1
Mở ðầu
Ô nhiễm môi trường ñược xem là vấn ñề bức xúc hiện nay, không chỉ riêng ở
Việt Nam, mà cả trên Thế giới. Trong cuộc sống hàng ngày chúng ta tiêu thụ và sử
dụng một lượng lớn các nhiên liệu, nguyên liệu, sản phẩm từ thiên nhiên, từ sản
xuất ñể tồn tại và phát triển ñồng thời cũng thải vào môi trường tự nhiên các phế
thải, rác thải. Khi nền kinh tế càng phát triển, dân số tại các vùng ñô thị, trung tâm
công nghiệp càng tăng nhanh thì phế thải, rác thải càng nhiều làm ô nhiễm môi
trường xung quanh, ảnh hưởng tới sức khỏe cộng ñồng và làm giảm ñi vẻ ñẹp cảnh
quan thiên nhiên.
Chất thải rắn nói chung và rác thải sinh hoạt nói riêng ñang là một vấn ñề nổi
cộm ở Việt Nam, ñặc biệt là các ñô thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh. Do
nhu cầu ăn uống ở các nhà hàng, khách sạn ngày càng tăng ñặc biệt trong các dịp lễ,
tết, cưới xin và những ngày cuối tuần. Vì thế có một lượng lớn thức ăn thừa giàu
dinh dưỡng ñược thải ra. Với chất thải thô có thể sử dụng làm thức ăn cho gia súc
nên các cơ sở chăn nuôi nhỏ lẻ ñã cố gắng thu gom nhưng không triệt ñể và ñôi khi
còn gặp khó khăn do không ñảm bảo vệ sinh trong chăn nuôi, dễ gây bệnh cho gia
súc gia cầm nên phần nhiều vẫn ñược thu gom ñể chôn lấp. Với chất thải khác dạng
vụn, lỏng theo nước rửa tới hệ thống cống ngầm. Sau một thời gian các chất thải
này kết hợp với nhau tạo thành lớp váng mỡ dày nổi lên trên mặt nước. ðây là vấn
ñề nhức nhối không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn gây ách tách dòng chảy
trong các cống thoát ñối với các nhà hàng, khách sạn, các cơ sở sản xuất dầu ăn,
giết mổ gia súc gia cầm và ñôi khi cả ở các gia ñình.
Vì thế trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi ñã tập trung nghiên cứu xử lý
váng mỡ nhà hàng bằng các phương pháp hóa học và sinh học. ðối tượng nghiên
cứu là váng mỡ ở nhà hàng Phương Nguyên Tây Hồ Hà Nội.
+ Lipit thuần: triglixerit (gilixerit), sterit, xerit (sáp)
Glixerit: este của axít béo với glixerin
3
Sáp: Este của monoancol phân tử khối lớn với axit béo phân tử khối lớn là
chất rắn ở ñiều kiện thường (sáp ong…)
Sterit: Este của axit béo có phân tử khối lớn với monoancol ña vòng có phân
tử khối lớn (gọi chung là sterol) là chất rắn không màu, không tan trong nước.
+ Lipit tap:
Photpholipit: có chứa thêm một gốc axit photphoric, thông thường có kèm
theo các bazơ nitơ và các nhóm thế khác.
Ví dụ: Glixerophotpholipit: ancol là glixerin và ñối với Shingophotpholipit:
ancol là sphingozin
Glicolipit (glicosphingolipit): có chứa một axit béo, sphingozin và ñường
Các lipit phức tạp khác: sunfolipit, aminolipit, lipprotein.
1.2.1.2. Khái niệm chất béo
Chất béo là trieste của glixerin với các axit monocacboxylic có số chẵn
nguyên tử C (thường từ 12C ñến 24C) không phân nhánh, gọi chung là triglixerit.
Khi thủy phân chất béo thì thu ñược glixerin và axit béo (hoặc muối).
Chất béo có công thức chung là:
(R
1
, R
2
, R
3
là các gốc hiñrocacbon no hoặc không no, không phân nhánh, có
thể giống nhau hoặc khác nhau).
- Axit béo no thường gặp là:
- Tristearin (glixerin tristearat) có tnc = 71.5
0
C; tripanmitin (glixerin
panmitat) có tnc = 65.5
0
C; triolein (glixerin trioleat) có tnc = - 5.5
0
C.
1.2.1.3. Tính chất của chất béo
Tính chất vật lí
- Các chất béo không tan trong nước do gốc hiñrocacbon lớn của các axit béo
làm tăng tính kị nước của các phân tử chất béo.
- Dầu thực vật thường có hàm lượng axit béo chưa no (ñều ở dạng –cis) cao
hơn mỡ ñộng vật làm cho nhiệt ñộ nóng chảy của dầu thực vật thấp hơn so với mỡ
ñộng vật. Thực tế, mỡ ñộng vật hầu như tồn tại ở trạng thái rắn còn dầu thực vật tồn
tại ở trạng thái lỏng.
Tính chất hóa học
Phản ứng thủy phân trong môi trường axit:
Triglixerit Glixerin Axit béo
Phản ứng xà phòng hóa:
Triglixerit Glixerin Xà phòng
- Khi ñun nóng chất béo với dung dịch kiềm thì tạo ra glixerin và hỗn hợp
muối của các axit béo. Muối natri (hoặc kali) của axit béo chính là xà phòng.
- Phản ứng xà phòng hóa xảy ra nhanh hơn phản ứng thủy phân trong môi
trường axit và không thuận nghịch.
5
chuyển và hấp thụ các chất hòa tan ñược trong chất béo.
1.2.2. Protein
1.2.2.1. Khái niệm và phân loại
Khái niệm: Protein là một polime sinh học của L - α - aminoaxit kết hợp với
nhau bằng liên kết peptit. Có khoảng 20 aminoaxit này ñược mã hóa trong gen và
ñược hợp nhất trong protein.
Phân loại: Protein ñược phân thành 2 loại
- Protein ñơn giản: ñược tạo thành chỉ từ các α-aminoaxit
Thí dụ một số enzyme của tụy bò như ribonucleaza gồm hoàn toàn amino
axit nối với nhau thành một chuỗi polypeptit duy nhất (có 124 gốc aminoaxit, khối
lượng phân tử 12.640 ñvc), chymotripsin gồm toàn aminoaxit nối với nhau thành
chuỗi polypeptit (có 241 gốc aminoaxit, khối lượng phân tử 22.600 ñvc) v.v...
- Protein phức tạp: là những protein mà thành phần phân tử của nó ngoài các
α- aminoaxit như protein ñơn giản còn có thêm thành phần khác có bản chất không
phải là protein còn gọi là nhóm ngoại (nhóm thêm). Tuỳ thuộc vào bản chất của
nhóm ngoại, người ta chia các protein phức tạp ra các nhóm nhỏ và thường gọi tên
các protein ñó theo bản chất nhóm ngoại:
- Lipoprotein: nhóm ngoại là lipit.
- Nucleoprotein: nhóm ngoại là axit nucleic.
- Glycoprotein: nhóm ngoại là gluxit và dẫn xuất của nó.
- Photphoprotein: nhóm ngoại photphat, ví dụ casein sữa
- Cromoprotein: nhóm ngoại là hợp chất có màu.
Tuỳ theo tính chất của từng nhóm ngoại mà có những màu sắc khác nhau
như ñỏ (ở hemoglobin), vàng (ở flavoprotein)..
1.2.2.2. Vai trò và chức năng của protein
Protein là thành phần không thể thiếu của tất cả các cơ thể sinh vật, nó là cơ
sở của sự sống. Không những thế, protein còn là một loại thức ăn chính của con
người và nhiều loại ñộng vật dưới dạng thịt, cá, trứng…
Tám chức năng quan trọng của protein là:
7
4
...,và bị kết tủa ở nồng ñộ muối
(NH
4
)
2
SO
4
bán bão hoà.
- Prolamin: không tan trong nước hoặc dung dịch muối loãng, tan trong
etanol, isopropanol 70-80%.
- Glutein: chỉ tan trong dung dịch kiềm hoặc axit loãng.
- Histon: là protein có tính kiềm dễ tan trong nước, không tan trong dung
dịch amoniac loãng.
c) Sự ñông tụ:
Là sự ñông lại của protein và tách ra khỏi dung dịch khi ñun nóng hoặc thêm
axit, bazơ, muối.
8
Tính chất hóa học
a) Phản ứng thủy phân:
- ðiều kiện thủy phân: xúc tác axit hoặc kiềm và ñun nóng hoặc xúc tác enzim
- Sản phẩm: các α-aminoaxit.
b) Phản ứng màu:
Albumin (protein có trong lòng trắng trứng)
HNO
3
ñặc Kết tủa màu vàng (do sản phẩm có nhóm NO
2
)
tín hiệu giữa các tế bào.
9
1.3. Sự biến ñổi các chất trong quá trình chiên rán [15]
Rán là cho nguyên liệu vào trong dầu ở nhiệt ñộ cao. Dầu dùng ñể rán
nguyên liệu có thể là dầu lạc, dầu bông, dầu hướng dương, dầu ñậu nành, dầu cọ.
ðối với thịt, có thể dùng mỡ ñộng vật ñể rán.
Mục ñích khi rán là
- Tăng giá trị cảm quan của sản phẩm.
- Tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.
- Tiêu diệt hệ thống men và vi sinh vật.
Yêu cầu và tính chất của dầu mỡ dùng ñể rán
Có thể dùng dầu hoặc mỡ, nên dùng dầu ñã tinh chế.
Dầu rán phải ñạt các yêu cầu sau:
- Mùi vị: không ôi, khét, có mùi ñặc trưng.
- Màu sắc: trong, sáng, không lắng cặn.
- Lượng ẩm và các chất bay hơi không quá 0.3 %.
- Chỉ số axit của dầu < 0.2.
• Những biến ñổi trong quá trình rán
Biến ñổi của nguyên liệu
- Protein trong nguyên liệu bị biến tính. Rau chứa ít protein nên khi ñông,
protein chuyển thành dạng hạt rời, rồi phân hủy thành dạng bông. Sự biến ñổi của
protein bắt ñầu ở nhiệt ñộ 30 – 35
0
C, và tốc ñộ tăng dần theo nhiệt ñộ, ở nhiệt ñộ 60
– 65
0
C thì protein ñã bị biến tính. Các protein mất tính tan, các phân tử protein chứa
S bị cắt ñứt, giải phóng H
2
Oxi hãa
Glixerin
Hiện nay, biện pháp chủ yếu ñể chống hiện tượng hư hỏng dầu trong khi rán
là duy trì dầu rán trong lò rán với thời gian ngắn nhất. Người ta còn chống oxi hóa
dầu bằng cách cho chất chống oxi hóa vào dầu rán.
2. Các phương pháp xử lý váng mỡ nhà hàng ăn uống
2.1. Thu gom
Váng mỡ từ các nhà hàng ăn uống là một khối nổi trên mặt nước có thành
phần phức tạp gồm chủ yếu là mỡ, nước, ngoài ra còn có tinh bột, protein, chất hoạt
ñộng bề mặt và các thành phần khác…Như vậy cần phải thu gom nhanh triệt ñể,
tránh ñể quá trình phân huỷ sinh học làm tăng COD, mùi khó chịu gây khó khăn
cho qúa trình xử lý nước tiếp theo.
Váng mỡ có thể ñược vớt vào các bao tải ñể loại bỏ một phần nước tích tụ
trong ñó.
ðể thu gom triệt ñể hơn chúng ta có thể dùng phương pháp keo tụ hoặc tuyển
nổi.
11
2.2. Các phương pháp xử lý với chất thải sau thu gom
Hiện nay có ba phương pháp chủ yếu xử lý chất thải rắn là: chôn lấp, xử lý
bằng nhiệt và phân hủy sinh học.
2.2.1. Chôn lấp
Với váng mỡ ở nhà hàng có thể loại bớt nước, sau ñó ñóng bao tải ñể chôn lấp
Phương pháp chôn lấp hoàn toàn: ñối với các loại chất thải sinh hoạt, công
nghệ ít ñộc hại ñược thu gom sau ñó chuyển tới bãi chứa ñể tiến hành chôn lấp. ðây
là phương pháp ñơn giản nhất, rẻ tiền nhưng không vệ sinh dễ gây ô nhiễm cho các
nguồn nước ngầm, tốn diện tích ñất chứa bãi rác và dễ bị khu dân cư gần ñó lên án.
Phương án này chỉ phù hợp với các nước chưa phát triển, kinh tế còn khó khăn,
thường ñược áp dụng ở các ñô thị nhỏ trong giai ñoạn tạm thời. ðối với các chất
+ Hệ thống lò ñốt
+ Hệ thống nồi hơi và máy phát ñiện ñể biến nhiệt năng từ quá trình ñốt
thành ñiện.
+ Hệ thống xử lý khí thải
+ Bãi chôn tro và quặng
Ưu ñiểm
+ Giảm thể tích rác ñáng kể từ 70- 85%
+ Xử lý nhiều loại rác
+ Tốn ít diện tích
+ Tạo ra nhiệt lượng
Nhược ñiểm
+ Chi phí cho công nghệ, vận hành và bảo dưỡng cao
+ Chỉ áp dụng thích hợp cho các nguyên liệu có nhiệt năng cao
Như vậy xử lý bằng phương pháp thiêu ñốt không thích hợp với cơ sở sản
xuất nhỏ như khách sạn, nhà hàng ăn uống.
2.2.3. Phân hủy sinh học
Phương pháp phân huỷ sinh học ñược áp dụng với rác thải hữu cơ. Có hai
phương pháp là phân hủy yếm khí và hiếu khí. Nó ñược áp dụng chủ yếu vào hai
công nghệ compost và biogas. So với phương pháp chôn lấp và thiêu ñốt phương
pháp sinh học có nhiều ưu thế hơn, bởi sản phẩm vừa có giá trị kinh tế, vừa góp
phần hạn chế ñược tình trạng ô nhiễm môi trường.
Với thành phần hữu cơ cao, rác thải sinh hoạt rất thích hợp với phương pháp
xử lý bằng công nghệ sinh học. Nhưng với váng mỡ nhà hàng tuy hàm lượng chất
13
hữu cơ cao, song lại chứa qúa nhiều lipit là chất rất khó bị phân hủy sinh học. Vì
vậy trong khóa luận này chúng tôi ñã ñi sâu vào nghiên cứu khả năng tạo khí metan
bằng qúa trình phân hủy vi sinh yếm khí ñối với váng mỡ nhà hàng.
2.2.3.1. Nguyên lý chung
Phân hủy sinh học yếm khí gồm một chuỗi quá trình vi sinh học chuyển hoá
dụng ñể thu ñược năng lượng cho sự sinh trưởng bởi vi khuẩn lên men, sự sinh ra
axit hữu cơ và hiñro ở các sản phẩm trung gian. Axit hữu cơ sau ñó ñược oxi hóa
một phần bởi những vi khuẩn lên men khác, sản xuất thêm hiñro và axit axetic.
Hiñro và axit axetic là cơ chất chính ñược sử dụng bởi vi khuẩn sinh metan, ñể
chuyển chúng thành metan. H
2
ñược sử dụng như phần tử cho electron, với CO
2
như
một phần tử nhận electron ñể hình thành metan, trong khi axetat ñược tách ra (phản
ứng acetoclactic) ñể tạo thành metan từ nhóm metyl và CO
2
từ nhóm cacboxyl trong
phản ứng lên men.
. Về mặt hóa học: Quá trình phân hủy thực tế này rất phức tạp, có khả năng
liên quan ñến hàng trăm phản ứng và hợp chất trung gian, rất nhiều trong số ñó có
14
yêu cầu bổ sung chất xúc tác, enzim hoặc chất ñiều phối. Quá trình phân giải yếm
khí xảy ra ở một trong ba khoảng nhiệt ñộ riêng biệt sau ñây:
Ưa lạnh (< 20 °C);
Ưa ấm (< 40 °C);
Ưa nóng (> 45 °C).
Vì phân giải yếm khí tỏa nhiệt kém hơn nhiều so với quá trình ủ ñống, các bãi
chôn rác thải, vùng lầy và ñầm lầy, nó tiến hành trong ñiều kiện lạnh. ðể khắc phục
những hạn chế này, bể phản ứng yếm khí ñược thiết kế thường chạy tại một hoặc
nhiều khoảng nhiệt ñộ cao hơn, nhiệt ñược cung cấp từ bên ngoài ñể nâng cao nhiệt
ñộ lên mức yêu cầu. Một loạt các nhà cung cấp công nghệ ñã phát triển hệ thống dựa
trên sự phân giải ưa ấm hoặc ưa nóng, trong ñó có các ñặc tính riêng. Một ñiều ñáng
chú ý là các ñiều kiện nội tại tỏ ra có lợi ñối với sự bổ sung vi khuẩn khác nhau và
ð
ây là giai
ñ
o
ạ
n quan tr
ọ
ng nh
ấ
t c
ủ
a quá trình. D
ướ
i tác d
ụ
ng c
ủ
a các vi
khu
ẩ
n sinh metan, các axit h
ữ
u c
ơ
và các ch
ấ
t
ñơ
n gi
ả
ng chung ch
ậ
m h
ơ
n so v
ớ
i t
ố
c
ñộ
sinh tr
ưở
ng c
ủ
a vi sinh v
ậ
t ch
ị
u trách nhi
ệ
m
giai
ñ
o
ạ
n tr
ướ
c
ñ
ó, giai
ấ
t, vì lý do
ñ
ã
ñề
c
ậ
p
ở
trên. Có các ch
ấ
t khác
ñượ
c t
ạ
o thành do vi khu
ẩ
n y
ế
m khí.
S
ự
t
ạ
o thành CH
4
có th
ể
ñượ
+ H
2
O
D
ướ
i tác d
ụ
ng c
ủ
a vi khu
ẩ
n, m
ộ
t ph
ầ
n CO
2
b
ị
kh
ử
thành CH
4
:
CO
2
+ 4H
2
→
ng c
ủ
a chúng làm pH
trong b
ể
gi
ả
m. V
ớ
i s
ự
cân b
ằ
ng axit/baz
ơ
t
ự
nhiên
ñượ
c
ñ
i
ề
u ch
ỉ
nh trong cách này,
b
ấ
t c
ứ
u này
ñặ
c bi
ệ
t quan tr
ọ
ng
ñố
i v
ớ
i vi khu
ẩ
n sinh metan, b
ở
i vì chúng phát tri
ể
n
m
ạ
nh trong kho
ả
ng pH t
ươ
ng
ñố
i h
ẹ
p t
ừ
6.6 – 7.0, d
ñộ
ng nghiêm tr
ọ
ng
ñế
n s
ự
s
ử
d
ụ
ng cu
ố
i cùng ho
ặ
c s
ự
s
ử
d
ụ
ng các nguyên li
ệ
u
nh
ậ
n
ñượ
c.
16
CO
2
, H
2
, rượu I và II
Methanopropionicum
Axit propionic
Methanoformicum
H
2
, CO
2
, axit focmic
Methanosochngenii
Axit axetic
Methanosuboxydans
Axit butyric, valeric
caprionic
Methanoruminanticum
H
2
, axit focmic
Methanococcus vanirielii
1.4 – 9
Axit focmic, H
có mặt của oxi hoà tan trong dịch lên men là một yếu tố không có lợi cho quá trình
phân huỷ yếm khí.
Nhiệt ñộ
Hoạt ñộng của vi khuẩn sinh metan chịu ảnh hưởng rất lớn của nhiệt ñộ. Trong
ñiều kiện vận hành ñơn giản, nhiệt ñộ lý tưởng vào khoảng 35°C. Sản lượng khí
giảm rõ rệt khi nhiệt ñộ môi trường giảm. Dưới 10°C quá trình sinh metan hầu như
ngừng hẳn. ðồ thị ở hình 1 cho thấy ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñối với sản lượng khí
với thời gian phân hủy 120 ngày với các loại phân. Hình 1.1. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñối với sản lượng khí [16]
Các vi khuẩn sinh metan không chịu ñược sự thăng giáng nhiệt ñộ quá nhiều
trong ngày. ðiều này sẽ làm giảm sản lượng khí. Vì vậy vào mùa ñông cần phải giữ
ấm cho thiết bị, thậm chí ñối với những vùng lạnh cần phải ñảm bảo cách nhiệt tốt
cho quá trình lên men. ðôi khi ở những quá trình lên men nhanh người ta phải gia
nhiệt cho dịch lên men ñể giảm thời gian lưu trong các thiết bị lên men.
18
ðộ pH
Hầu hết các vi khuẩn tạo metan hoạt ñộng trong phạm vi pH từ 6.7 ñến 7.4,
tối ưu là từ 7.0 ñến 7.2, sự phân hủy có thể thất bại nếu pH gần ở mức 6.0. Vi khuẩn
tạo axit tạo ra những axit hữu cơ có khuynh hướng làm giảm ñộ pH trong bồn phản
ứng. Dưới ñiều kiện bình thường sự giảm pH này sẽ ñược giảm ñi do chất ñệm
(bicarbonate) tạo ra bởi nhóm vi khuẩn tạo metan. Trong những ñiều kiện môi
trường khắc nghiệt, khả năng tạo chất ñệm có thể không xảy ra và cuối cùng làm
ngưng việc tạo ra metan. Axit gây cản trở nhiều hơn cho nhóm vi khuẩn tạo metan
cao thì quá trình phân huỷ xảy ra chậm. Ngược lại tỷ lệ này quá thấp thì quá trình
phân huỷ ngừng trệ vì tích luỹ nhiều amoniac là một ñộc tố ñối với vi khuẩn ở nồng
ñộ cao. Nói chung phân trâu bò và lợn có tỷ lệ C/N thích hợp. Phân người và gia
cầm có tỷ lệ C/N thấp. Các nguyên liệu thực vật tỷ lệ này lại cao, nguyên liệu càng
già thì tỷ lệ này càng cao. ðể ñảm bảo tỷ lệ C/N thích hợp ñối với các loại nguyên
liệu này ta nên dùng hỗn hợp nhiều nguyên liệu.
Thời gian lưu Hình 1.3. Quan hệ giữa sản lượng khí với thời gian phân huỷ
và nhiệt ñộ [16]
Trong thực tế, quá trình phân huỷ của nguyên liệu trong ñiều kiện nhiệt ñộ khí
quyển xảy ra với tốc ñộ chậm vì ñiều kiện nhiệt ñộ không thuận lợi: Thấp hơn nhiệt
20
ñộ tối ưu (37
0
C) và thăng giáng ngày ñêm. ðối với phân ñộng vật thời gian phân
huỷ hoàn toàn có thể kéo dài tới vài tháng. ðối với nguyên liệu thực vật, thời gian
này kéo dài tới hàng năm. Tuy nhiên tốc ñộ sinh khí chỉ cao ở thời gian ñầu, càng
về sau tốc ñộ sinh khí càng giảm. Quá trình phân huỷ của nguyên liệu xảy ra trong
một thời gian nhất ñịnh.
Ta gọi thời gian lưu là thời gian nguyên liệu nằm trong thiết bị phân huỷ.
ðây là khoảng thời gian dịch phân huỷ sản sinh ra khí sinh học. ðối với chế ñộ nạp
liên tục, nguyên liệu ñược bổ sung hàng ngày. Khi một lượng nguyên liệu mới nạp
vào, nó sẽ chiếm chỗ của nguyên liệu cũ và ñẩy dần nguyên liệu cũ về phía lối ra.
Thời gian lưu chính bằng thời gian nguyên liệu chảy qua thiết bị từ lối vào tới lối ra.
Hoạt ñộng của vi khuẩn chịu ảnh hưởng của một số các ñộc tố. Khi hàm
lượng của các loại này có trong dịch phân huỷ vượt quá một giới hạn nhất ñịnh sẽ
giết chết các vi khuẩn, vì thế không cho phép các chất này có trong dịch phân huỷ.
Trong thực tế các loại thuốc hoá học như thuốc trừ sâu, diệt cỏ, thuốc sát trùng, các
chất kháng sinh, nước xà phòng, thuốc nhuộm, dầu nhờn không ñược phép ñổ vào
các thiết bị khí sinh học.
Tóm tắt các ñiều kiện tối ưu cho quá trình sản xuất khí sinh học ñược cho ở
bảng dưới ñây.
Bảng 1.3. ðiều kiện tối ưu cho quá trình lên men tạo khí sinh học
TT Yếu tố ảnh hưởng Giá trị tối ưu
1. Nhiệt ñộ (
0
C) 30 - 40
2. pH 6.5 – 7.5
3. Thời gian lưu (ngày) - Phân ñộng vật 30 - 60
4. Thời gian lưu (ngày) - Thực vật 100
5. Hàm lượng chất khô (%) - Phân ñộng vật 7 - 9
6. Hàm lượng chất khô (%) - Thực vật 4 - 8
7. Tỷ lệ C/N 30/1
2.2.3.4. Phân hủy yếm khí của lipit
Phân giải của lipit và các hợp chất béo: Lipit ñược nhiều loại vi sinh vật sử
dụng làm nguồn dinh dưỡng. Lipit có nhiều trong các loại nước thải của các xí
nghiệp sản xuất dầu ăn, các lò mổ gia súc và các loại nước thải sinh hoạt. So với các
nguồn cơ chất khác lipit phân hủy chậm hơn. Bước ñầu tiên của qúa trình phân giải
22
lipit là phân giải chúng thành glixerin (hoặc các rượu ñơn chức) và các axit béo.
Lipaza của các vi sinh vật có phổ tác dụng khá rộng. Một số vi sinh vật sinh ra
enzyme photpholipaza xúc tác cho qúa trình phân giải lipit.
Sau khi phosphoril hóa thành glixerin sẽ tiếp tục chuyển hóa theo ñường
23
Quá trình phân hủy yếm khí tạo ra một loại khí có ích ñó là metan. Chất khí
này có chứa 90% năng lượng, có thể dùng ñể ñốt tại chỗ cho các lò phân hủy chất
thải, hay dùng ñể sản xuất ñiện năng. Khoảng 3 - 5% bị thải bỏ dưới hình thức
nhiệt. Việc tạo ra metan góp phần làm giảm BOD (nhu cầu oxi sinh hóa) trong bùn
ñã bị phân hủy.
Năng lượng cần cho xử lý nước thải cũng giảm.
Sự phân hủy yếm khí thích hợp cho chất thải có ñộ ô nhiễm cao.
Nhược ñiểm của qúa trình yếm khí
Quá trình này xảy ra chậm hơn quá trình hiếu khí.
Rất nhạy với chất ñộc.
ðòi hỏi một thời gian dài ñể khởi ñầu qúa trình này.
Thiết bị sử dụng cho qúa trình yếm khí ñòi hỏi kỹ thuật cao và phức tạp
Vì ñược coi là phân hủy sinh học các hợp chất qua một quá trình ñồng trao
ñổi chất, quá trình phân hủy yếm khí ñòi hỏi nồng ñộ chất nền ban ñầu cao.
2.2.4. Tái sinh chất thải
Khái niệm tái sử dụng rác thải của qúa trình sản xuất và sinh hoạt ñã có từ rất
lâu. Từ xưa, ông cha ta ñã tận dụng sắt vụn, ñồng vụn trong sản xuất nông cụ và vật
dụng sinh hoạt. Những hoạt ñộng tái chế sơ khai này ñã góp phần làm giảm giá
thành và giúp giải quyết vấn ñề khan hiếm nguyên liệu sản xuất thời ñó.
Ngày nay, trong bối cảnh cạnh tranh khốc liệt, vai trò của tái chế rác thải như
là nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu giá rẻ cho các công ty, xí nghiệp sản xuất
ngày càng trở nên quan trọng hơn. Nguồn nguyên liệu, nhiên liệu từ rác thải có thể
coi là vô tận vì có sản xuất là có rác thải và có cơ hội cho tái chế. Mặt khác việc tái
chế rác còn là một giải pháp hữu hiệu làm giảm chi phí cho sản xuất, giảm chi phí
xử lý chất thải và do ñó giá thành sản phẩm có thể giảm ñi. Bên cạnh ñó, tái chế rác
còn góp phần làm cho môi trường trong sạch hơn, cải thiện sức khỏe cộng ñồng và
còn là giải pháp quan trọng ñảm bảo cho sự phát triển bền vững của xã hội.
Với thành phần chủ yếu là các chất hữu cơ váng mỡ nhà hàng có thể phơi
1
ROCOR
2
+
+
ROCOR
3
+
H
2
C
HC
H
2
C
OH
OH
OH
Triglixerit ancol este glixerin
Thông qua việc chuyển ñổi este này dầu ñiezen sinh học có ñộ nhớt ít hơn
dầu thực vật rất nhiều và có thể ñược dùng làm nhiên liệu thay thế cho dầu ñiezen
mà không cần phải cải biến ñộng cơ ñể phù hợp.
ðiezen sinh học có nhiều ưu ñiểm ñối với môi trường so với ñiezen thông
thường: ví dụ như ñiezen sinh học từ cây cải dầu phát sinh khí thải ít hơn rất nhiều
so với nhiên liệu hóa thạch. Bụi trong khí thải ñược giảm một nửa, các hợp chất
hyñrocacbon ñược giảm thiểu ñến 40%. ðiezen sinh học gần như không chứa ñựng
lưu huỳnh, không ñộc và có thể dễ dàng phân hủy bằng phương pháp sinh học.
ðiezen sinh học hiện nay ñược coi là một trong những nhiên liệu thân thiện với môi
trường nhất trên thị trường.
2.2.4.2.1. Phương pháp ñiều chế cồn khô có sử dụng Canxi axetat bão hoà.
Khi trộn Canxi axetat bão hòa trong dung môi nước với rượu thì sẽ tạo thành
cồn khô dưới dạng keo Canxi axetat.
Kết quả trên có thể ñược giải thích bằng “phương pháp thay dung môi”: Khi
thông số trạng thái thay ñổi làm cho hóa thế cấu tử tồn tại trong môi trường phân
tán trở nên lớn hơn ở trạng thái cân bằng, do ñó xu hướng của quá trình sẽ diễn ra
theo chiều chuyển về trạng thái cân bằng, tức là pha mới ñược tạo ra [14]. Trong
phương pháp này dung môi ñược thay thế, tức là thay ñổi thành phần môi trường.
Do vậy, Canxi axetat bão hòa trong môi trường nước, nhưng nó trở thành quá bão
hoà trong môi trường rượu - nước (Canxi axetat không tan trong rượu) nên quá trình
ngưng tụ sẽ xảy ra.
2.2.4.2.2. Phương pháp ñiều chế cồn khô có sử dụng axit béo và kiềm
Trong ancol etylic nóng, axit béo ñược hòa tan tốt hơn và phản ứng nhanh
với kiềm tạo thành một tác nhân tạo gel là xà phòng axit béo và nước.
Copyright: Tài liệu đại học ©