Khóa luận Nghiên cứu khả năng xử lý nước rửa chai của Công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải bằng cây cói

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ------------------------------- ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Vũ Văn Trúc Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Thị Kim Dung HẢI PHÒNG - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ----------------------------------- NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC RỬA CHAI CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN DỊCH VỤ THỦY SẢN CÁT HẢI BẰNG CÂY CÓI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Vũ Văn Trúc Giảng viên hƣớng dẫn : TS. Nguyễn Thị Kim Dung HẢI PHÒNG - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG -------------------------------------- NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Vũ Văn Trúc Mã SV: 120824 Lớp: MT1202 Ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Tên đề tài : Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc rửa chai của Công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải bằng cây Cói NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). Ngiên cứu khả năng xử lý nƣớc rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát H ải bằng cây Cói ............................................................................................ Tiến hành thực nghiệm với mẫu thực ..................................................................... Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng ............................................................................... ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. Các số liệu thực nghiệm về các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng hấp thụ của cây ....... -Thời gian .......................................................................................................................... -Mật độ cây ....................................................................................................................... -Lƣợng Javen , nồng độ muối .......................................................................................... 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp. Phòng thí nghiệm trƣờng :Đại Học Dân Lập Hải Phòng ........................................ ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ và tên: Nguyễn Thị Kim Dung Học hàm, học vị: Tiến sĩ Cơ quan công tác: Trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng Nội dung hƣớng dẫn: Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc rửa chai của Công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải bằng cây Cói Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ và tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hƣớng dẫn: Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày ....... tháng ....... năm 2012 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày 07 tháng 12 năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Vũ Văn Trúc Nguyễn Thị Kim Dung Hải Phòng, ngày ......tháng........năm 2012 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp: .. .. .. .. .. .. 2. Đánh giá chất lƣợng của khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu): .. .. .. .. .. 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi cả số và chữ): .. .. .. Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Cán bộ hƣớng dẫn (họ tên và chữ ký) TS. Nguyễn Thị Kim Dung MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................. 2 1.1. Một vài nét về sản xuất nƣớc mắm ............................................................. 2 1.2. Quy trình sản xuất nƣớc mắm ..................................................................... 2 1 ủa quá trình sản xuất nƣớc mắm .......................................... 2 1.2.2. Một số phƣơng pháp chế biến ............................................................... 3 1.3. Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng của nhà máy sản xuất nƣớc mắm .................. 5 1.3.1. Chất thải rắn .......................................................................................... 5 1.3.2. Các công đoạn phát sinh ô nhiễm giai đoạn rửa chai ........................... 6 1.3.3. Đặc tính của nƣớc thải rửa chai ............................................................ 7 1.4. Các công nghệ xử lý nƣớc thải công ty sản xuất mắm ............................... 8 1.4.1 Phƣơng pháp hoá lý [ 4 ] ........................................................................ 8 1.4.2 Phƣơng pháp sinh học ........................................................................... 9 1.4.3. Xử lý bằng phƣơng pháp tự nhiên ...................................................... 12 1.5. Đặc điểm của cây cói ................................................................................ 17 1.5.1. Đặc điểm thực vật học của cây cói ..................................................... 19 1.5.2 Yêu cầu sinh thái .................................................................................. 20 1.6. Thành phần sinh hóa đặc tính tác dụng của cây Cói ................................. 21 1.7. Các yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu suất xử lý nƣớc thải ................................. 22 1.7.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phân hủy hiếu khí [ 1 ] ............. 22 CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM .......................................................................... 24 2.1 Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu ............................................................. 24 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ......................................................................... 24 2.1.2. Mục đích nghiên cứu .......................................................................... 24 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu........................................................................... 24 2.2.1. Phƣơng pháp khảo sát thực địa, lấy mẫu tại hiện trƣờng ................... 24 2.2.2. Phƣơng pháp phân tích phòng thí nghiệm .......................................... 24 2.2.3. Đo pH .................................................................................................. 27 2.2.4. Xác định độ mặn của mẫu nƣớc thải bằng phƣơng pháp chuẩn độ với AgNO3 ........................................................................................................... 27 2.2.5. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng TSS .............................................. 27 2.2.6 Khảo sát khả năng xử lý COD, SS của cây Cói ................................... 28 2.2.7. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý nƣớc thải rửa chai của nhà máy sản xuất mắm ........................................................................... 28 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 30 3.1. Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ sản xuất mắm Cát Hải ...................................................................................... 30 3.2. Kết quả nghiên cứu khả năng xử lý COD và SS trong nƣớc rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ mắm Cát Hải ............................................................. 31 3.2.1. Kết quả xử lý COD và SS theo dòng chảy đứng ................................ 31 3.2.2. Kết quả xử lý COD, SS trong nƣớc thải rửa chai theo dòng chảy ngang ............................................................................................................. 33 3.3. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý nƣớc thải ..... 34 3.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của hàm lƣợng Javen đến hiệu suất xử lý COD 34 3.3.2. Ảnh hƣởng của nồng độ chất hữu cơ trong nƣớc thải đến hiệu suất khử COD, SS ........................................................................................................ 35 3.3.3 Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hiệu suất khử COD, SS ................ 37 3.3.4 Ảnh hƣởng thời gian lƣu nƣớc thải tới hiệu suất khử COD ................ 38 3.3.5 Ảnh hƣởng của mật độ cây tới hiệu suất xử lý COD ........................... 39 3.3.6. Ảnh hƣởng tuổi của cây tới hiệu quả xử lý COD ............................... 41 3.4. Đề suất quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải sản xuất mắm Cát Hải ....... 42 Thuyết minh quy trình công nghệ ................................................................. 43 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 46 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ qui trình công nghệ chế biến sản phẩm nƣớc mắm cổ truyền .... 4 Hình 1.2. Sơ đồ các công đoạn phát sinh ô nhiễm nƣớc rửa chai. ........................ 6 Hình 1.3. Chai trƣớc khi rửa ................................................................................. 7 Hình 1.4. Chai trƣớc và sau khi rửa ..................................................................... 8 Hình 2.1. Đồ thị biểu diễn đƣờng chuẩn COD. .................................................. 26 Hình 3.1. Hiệu quả xử lý COD, SS đối dòng chảy đứng .................................... 32 Hình: 3.2. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD, SS theo dòng chảy ngang ..... 33 Hình 3. 3. Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng của chất Javen đến hiệu xuất xử lý COD ............................................................................................................................. 35 Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng nồng độ COD, SS đầu vào đến hiệu suất xử lý COD, SS của cây cói .................................................................................. 36 Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng nồng độ muối của nƣớc thải đến hiệu suất khử COD, SS ............................................................................................... 37 Hình 3.6:Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc thải đến hiệu suất khử COD ............................................................................................................. 39 Hình 3.7. Biểu đồ ảnh hƣởng của mật độ cây trồng đến hiệu suất xử lý COD .. 40 Hình 3.8: Biểu đồ ảnh hƣởng độ tuổi cây trồng đến hiệu suất xử lý COD, SS .. 41 Hình 3.9: Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải sản suất nƣớc mắm ........ 42 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Công thức làm mắm ở một số nƣớc châu Á ......................................... 2 Bảng 2.1: Bảng thể tích các dung dịch sử dụng để xây dụng đƣờng chuẩn COD ............................................................................................................................. 25 Bảng 2.2: Số liệu đƣờng chuẩn COD .................................................................. 26 Bảng 3.1 Kết quả chất lƣợng nƣớc rửa trai của công ty cổ phần sản xuất mắm Cát Hải ................................................................................................................. 30 Bảng 3.2. Kết quả xử lý COD và SS trong nƣớc rửa chai theo dòng chảy đứng 31 Bảng 3.3. Kết quả xử lý COD, SS trong nƣớc rửa chai theo dòng chảy ngang . 33 Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ Javen đến hiệu suất xử lý COD .................. 34 Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của nồng độ COD, SS đầu vào đến hiệu suất xử lý của cây cói ........................................................................................................................ 36 Bảng 3.6. Ảnh hƣởng nồng độ muối của nƣớc thải đến hiệu suất khử COD, SS của cây Cói .......................................................................................................... 37 Bảng 3.7: Ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc thải tới hiệu suất khử COD của cây ............................................................................................................................. 38 Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của mật độ cây trồng tới hiệu suất xử lý COD ............... 40 Bảng 3.9: Ảnh hƣởng độ tuổi của cây trồng tới hiệu suất xử lý COD, SS ......... 41 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cô giáo TS. Nguyễn Thị Kim Dung đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn này. Em cũng xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô trong ban lãnh đạo nhà trƣờng, các thầy cô trong Bộ môn kỹ thuật Môi trƣờng đã tạo điều kiện giúp đỡ cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Vì khả năng và sự hiểu biết của em còn có hạn nên đề tài của em không tránh khỏi sự sai sót. Vậy em kính mong các thầy cô góp ý để đề tài của em đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn. Sinh viên: Vũ Văn Trúc KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 1 LỜI MỞ ĐẦU Với sự phát triển kinh tế, trính trị xã hội của mỗi quốc gia ngày càng lớn mạnh, kéo theo đời sống về vật chất tinh thần của con ngƣời càng đƣợc nâng cao. Đi đôi với những thành tựu đó có rất nhiều mối đe dọa cần đƣợc quan tâm đến nhƣ động `đất, sóng thần, bão lũ và việc quan tâm nhiều nhất chính là sự ô nhiễm môi trƣờng do các nhà máy, xí nghiệp, cơ quan và ý thức của mỗi ngƣời dân gây ra. Cần có những biện pháp quản lý chặt chẽ của nhà nƣớc và sự quan tâm đầu tƣ của mỗi cơ quan xí nghiệp đến việc xử lý chất thải. Đƣa ra các biện pháp hiệu quả, ít gây ảnh đến môi trƣờng nhất. Việt Nam chúng ta đã và đang rất chú trọng đến việc cải tạo môi trƣờng và ngăn ngừa ô nhiễm. Vì vậy, để ngăn chặn sự ô nhiễm trƣớc tiên phải xử lý các nguồn gây ô nhiễm thải vào môi trƣờng. Trong đó, xử lý nƣớc thải là một trong những yêu cầu cấp thiết ở nƣớc ta. Theo một vài thống kê hiện nay trên cả nƣớc hầu hết các doanh nghiệp, nhà máy đều có hệ thống xử lý nƣớc thải. Điểm mấu chốt ở đây là đa số các hệ thống xử lý nƣớc thải của các nhà máy do nguyên nhân nào đó hiệu quả xử lý chƣa tốt. Vấn đề ô nhiễm nguồn nƣớc do nƣớc thải rửa chai của nhà máy sản xuất nƣớc mắm cũng là vấn đề đƣợc các nhà quản lý môi trƣờng quan tâm. Nƣớc thải rửa chai có nồng độ chất hữu cơ, hóa chất và nồng độ muối khá cao làm ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sự phát triển của các vi sinh vật và các cây thuỷ sinh trong nƣớc, cũng nhƣ ảnh hƣởng tới môi trƣờng và các động vật sống xung quanh. Để góp phần vào việc tìm ra giải pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu quả xử lý nƣớc rửa chai của nhà máy sản xuất nƣớc mắm em chọn đề tài: “ Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc rửa chai của Công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải bằng cây Cói. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Một vài nét về sản xuất nƣớc mắm Nƣớc mắm là một sản phẩm của thịt cá ngâm dầm trong nƣớc muối mặn, phân giải dần từ protein phức tạp đến protein đơn giản và dừng lại ở giai đoạn tạo thành amino axit nhờ tác dụng của enzim có sẵn trong thịt cá và ruột cá làm cho nƣớc mắm có mùi và vị đặc trƣng. Đây là sản phẩm của nhiều quá trình phức tạp gồm quá trình đạm hóa, quá trình phân giải đƣờng trong cá thành axit, quá trình phân hủy một phần amino axit dƣới tác dụng của vi khuẩn có hại, tiếp tục bị phân hủy thành những hợp chất đơn giản nhƣ amin, amoniac, cacbonic hydrosunfua Nƣớc mắm đƣợc sản xuất từ cá và muối không chỉ đƣợc sử dụng rộng rãi ở Việt Nam mà còn đƣợc ƣa chuộng ở nhiều nƣớc khác trên thế giới. Đặc biệt nƣớc mắm đƣợc sản xuất ở hầu hết các nƣớc Châu Á. Mỗi nƣớc có kiểu sản xuất khác nhau tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng và giá trị cảm quan khác nhau. Bảng 1.1: Công thức làm mắm ở một số nƣớc châu Á Nƣớc mắm Điều kiện và thời gian lên men Nhật Bản Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối + gạo lên men Thời gian lên men: 6 tháng Hàn Quốc Tỷ lệ 4 : 1 = Cá : Muối ( 6 tháng ) Việt Nam Tỷ lệ 3 : 1 – 3 : 2 = Cá : Muối ( 4-12 tháng ) Thái Lan Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối ( 5-12 tháng ) Malaysia Tỷ lệ 5 : 1 – 3 : 1 = Cá : Muối + đƣờng + me ( 3-12 tháng) Philippin Tỷ lệ 3 : 1 – 3 : 2 = Cá : Muối ( 3-12 tháng ) 1.2. Quy trình sản xuất nƣớc mắm ủa quá trình sản xuất nước mắm Bản chất của quá trình này chính là quá trình thủy phân protein trong cá nhờ hệ ủ Enzym proteaza Pepton Polypeptit Axit amin KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 3 Quá trình thủy phân protein đến axit amin là một quá trình rất phức tạp. Đặc hiệu của enzym peptidaza chỉ tác dụng lên mối nối liên kết peptit để thủy phân nối liên kết này: - CO - NH - - COOH + -NH2 Sự tham gia của enzym trong quá trình thủy phân theo cơ chế xúc tác: E + S E + P Với: E: enzym S: cơ chất ES: hợp chất trung gian giữa enzym và cơ chất P: sản phẩm Sản phẩm chủ yếu của quá trình phân giải protein là axit amin và các peptit cấp thấp. 1.2.2. Một số phương pháp chế biến - Phƣơng pháp chế biến nƣớc mắm cổ truyền - Phƣơng pháp chế biến nƣớc mắm cải tiến - Phƣơng pháp chế biến nƣớc mắm bằng hóa học - Phƣơng pháp chế biến nƣớc mắm bằng vi sinh vật 1.2.2.1. Phƣơng pháp chế biến nƣớc mắm cổ truyền a. Nguyên lý: Có 3 phƣơng pháp chế biến chƣợp cổ truyền * Phƣơng pháp đánh khuấy: - Cho muối nhiều lần. - Cho nƣớc lã - Đánh khuấy liên tục * Phƣơng pháp gài nén: - Cho muối một lần hoặc nhiều lần - Không cho nƣớc lã - Gài nén và không đánh khuấy H2O Peptidaza ES KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 4 * Phƣơng pháp hỗn hợp: - Kết hợp giữa 2 phƣơng pháp gài nén và đánh khuấy. - Lúc đầu thực hiện phƣơng pháp gài nén. - Sau đó thực hiện phƣơng pháp đánh khuấy b. Quy trình sản xuất Hình 1.1: Sơ đồ qui trình công nghệ chế biến sản phẩm nƣớc mắm cổ truyền Cá + muối Ủ ( 2 ngày ) Dịch cá Chiết rút Nƣớc muối, nƣớc biển Chƣợp chín B ã Lên men ( 6 – 12 tháng ) Chất dễ bay hơi ( axit béo dễ bay hơi, metyl ceton ) Axit amin 40 – 60 g/l Dịch nƣớc mắm 14 – 18 h N/l Nƣớc mắm cốt 200 g muối/l Nƣớc mắm thành phẩm Phối trộn Lên men lần 2 ( 6 – 12 tháng ) Dịch nƣớc mắm Bã sau chiết rút Lên men nhiều lần Xƣơng + thịt chƣa thoái hóa KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 5 1.3. Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng của nhà máy sản xuất nƣớc mắm Chai đƣợc làm sạch qua hai giai đoạn - Rửa chai - Tráng chai Nƣớc rửa chai thực chất là nƣớc biển có nồng độ muối cao và nhiều chất khác Nƣớc rửa chai có pha thêm hóa chất có tính oxy hóa mạnh Lƣợng keo dính nhãn ở vỏ chai khi rửa, sẽ đi vào nƣớc thải Sau khi rửa chai, tráng chai bằng nƣớc ngọt vẫn pha thêm hóa chất gây ức chế vi sinh vật Do là chai sử dụng lại, các thành phần còn lại trong chai tiếp xúc với không khí trong thời gian dài, biến đổi gây ô nhiễm môi trƣờng Trong quá trình rửa chai, nƣớc thải có chứa hàm lƣợng các chất hữu cơ tuy không cao nhƣng với sự có mặt của hóa chất có tính oxy hóa mạnh .Khi xả vào nguồn nƣớc sẽ thay đổi môi trƣờng sống, phá vỡ hệ cân bằng sinh thái làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn nƣớc, giảm chất lƣợng nƣớc cấp cho sinh hoạt trong công nghiệp 1.3.1. Chất thải rắn Chủ yếu là lƣợng giấy nhãn còn xót lại trên chai. Tuy nhiên đây là lƣợng chất thải rễ phân hủy, rễ xử lý . KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 6 1.3.2. Các công đoạn phát sinh ô nhiễm giai đoạn rửa chai