Xây dựng công nghệ khả thi xử lý phế thải, nước thải của các nhà máy chế biến dứa

Chủ nhiệm đề tài TS.NCVC. Tăng Thị Chính
Đơn vị thực hiện Viện Công nghệ Môi trường
Thời gian thực hiện 2006 - 2007
Tổng kinh phí 300 triệu đồng
Nội dung đề tài

Mục tiêu

  • Xây dựng công nghệ khả thi sử dụng chế phẩm vi sinh vật phân huỷ nhanh các chất hữu cơ để xử lý phế thải rắn của các nhà máy chế biến dứa thành phân hữu cơ làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, giảm lượng phân hoá học dùng trong sản xuất dứa, chống thoái hoá và cải thiện môi trường đất trồng dứa.
  • Xây dựng quy trình công nghệ khả thi xử lý nước thải của nhà máy chế biến dứa đạt tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN).

Nội dung nghiên cứu

  • Thu thập và xử lý tài liệu liên quan đến xử lý phế thải rắn và nước thải của các nhà máy chế biến dứa trong nước và trên thế giới.
  • Đánh giá hiện trạng nước thải và chất thải rắn.
  • Thành phần của chất thải rắn: Tổng cacbon, tổng nitơ, tổng photpho, tổng kali và vi sinh vật tổng số, vi sinh vật gây bệnh.
  • Thành phần của nước thải: BOD, COD, DO, pH, TSS, SS, N-NH4+, TN, PO43-, TP.
  • Nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi sinh vật và thực vật thuỷ sinh phục vụ cho xử lý chất thải rắn và nước thải của nhà máy chế biến dứa.
  • Nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi sinh vật phục vụ cho quy trình xử lý nhanh phế thải rắn thành mùn hữu cơ.
  • Nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi sinh vật và thực vật thuỷ sinh phục vụ cho việc xử lý nước thải của nhà máy chế biến dứa.
  • Xây dựng quy trình công nghệ xử lý chất thải rắn và nước thải ở quy mô pilot:
  • Công nghệ khả thi xử lý phế thải dứa sử dụng các chủng vi sinh vật phân huỷ nhanh chất hữu cơ thành mùn để sản xuất phân bón hữu cơ.
  • Công nghệ khả thi xử lý nước thải của nhà máy chế biến dứa.
Kết quả đạt được

Đề tài đã tiến hành thu thập số liệu về tình hình sản xuất và chế biến dứa ở nước ta và phân tích chất lượng nước thải, bã thải trong quá trình chế biến dứa ở Công ty Thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao: Nước thải dứa có độ nhiễm hữu cơ rất cao: COD:2500-3500mg/l, BOD5 từ 1500 – 2200mg/l, pH từ 3,5-4,6 và có mùi hôi khó chịu.
Tuyển chọn các chủng vi sinh vật hữu hiệu để xử lý nước thải và bã thải dứa:

  • Đã tuyển chọn bốn chủng vi sinh vật để ứng dụng vào quá trình xử lý nước thải dứa bằng phương pháp hiếu khí (2 chủng vi khuẩn là DII17, DIII6 và hai chủng nấm men H5, H7). Kết quả nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh lý sinh hoá cho thấy chúng hoàn toàn có thể sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện môi trường  nước thải chế biến dứa.
  • Đã tuyển được 8 chủng xạ khuẩn (XK) ưa nhiệt, chịu axit sinh tổng hợp xenlulaza cao, kết quả nghiên cứu đặc điểm sinh học của chủng XK tuyển chọn cho thấy chúng thuộc chi Streptomyces (DH1, DH3, DH7, DH14, DH25, DH36, DH42, DH60). Chúng sinh trưởng và phát triển trong dải nhiệt độ tương đối rộng từ 25 – 600C, nhiệt độ sinh trưởng tốt nhất là 450C – 500C. Chúng sinh trưởng và sinh tổng hợp xenlulaza cao trong môi trường có giá trị pH ban đầu từ 3,0 – 9,0. Chúng phát triển tốt trong môi trường có nguồn cacbon là glucoza, tinh bột, sacaroza và nguồn nitơ là bột đậu tương và KNO3, nhưng chúng sinh trưởng và phát triển yếu trong môi trường có nguồn cacbon là  CMC-Na và xenluloza. Chúng sinh tổng hợp xenluloza cao trong môi trường có nguồn cacbon là xenluloza, CMC-Na và nguồn nitơ là KNO3.
  • Ứng dụng các chủng vi sinh vật đã tuyển chọn để xử lý nước thải dứa ở các qui mô khác nhau:
  • Sử dụng hỗn hợp của 4 chủng vi sinh vật tuyển chọn DIII6, DII17, và H5, H7 cho hiệu quả xử lý nước thải dứa tốt nhất. Sau 72 giờ xử lý COD đã giảm đi khoảng 10 lần (từ 1533 mg/l xuống còn 157 mg/l) và pH tăng từ 4,2 lên 7,9. Trong khi đó mẫu đối chứng COD chỉ giảm được khoảng 1/3 so với COD ban đầu và pH cũng chỉ tăng từ 4,2 lên 5,6.
  • Bổ sung 10%V hỗn hợp dịch giống của 4 chủng vi sinh vật trên vào quá trình xử lý nước thải chế biến dứa trong điều kiện phòng thí nghiệm (2,5l/bình), trong thiết bị thí nghiệm bùn hoạt tính AS – 20PS (Myamoto, Nhật) bằng phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí và ở qui mô pilot xử lý hiếu khí liên tục (bể Aeroten 750l) kết quả đều cho thấy, sử dụng bốn chủng vi sinh vật (VSV) là H5, H7, DIII16 và DII17, với tải lượng COD theo thể tích ở mức 0,7 và 1,0 kg-COD/m3/ngày với mức bùn từ 0,25 và 0,4 kg-COD/kg-MLSS/ngày, hệ thống hoạt động ổn định, bùn lắng tốt, hiệu suất xử lý COD đạt trên 95%. Nước thải dứa sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn B theo tiêu chuẩn TCVN5945-2005. Hiệu suất xử lý của hệ thống đạt 1,5 kg COD/m3/ngày. Độ pH của nước thải sau khi xử lý tăng từ pH axit lên pH trung tính (từ 4,0 - 4,5 lên 7,5 - 8,5). Các chỉ tiêu khác của nước thải sau khi xử lý như tổng chất rắn lơ lửng, tổng nitơ, tổng photpho đều đạt tiêu chuẩn nước thải loại A theo TCVN 5945 – 2005.
  • Đã nghiên cứu sử dụng bốn chủng VSV tuyển chọn trên vào hệ thống xử lý hiếu khí nước thải dứa tại Công ty Thực phẩm Đồng Giao với dung tích mỗi bể Aerotank là 200 m3 cũng cho kết quả rất tốt. Với COD của nước thải dứa trước khi xử lý là 2500 – 3000 mg/l, tổng nitơ 31 ~ 32 mg/l, tổng photpho 17 ~ 18mg/l, pH 4,0 – 4,6, sau khi xử lý COD của nước thải giảm được trên 90% (210 mg/l). Còn các chỉ tiêu khác của nước thải sau khi xử lý như tổng nitơ (4,22 mg/l), tổng photpho (3,31 mg/l) pH = 6,5 – 7,5 và chất rắn lơ lửng đều đạt tiêu chuẩn nước thải loại B theo tiêu chuẩn TCVN 5945 – 2005.

Sau khi áp dụng các chủng VSV đã tuyển chọn vào quá trình xử lý nước thải dứa đã giúp Công ty Thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao ra khỏi danh sách các nhà máy gây ô nhiễm môi trường trầm trọng (quyết định 64/2005 của Chính phủ).
Sử dụng các chủng XK tuyển chọn để xử lý bã thải dứa:

  • Đã sử dụng hỗn hợp của 8 chủng XK tuyển chọn để bổ sung vào quá trình ủ xử lý bã thải dứa trong điều kiện phòng thí nghiệm, kết quả cho thấy hiệu quả phân huỷ bã dứa khi được bổ sung các chủng XK tốt hơn hẳn so với không bổ sung VSV. Sau 30 ngày ủ, ở mẫu bổ sung 10% dịch giống các chủng XK tuyển chọn lượng bã dứa bị phân huỷ là 85,67%, trong khi đó ở mẫu đối chứng (ĐC) không bổ sung thêm VSV thì chỉ phân huỷ được có 59,75%, tức là tỷ lệ phân huỷ của các chủng XK tuyển chọn tăng 145%so với đối chứng.
  • Đã nghiên cứu xử lý bã thải dứa ở qui mô 150 kg bã tươi/thùng ủ, kết quả cũng cho thấy, nếu bổ sung hỗn hợp các chủng XK liều lượng 10% cho hiệu quả phân huỷ bã dứa tốt nhất, lượng bã dứa bị phân huỷ tăng 40,5% so với đối chứng.
  • Chất lượng mùn thu được ở mẫu bổ sung các chủng XK tuyển chọn tốt hơn ở mẫu đối chứng (không bổ sung VSV).
  • Sử dụng các chủng xạ khuẩn tuyển chọn vào quá trình xử lý bã thải dứa đã rút ngắn được thời gian phân huỷ bã dứa thành mùn hữu cơ, đồng thời chất lượng của mùn sau khi xử lý cũng tốt hơn so với không sử dụng các chủng VSV tuyển chọn.

Tóm lại đề tài đã hoàn thành được các nội dung đăng ký trong bản đề cương, đồng thời đã hoàn thành vượt mức đăng ký trong đề cương là triển khai áp dụng các chủng VSV tuyển chọn vào thực tế  xử lý nước thải dứa của Công ty Thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao và đã cho hiệu quả xử lý nước thải dứa tốt hơn hẳn. Điều này cho thấy tính khả thi cao của đề tài.

  • Đề tài đã thực hiện chỉ tiêu theo đúng qui định của Bộ Tài chính.Tuy nhiên, do yêu cầu thực tế của Công ty Thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao chỉ xây dựng hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí và tính cấp thiết cần giúp nhà máy vận hành hiệu quả hệ thống xử lý nước thải, nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu các chủng vi sinh vật để phục vụ cho hệ thống này. Do vậy, không tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải dứa bằng biện pháp kị khí. Đồng thời sau khi xử lý bằng phương pháp hiếu khí thì hàm lượng nitơ và photpho còn lại rất thấp nên đề tài không đi sâu nghiên cứu sử dụng thực vật thuỷ sinh để xử lý tiếp theo.
Sản phẩm
  1. Đề tài đã tuyển chọn được 2 chủng vi khuẩn, hai chủng nấm men và 8 chủng xạ khuẩn để áp dụng và các qui trình xử lý nước thải và bã thải của các nhà máy chế biến dứa.
  2. Đã ứng dụng 2 chủng vi khuẩn và nấm men để xử lý nước thải dứa hiếu khí. Khi áp dụng các chủng VSV này vào hệ thống xử lý nước thải hiếu khí, không đòi hỏi phải điều chỉnh pH của môi trường nhưng hiệu quả xử lý rất tốt, điều này giúp cho công nhân vận hành hệ thống xử lý thuận tiện hơn.
  3. Đã sử dụng 8 chủng xạ khuẩn ưa nhiệt chịu axit để ủ bã thải dứa thành phân bón hữu cơ phục vụ cho sản xuất nông nghiệp. Phương pháp ủ đơn giản, bã dứa phân huỷ nhanh nên rất dễ áp dụng.
  4. Đề xuất được 2 qui trình ứng dụng các chủng vi sinh vật tuyển chọn để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải dứa và bã dứa.

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".