy thổi khí, không có
khả năng xử lý nước thải bò ô nhiễm cao, tạo ra lượng bùn thải lớn và tính ổn đònh
của hệ thống thường không cao.
Phương pháp xử lý kò khí được áp dụng khá rộng rãi, chủ yếu là phương
pháp UASB và UASB cải tiến. Vi sinh vật được sử dụng trong phương pháp này là
các nhóm vi sinh vật kò khí. Phương pháp này có ưu điểm vượt trội so với phương
pháp hiếu khí tăng cường là chi phí thấp, có khả năng xử lý được nước thải có mức
độ ô nhiễm cao, tạo ít bùn thải và tạo khí sinh học là nguồn năng lượng tương đối
sạch và tiện dụng. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ UASB

--- 15 --- CHƯƠNG 3:

1) Thuỷ phân
Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức
chất và chất không tan (polysaccharide, proteins, lipids) chuyển hóa thành các
phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (đường, các amino acid, acid béo).
Giai đoạn này thường xảy ra chậm. Tốc độ thuỷ phân phụ thuộc vào pH, kích
thước hạt bùn, đặc tính dễ phân huỷ của cơ chất. Chất béo thuỷ phân rất chậm.

Trích đoạn Quá trình phát triển công nghệ UASB Bùn nuôi cấy ban đầu

---