Trong nghiên cứu này, công nghệ sinh học bùn hoạt tính có sự bổ sung 2 chế phẩm sinh học Microbe – Lift IND và EM-WAT được dùng để xử lý nước thải thủy sản có độ mặn cao. Khả năng xử lý nước thải của bùn hoạt tính khi bổ sung hai chế phẩm này được đánh giá và so sánh thông qua các chỉ tiêu: Nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD), hàm lượng chất rắn lơ lửng trong bùn (MLSS), độ mặn, pH và tìm ra nồng độ chế phẩm tối ưu.
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ SINH HỌC BÙN HOẠT TÍNH TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN CÓ ĐỘ MẶN CAO Nguyễn Vũ Phong*, Bùi Phú Sơn, Lâm Thành Đạt Trường Đại học Cơng Nghệ TP Hồ Chí Minh *Tác giả liên lạc: nguyenvuphong0612@gmail.com TĨM TẮT Trong nghiên cứu này, cơng nghệ sinh học bùn hoạt tính có bổ sung chế phẩm sinh học Microbe – Lift IND EM-WAT dùng để xử lý nước thải thủy sản có độ mặn cao Khả xử lý nước thải bùn hoạt tính bổ sung hai chế phẩm đánh giá so sánh thông qua tiêu: Nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD), hàm lượng chất rắn lơ lửng bùn (MLSS), độ mặn, pH tìm nồng độ chế phẩm tối ưu Kết nghiên cứu cho thấy tải trọng tối ưu 4.5kg COD/m3.ngày, ứng với thời gian lưu giờ, khoảng độ mặn tối ưu sau thử nghiệm từ 5‰ đến 10‰ Bùn hoạt tính bổ sung chế phẩm Microbe – Lift IND đạt hiệu suất xử lý COD cao độ mặn 8‰ , bổ sung chế phẩm EM–WAT1 độ mặn 6‰ Bùn có bổ sung chế phẩm Microbe-Lift IND xử lý hiệu bổ sung EM-WAT1 Nồng độ tối ưu chế phẩm Microbe – Lift IND bổ sung vào 0.25mL chế phẩm/L nước thải Hiệu suất xử lý BOD5 giảm dần theo thời gian, pH ổn định mức từ 6.5 đến 7.5 thích hợp cho vi sinh vật sinh trưởng phát triển Nồng độ bùn (MLSS) tăng dần theo thời gian chạy mơ hình, ổn định khoảng từ 2000-4000 mg/L, nhiên cuối đợt chạy MLSS thường tăng cao Độ mặn giảm không nhiều, nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cột B QCVN 11-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải chế biến thủy sản Từ khóa: Nước thải chế biến thủy sản, nước thải có độ mặn cao, chế phẩm sinh học, bùn hoạt tính, vi sinh vật ưa mặn, bổ sung APPLICATION BIOTECHNOLOGY ACTIVATED SLUDGE IN SEWAGE TREATMENT WITH HIGH SALINITY Nguyen Vu Phong*, Bui Phu Son, Lam Thanh Dat Ho Chi Minh City University of Technology *Corresponding Author: nguyenvuphong0612@gmail.com ABSTRACT In this study, activated sludge biotechnology with the addition of probiotics Microbes - Lift IND and EM-WAT1 used to treat high salinity wastewater The wastewater treatment capacity of the activated sludge was evaluated and compared using the following criteria: chemical oxygen demand (COD), biological oxygen demand (BOD), mixed liquoz suspended soil (MLSS), salinity, pH and found the optimal concentration of the composition The results show that the optimal load was 4.5 kg COD/m3.day, corresponding to the retention time of hours, the optimum salinity is about 5‰ to 10‰ Activated sludge is added to the Microbe-Lift IND obtained the highest COD removal efficiency at salinity of ‰, when treated with EM-WAT1, the highest COD removal efficiency at salinity of 6‰ The optimal dose of Microbe - Lift IND was 0.25mL probiotics/L wastewater The higher the salt concentration, the lower the efficiency of BOD5 650 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học treatment The pH was stable from 6.5 to 7.5, it facilitated microorganism growth and development Sludge concentration (MLSS) has increaseed with the time of the model, stabilizing between 2000-4000 mg/L, but at the end of each run of the model, MLSS usually increased Salinity was reduced but not much, waste water after treatment meets criteria of column B QCVN 11-MT: 2015/BTNMT National technical standards on wastewater processing seafood Keywords: Seafood processing wastewater, high salinity wastewater, probiotics, activated sludge, halophilic, additional TỔNG QUAN Trong môi trường nước mặn, vi sinh vật hoạt tính q trình plasmolysis xảy với có mặt muối ăn, nghĩa tượng co hẹp chất nguyên sinh cách xa vách tế bào vi khuẩn nước tác dụng áp suất thẩm thấu, dẫn đến khoảng trống tế bào màng tế bào Điều tác động xấu đến khả sinh trưởng vi sinh vật Các hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ cổ điển gặp khó khăn mơi trường nước thải có độ mặn cao vi sinh vật thường phát triển chậm, không đạt mật độ sinh khối hệ thống đủ cao để phân hủy hiệu Các mơ hình sử dụng bùn hoạt tính gặp khó khăn tương tự Theo nghiên cứu quốc tế công bố, với độ mặn từ 3000 mg/l trở lên, sinh khối hiếu khí bị tác động rõ rệt, dẫn đến hiệu phân hủy hữu giảm mạnh Nguyên nhân độ mặn cao gây áp lực thẩm thấu ức chế đường phản ứng trình phân hủy hữu Vì thế, hệ thống xử lý sinh học truyền thống thường không hiệu việc loại bỏ chất ô nhiễm hữu môi trường nước mặn (Lefebvre and Moletta, 2006) Tuy nhiên, lại giải pháp hoàn tồn thân thiện với mơi trường giải vấn đề ô nhiễm nước, nên giới Việt Nam có nghiên cứu nhằm phân lập vi sinh vật tìm kiếm sơ đồ cơng nghệ sinh học phù hợp (Trung tâm Thông tin Khoa học Cơng nghệ TP.HCM, 2016) Có lồi vi sinh vật cần muối ăn để tăng trưởng gọi vi sinh vật halophilic Nồng độ muối nội bào vi sinh vật halophilic (ưa muối) chịu muối (halotolerant) thường thấp chúng trì cân thẩm thấu dịch bào (cytoplasm) chúng với mơi trường bên ngồi cách tích lũy hàm lượng cao chất tan thẩm thấu hữu khác Phần lớn nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm mặn phương pháp sinh học áp dụng vi sinh vật ưa mặn kỹ thuật hiếu khí Đã có nghiên cứu loại bỏ COD nước thải nhiễm mặn hệ thống đĩa sinh học quay (rotating biological discs) với sinh khối bùn hoạt tính có bổ sung dịng vi khuẩn chịu mặn Halobacterium Halobium (Dincer Kargi, 2001) Ngày nay, việc sử dụng chế phẩm sinh học nói chung chế phẩm sinh học dạng lỏng nói riêng có chứa chủng nấm men Saccharomyces kết hợp số chủng vi khuẩn để xử lý nước thải thủy sản có độ mặn cao quan tâm chưa có nghiên cứu cụ thể Trên thị trường có nhiều loại chế phẩm sinh học khác nhắc đến loại chế phẩm tổng hợp nhiều loại vi sinh vật chế phẩm Microbe – Lift IND EM – WAT1 Vì lý việc “Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học bùn hoạt tính xử lý nước thải thủy sản có độ 651 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 mặn cao” với việc bổ sung chủng nấm men Saccharomyces kết hợp số chủng vi khuẩn để tăng cường khả xử lý la cần thiết Nghiên cứu góp phần đánh giá hiệu suất xử lý bùn hoạt tính bổ sung loại chế phẩm Microbe – Lift IND EM – WAT1 độ mặn khác đưa liều lượng thích hợp để úng dụng vào thực tiễn PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng Chế phẩm sinh học Microbe – Lift IND, EM – WAT chứa chủng nấm men Saccharomyces sp xử lý độ mặn Nước thải thủy sản lấy từ bể điều hòa sau song chắn rác tinh (Công ty Cổ phần Đầu tư Thương mại INCOMFISH – Địa chỉ: Lô A77/I Đường 7, Khu cơng nghiệp Vĩnh Lộc, Quận Tân Bình, TP Hồ Chí Minh) Bùn hoạt tính lấy từ bể lắng thứ cấp (Công ty TNHH Framas Việt Nam – Địa chỉ: Khu Cơng Nghiệp Sóng Thần 2, Số Đường 12, Huyện Dĩ An, Bình Dương) Mơ hình xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật tăng trưởng dạng lơ lửng Phương pháp nghiên cứu Xây dựng giả thuyết 1: Thí nghiệm cố định nồng độ chế phẩm, thay đổi nồng độ mặn nhằm tìm nồng độ mặn tối ưu bổ sung chế phẩm Xây dựng giả thuyết 2: Thí nghiệm cố định nồng độ mặn, thay đổi nồng độ muối nhằm tìm nồng độ chế phẩm tối ưu, Xác định khả xử lý nước thải thủy sản có độ mặn cao chế phẩm mơ hình xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật tăng trưởng dạng lơ lửng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Tiến hành khảo sát mẫu nước thải công ty chế biến thủy sản địa bàn Kỷ yếu khoa học Thành phố Hồ Chí Minh thấy độ mặn thường dao động từ 1‰ đến 5‰ Để áp dụng phạm vi lớn nguồn nước thải có độ mặn cao hơn, đề tài tiến hành thử nghiệm nghiệm thức ứng với độ mặn 1‰, 5‰, 10‰ từ độ mặn chọn khoảng giá trị xử lý tối ưu từ 6‰, 7‰, 8‰, 9‰, 10‰ Từ đánh giá hiệu xử lý phương pháp bùn hoạt tính có bổ sinh chế phẩm sinh học tìm khoảng độ mặn tối ưu Từ khoảng độ mặn tối ưu xác định, chọn độ mặn chi tiết tiến hành thí nghiệm tối ưu nhằm tìm độ mặn cao mà phương pháp xử lý đạt hiệu Cuối tiến hành so sánh lựa chọn chế phẩm thích hợp nhất, xác định nồng độ chế phẩm tối ưu để áp dụng vào thực tế KẾT LUẬN Với mục tiêu nghiên cứu đánh giá hiệu so sánh khả xử lý nước thải bùn hoạt tính bổ sung chế phẩm Microbe – Lift IND EM – WAT1 Từ xác định độ mặn, nồng độ chế phẩm tối ưu để đạt hiệu suất xử lý tốt nhất, đề tài thu kết luận sau: Tải trọng xử lý tối ưu: 4.5kg COD/m3.ngày ứng với thời gian lưu chế phẩm Độ mặn đạt hiệu xử lý COD tối ưu chế phẩm Microbe – Lift IND 8‰, chế phẩm EM – WAT1 6‰ Chế phẩm Microbe-Lift IND có khả xử lý tốt chế phẩm EM-WAT Liều lượng tối ưu chế phẩm Microbe – Lift IND 0.25mL chế phẩm/L nước thải Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cột B QCVN 11MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn 652 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 kỹ thuật quốc gia nước thải chế biến thủy sản BOD5: Nồng độ mặn cao hiệu suất xử lý BOD5 giảm dần pH: Ổn định mức từ 6.5 đến 7.5 mơi tường thích hợp cho vi sinh sinh trưởng phát triển Nồng độ bùn MLSS tăng dần theo thời gian chạy mơ hình, sau Kỷ yếu khoa học đợt chạy phải đo lại MLSS Kết phân tích thấy MLSS ổn định khoảng từ 2000-4000 mg/L, nhiên cuối đợt chạy MLSS thường tăng cao Độ mặn: Giảm không nhiều, chủ yếu lắng vi sinh vật ưa mặn hấp thu phân giải TÀI LIỆU THAM KHẢO HIỆP HỘI CHẾ BIẾN VÀ XUẤT KHẨU THỦY SẢN VIỆT NAM (VASEP), Tổng quan ngành chế biến thủy sản Việt Nam, 2017 LÂM VĨNH SƠN, 2012, Bài giảng Kỹ thuật Xử lý nước thải, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP Hồ Chí Minh LÂM MINH TRIẾT (CHỦ BIÊN), NGUYỄN THANH HÙNG, NGUYỄN PHƯỚC DÂN, 2004, Xử lý nước thải đô thị công nghiệp Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh NGUYỄN PHÚ HỊA, LÊ THỊ BÌNH, 2001, Phân tích chất lượng nước ni thủy sản, Bài giảng thực tập Khoa Thủy sản, Trường Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh TRƯƠNG THANH CẢNH, (2009), Sinh hóa Mơi trường, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật NGUYỄN THẾ ĐỒNG VÀ CTV, 2011, Sổ tay hướng dẫn xử lý nước thải số ngành công nghiệp – Tập 1, Tổng cục môi trường 653 ... cao chất tan thẩm thấu hữu khác Phần lớn nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm mặn phương pháp sinh học áp dụng vi sinh vật ưa mặn kỹ thuật hiếu khí Đã có nghiên cứu loại bỏ COD nước thải nhiễm mặn. .. sinh học khác nhắc đến loại chế phẩm tổng hợp nhiều loại vi sinh vật chế phẩm Microbe – Lift IND EM – WAT1 Vì lý việc ? ?Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học bùn hoạt tính xử lý nước thải thủy. .. cố định nồng độ mặn, thay đổi nồng độ muối nhằm tìm nồng độ chế phẩm tối ưu, Xác định khả xử lý nước thải thủy sản có độ mặn cao chế phẩm mơ hình xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật tăng