Nghiên cứu thử nghiệm phân giải sinh học màu hữu cơ congored – metylen blue và độ màu trong nước thải dệt nhuộm bằng các chủng vi sinh vật.pdf

NTTU-NCKH-04 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2019 Tên đề tài: NGHIÊN cửu THỦ NGHIỆM PHÂN GIẢI SINH HỌC MÀU HỮU Cơ CONGORED - METYLEN BLUE VÀ ĐỘ MÀU TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BANG CÁC CHỦNG VI SINH VẬT số hợp đồng : 2019.01.45/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: TRẦN THÀNH Đơn vị công tác: Viện kỳ thuật công nghệ cao NTT Thời gian thực hiện: 04-2019 đến 11 - 2019 Tháng 11 -2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỐNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2019 Tên đề tài: NGHIÊN cứu THỬ NGHIỆM PHÂN GIẢI SINH HỌC MÀU HỮU Cơ CONGORED - METYLEN BLUE VÀ ĐỘ MÀU TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẢNG CÁC CHỦNG VI SINH VẬT số hợp đồng : 2019.01.45/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: TRẦN THÀNH Đơn vị công tác: Viện kỹ thuật công nghệ cao NTT Thời gian thực hiện: 04-2019 đến 11 - 2019 Các thành viên phối hợp cộng tác: STT Họ tên Chuyên ngành Cơ quan công tác TS Lê Thị Ánh Hồng Vi sinh Môi trường Viện sinh học nhiệt đới CN Lê Đức Anh Quản lý TNMT Viện CNC NTT Ký tên 11 TÓM TẮT Dệt nhuộm ngành mũi nhọn Việt Nam, đóng góp từ 10- 15% GPD nước Bên cạnh thúc đẩy kinh tế ngành gây ảnh hưởng nhiều tới môi trường chù yếu lượng nước thải phát sinh từ cơng đoạn nấu, tay, nhuộm chứa lượng lớn thuốc nhuộm Azo Mà theo nghiên cứu nhà khoa học giới Azo nhóm thuốc nhuộm phổ biến có chứa gốc có chứa p-phenylenediamine gốc benzidine thành phần gây bệnh ác tính ung thư qua đường phơi nhiễm Hiện the giới có nhiều phương pháp xử lý vần số bất lợi xung quanh Phương pháp ứng dụng sinh học xử lý nước thải dệt nhuộm chủng vi sinh vật phương pháp the giới quan tâm không ngừng phát triến Song nghiên cứu tập trung sâu vào màu đơn sắc chùng kết họp, chưa kết họp chủng xử lý đa sắc, chưa tiếp cận nhiều đến xử lý trực tiếp tới nước thải dệt nhuộm Đe tài triển khai với mục tiêu nâng cao hiệu nâng cao việc xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp sinh học Những kết đạt được” Phân lập chủng vsv có khả phân giải màu thuốc nhuộm Methyl Orange với đường kính phân giải từ 0.3 đến cm Xác định chủng 05 từ phân giải màu Methyl Orange có khả phân giải đồng thời màu Methyl Orange, Methyl Blue, Congo Red Xác định 15 tô họp chủng vi sinh vật từ phân giải màu Methyl Orange có hiệu suất phân giải màu đa sắc >70% Hệ vi khuấn có khả thích nghi tốt mơi trường nước thải dệt nhuộm tuần Phát chế Quorum Sensing chùng vi khuẩn 05 thông qua nhuộm gram, soi bào tử Qua đánh giá đặc điểm hình thái, định danh 16S rRNA tra cứu BLAST search cho thấy chủng 02, 09 tương tự Bacillus subtilis SR3-30 05, 06 tương tự Bacillus subtilis E1 I SẢN PHẨM NCKH CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI NGHIỆM THƯ Đăng kí thuyết STT minh Sản phẩm Sản phẩm hoàn thành (số lượng, yêu cầu) Sản phẩm dạng I: Chủng vi sinh có khả phân giải Đã định danh Định danh chủng chủng (02, 05, 06, 09) màu Sản phẩm dạng II: Nguyên lý ứng dụng, vẽ, thiết kế Sản phẩm dạng III: Bài báo, sách chuyên khảo sản phẩm khác Bài báo khoa học Bài báo quốc tế Đẫ hồn thành Đã hồn thành hướng dần khóa luận tốt nghiệp cho (Không) Đào tạo sinh viên sinh viên Võ Hịa - khóa 2015 - Khoa Kỳ thuật thực phẩm Mơi trường II MỤC LỤC TĨM TẤT ỉ MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC BẢNG VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết Mục tiêu nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa thực Chương TÓNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 1.1 Tổng quan nước thải dệt nhuộm 1.1.1 Thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm 1.1.2 Quy trình cơng nghệ tống qt 12 1.1.3 Các thông số đánh giá nước thải dệt nhuộm 14 1.1.4 Sơ lược thuốc nhuộm thường gặp dệt nhuộm 16 1.1.5 Độc tính thuốc nhuộm azo 18 1.1.6 Tình hình sử dụng vấn đề nhiễm môi trường thuốc nhuộm giới Việt Nam 22 1.2 Tổng quan phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm 24 1.2.1 Các phương pháp hóa lý 28 1.2.2 Phương pháp điện hóa 31 1.2.3 Phương pháp hóa học 32 III 1.2.4 Phương pháp hấp phụ 33 1.2.5 Phương pháp sinh học .34 1.3 Tổng quan nghiên cứu xử lý theo phưoìig pháp sinh học 38 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới 38 1.3.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 40 1.4 Đánh giá tổng quan nghiên cứu 42 Chương NGUYÊN LIỆU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cúu 43 2.1 Quy trình nghiên cứu 43 2.2 Nguyên liệu nghiên cứu 44 2.3 Dụng cụ - Thiết bị - Hóa chất 45 2.4 Phương tiện nghiên cứu 45 2.4.1 Thời gian nghiên cứu: .45 2.4.2 Địa điểm nghiên cứu: 45 2.5 Phương pháp nghiên cứu 46 2.5.1 ND1: Phân lập tuyến chọn chủng vsv có khả phân giải màu .46 2.5.2 ND2: Thử nghiệm chủng vsv khử đồng thời màu Methyl Orange, Methyl Blue, Congo Red từ chủng vsv có dấu hiệu phân giải màu Methyl Orange 51 2.5.3 ND4: Đánh giá khả phân giải màu đa sắc chủng vsv từ chủng phân giải màu Methyl Orange 53 2.5.4 ND3: Đánh giá khả phân giải màu đa sắc cùa tổ hợp chủng vsv 53 2.5.5 ND4: Đánh giá khả thích nghi hệ vi khuấn môi trường nước thải dệt nhuộm tuần - Bước đầu ứng dụng phương pháp sinh học nâng cao xử lý nước thải dệt nhuộm 54 2.5.6 ND5: Xác định hình thái chủng vsv có khả phân giải màu đa sắc 57 2.5.7 ND6: Định danh chủng vsv theo trình tự 16S-rDNA 57 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 IV 3.1 Đánh giá khả phân giải màu chủng vsv phân lập từ nước thải dệt nhuộm 58 3.1.1 Kết kiểm tra định tính chủng vsv có khả phân giải màu Methyl Orange 58 3.1.2 Kết kiểm tra định tính chủng vsv có khả phân giải màu Methyl Orange .60 3.2 Đánh giá khả phân giải đồng thời đơn màu Methyl Blue, Congo Red từ chủng vsv phân giải màu Methyl Orange 63 3.2.2 Ket kiếm tra định tính chủng vsv phân giải màu Methyl Blue, Congo Red từ chủng phân giải màu Methyl Orange 63 3.2.3 Kết kiểm tra định lượng chùng vsv phân giải màu Methyl Blue, Congo Red từ chủng phân giải màu Methyl Orange 68 3.3 Đánh giá khả phân giải màu đa sắc chủng vsv phân giải màu Methyl Orange 71 3.4 Đánh giá khả phân giải màu đa sắc tổ hợp chủng vsv 73 3.5 Đánh giá khả thích nghi ciia hệ vi khuẩn môi trường nước thải dệt nhuộm qua thơng số kiểm sốt SV30, MLSS, SVI tuần .76 3.6 Ket xác định hình thái chủng từ tổ họp chủng có khả phân giải màu đa sắc 78 3.7 Kết định danh giải trình gene chủng vi khuẩn theo trình tự 16S- rDNA 83 3.7.2 Ket giải trình gene từ chủng từ tổ họp chủng tuyến chọn 83 3.7.3 Kết định danh theo trình tự 16S-rDNA 91 3.7.4 Sơ lượt loài Bacillus subtilis 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾNNGHỊ 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 PHỤ LỤC 99 V DANH MỤC HÌNH Hình 1.1:0 nhiềm nguồi nước thải dệt nhuộm Hình 1.2: Các phương pháp loại bở màu thuốc dệt nhuộm 24 Hình 2.1: Lưu đồ thí nghiệm 43 Hình 2: Bản đồ tọa độ công ty dệt nhuộm ULHWA 44 Hình 2.3: Bùn (a) nước thải (b) thu từ công ty Dệt Nhuộm 44 Hình 2.4: Quá trình phân lập vi sinh vật tổng quát 46 Hình 2.5: Đường chuẩn màu Pt-Co 49 Hình 2.6: Máy so màu UV-VIS Thermo scientific- Evolution 60S .49 Hình 2.7: Sơ đồ khối mơ hình xử lý 55 Hình 2.8: Mơ hình thực tế 55 Hình 3.1: Biếu đồ khả phân giải màu thuốc nhuộm Methyl Orange chủng vsv sau ngày nuôi cấy 61 Hình 3.2: Khả phân giải màu thuốc nhuộm Methyl Orange chủng 07 sau ngày nuôi cấy 62 Hình 3.3: Khả phân giải màu thuốc nhuộm Methyl Orange chủng 05 sau ngày nuôi cấy 62 Hình 3.4: Mầu nước chủng 07 05 phân giải sau ngày 62 Hình 3.5: Bieu đo khả phân giải màu thuốc nhuộm Congo Red từ chủng vsv phân giải màu Methyl Orange tính theo đường chuẩn màu Pt-Co sau ngày ni cấy 68 Hình 3.6: Khả phân giải màu thuốc nhuộm Congo Red chủng R5 sau ngày nuôi cấy 69 Hình 3.7: Mầu nước chủng R5 phân giải ngày thứ 69 Hình 3.8: Biểu đồ khả phân giải màu thuốc nhuộm Methyl Blue từ chủng vsv Methyl Orange tính theo đường chuẩn màu Pt-Co sau ngày nuôi cấy 70 Hình 3.9: Khả phân giải màu thuốc nhuộm Methyl Blue chủng B5 sau ngày nuôi cấy 71 VI Hình 3.10: Biểu đồ khả phân giải đa màu thuốc nhuộm từ chủng vsv Methyl Orange tính theo đuờng chuẩn màu Pt-Co sau ngày nuôi cấy 72 Hình 3.11: Biểu đồ khả phân giải đa màu thuốc nhuộm cặp chủng vsv cộng sinh tính theo đường chuẩn màu Pt-Co sau ngày ni cấy 74 Hình 3.12: Khả phân giải thuốc nhuộm đa màu cặp 02-9 sau ngày nuôi cấy 75 Hình 3.13: Khả phân giải thuốc nhuộm đa màu cặp 05-6 sau ngày nuôi cấy 75 Hình 3.14: Mầu nước cặp chủng 02-9 (trái) 05-6 (phải) phân giải sau ly tâm 75 Hình 3.15: Thể tích bùn lắng sau ngày ni cấy 77 Hình 3.16: Ành soi bào tử chủng 05 79 Hình 3.17: Anh minh họa trình vi khuẩn sử dụng “Quorum Sensing” ảnh soi bào tử chủng 05 thông qua kính hiến vi lOOx 80 Hình 3.18: Quá trình vi khuấn sử dụng QS đe liên kết hình thành màng Biofílm.81 Hình 3.19: Lớp màng Biofilm cùa chủng 05 qua ảnh soi bào tử 81 Hình 3.20: Hình thái vi khuẩn màng Biofilm tạo thành từ chế QS vi khuấn Lactobacillus spp (A) chủng 05 (B) 82 VII DANH MỤC BANG Bảng 1.1: Các nguồn nước thải Bảng 1.2: Các chất gây nhiễm đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm Bảng 1.3: Đặc tính nước thải sản xuất xí nghiệp dệt - nhuộm 11 Bảng 1.4: Các chất tạo màu có độ độc cao ảnh hưởng đến sức khỏe người 20 Bảng 1.5: Ưu nhược số phương pháp xử lý hợp chất hữu màu 25 Bảng 2.1: Các bước tiến hành phân lập chủng vi sinh vật 46 Bảng 2.2: Đường chuẩn Pt-Co 49 Bảng 2.3: Các nghiệm thức tổ hợp chùng đánh giá hiệu phân hủy đa màu 53 Bảng 3.1:Đường kính chủng vi sinh vật có khả phân giải màu nước dệt nhuộm Methyl Orange 58 Bảng 3.2: Đánh giá khả phân giải màu Congo Red từ chủng phân giải màu Methyl Orange đoi kí hiệu theo màu 63 Bảng 3.3: Đánh giá khả phân giải màu Methyl Blue từ chủng phân giải màu Methyl Orange đoi kí hiệu tên theo màu 66 Bảng 3.4: Đánh giá khả tương tác cặp chủng vsv phân giải màu đa màu sau ngày nuôi cấy 73 Bảng 3.5: Ket sau nuôi bùn thời gian ngày 76 Bảng 3.6: Kết soi nhuộm gram chủng từ tổ hợp chủng lựa chọn 78 VIII ... SINH HỌC MÀU HỮU Cơ CONGORED - METYLEN BLUE VÀ ĐỘ MÀU TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẢNG CÁC CHỦNG VI SINH VẬT số hợp đồng : 2019.01.45/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: TRẦN THÀNH Đơn vị công tác: Vi? ??n... hình thử nghiệm xử lý nước thải dệt nhuộm, đánh giá thích nghi hệ vi sinh vi khuẩn môi trường nước thải dệt nhuộm Phương pháp nghiên cứu Đe thực nội dung nghiên cứu trên, phương pháp nghiên cứu sau... nước thải dệt nhuộm chùng vi sinh vật lựa chọn • Phương pháp nghiên cứu mơ hình: - Tìm hiểu chức bể xử lý thiết kế quy mơ phịng thí nghiệm Phạm vi nghiên cứu Nguồn vi sinh nước thải dệt nhuộm phân