Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt và thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng cây trồng.

Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt và thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng cây trồng.Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt và thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng cây trồng.Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt và thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng cây trồng.Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt và thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng cây trồng.Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt và thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng cây trồng.Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt và thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng cây trồng.Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt và thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng cây trồng.Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt và thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng cây trồng.Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt và thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng cây trồng.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Thị Kiều Oanh NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VI KHUẨN LAM NHẰM XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ THU HỒI SINH KHỐI LÀM PHÂN BĨN KÍCH THÍCH SINH TRƯỞNG CÂY TRỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT HĨA HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MƠI TRƯỜNG Hà Nội - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Thị Kiều Oanh NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VI KHUẨN LAM NHẰM XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ THU HỒI SINH KHỐI LÀM PHÂN BĨN KÍCH THÍCH SINH TRƯỞNG CÂY TRỒNG Chun ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 8520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT HÓA HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Dương Thị Thủy TS Vũ Thị Nguyệt Hà Nội - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu luận văn “Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng trồng” cơng trình nghiên cứu tơi dựa tài liệu, số liệu tơi tự tìm hiểu nghiên cứu Chính vậy, kết nghiên cứu đảm bảo trung thực khách quan Đồng thời, kết chưa xuất nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực sai tơi hồn chịu trách nhiệm Tác giả luận văn Nguyễn Thị Kiều Oanh LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập thực luận văn tốt nghiệp này, nhận nhiều động viên, hướng dẫn tận tình thầy giáo, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Đầu tiên, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô PGS.TS Dương Thị Thủy cô TS Vũ Thị Nguyệt dành nhiều thời gian, công sức, quan tâm, bảo tận tình tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập, thực luận văn Luận văn thực khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu tuyển chọn vi khuẩn lam sinh chất kích thích sinh trưởng thực vật (KTSTTV) dung cho sản xuất phân bón”, mã số ĐTĐL.CN - 46/21, tơi xin chân thành cảm ơn Bộ Khoa học Công nghệ cấp kinh phí tạo điều kiện để thực luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc Học viện, Phòng Đào tạo thầy cô Khoa Công nghệ Môi trường – Học viện Khoa học Công nghệ giúp đỡ tơi suốt q trình học tập hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Viện Cơng nghệ mơi trường, phịng Thủy sinh học mơi trường tạo điều kiện thuận lợi, trang thiết bị, phịng thí nghiệm cần thiết để hồn thành tốt nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn cô TS Đồn Thị Oanh - Khoa Mơi tường Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội anh chị phịng Thủy sinh học mơi trường, Viện Cơng nghệ mơi trường giúp đỡ tơi suốt q trình thực thí nghiệm đề tài Nguyễn Thị Kiều Oanh tài trợ Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn thuộc Tập đoàn Vingroup hỗ trợ Chương trình học bổng thạc sĩ, tiến sĩ nước Quỹ Đổi sáng tạo Vingroup (VINIF), Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn (VinBigdata), mã số VINIF.2021.ThS.81 Tôi xin chân thành cảm ơn Quỹ đổi sáng tạo VINIF thuộc tập đồn Vingroup tài trợ kinh phí thực Học viên Nguyễn Thị Kiều Oanh MỤC LỤC 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.2.1 1.3.1 1.3.2 2.2.1 2.2.2 2.3.1 2.3.2 2.3.4 MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nước thải sinh hoạt .3 Khái niệm phân loại .3 Đặc trưng nước thải sinh hoạt .3 Hiện trạng nước thải sinh hoạt Việt Nam .3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 1.2 Vi khuẩn lam Spirulina platensis Đặc điểm phân loại hình thái 1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả sinh trưởng phát triển vi khuẩn lam VKL Spirulina platensis 1.3 Ứng dụng vi tảo vi khuẩn lam xử lý nước thải Các nghiên cứu giới .9 Các nghiên cứu Việt Nam 11 1.4 Ứng dụng vi khuẩn lam làm phân bón nơng nghiệp 13 CHƯƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 16 2.2 Hóa chất, thiết bị dụng cụ nghiên cứu 16 Môi trường nuôi cấy 16 Hóa chất, dụng cụ sử dụng phân tích mẫu 17 2.3 Phương pháp nghiên cứu 17 Phương pháp thu thập thông tin tài liệu 17 Phương pháp lấy mẫu nước thải .17 2.3.3 Phương pháp đo nhanh thông số nước thải (đo nhanh thông số: pH, nhiệt độ, độ dẫn điện, DO,…) 18 Phương pháp phân tích mẫu nước thải .18 2.3.5 Phương pháp xác định hormone (chất kich thích tăng trưởng thực vât, IAA)18 2.4 Bố trí thí nghiệm .18 CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 22 3.1 Nghiên cứu khả xử lý nước thải sinh hoạt chủng VKL Spirulina platensis SP4 22 3.1.1 Khảo sát mẫu nước thải sinh hoạt 22 3.1.2 Đề xuất mô hình sinh học sử dụng vi khuẩn lam xử lý nước thải sinh hoạt 24 3.1.3 Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng sinh trưởng chủng VKL Spirulina platensis SP4 25 3.1.4 Khả xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình sinh học sử dụng VKL Spirulina platensis SP4 29 3.2 Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam làm phân bón kích thích tăng trưởng trồng 36 3.2.1 Xác định hàm lượng IAA sinh khối dịch chiết vi khuẩn lam Spirulina platensis SP4 36 3.2.2 Đánh giá khả nảy mầm hạt lúa sử dụng dịch nuôi chủng VKL Spirulina platensis SP4 nước thải sinh hoạt 38 3.2.3 Đánh giá khả ảnh hưởng sinh khối vi khuẩn lam thu sau xử lý nước thải sinh hoạt đến sinh trưởng lúa giống BC15 .39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .45 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC .58 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Đặc tính nước thải sinh hoạt thông thường .3 Bảng 2.1 Thành phần môi trường nuôi cấy vi khuẩn lam .16 Bảng 2.2 Hóa chất, dụng cụ phân tích mẫu PTN 17 Bảng 3.1 Nồng độ chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt trước nuôi VKL Spirulina platensis SP4 22 Bảng 3.2 Chất lượng nước thải sinh hoạt số nghiên cứu 23 Bảng 3.3 Thành phần dinh dưỡng đất trồng thí nghiệm 40 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nồng độ sinh khối chủng VKL Spirulina platensis SP4 đến chiều cao lúa .41 Bảng 3.5 Ảnh hưởng nồng độ sinh khối chủng VKL Spirulina platensis SP4 đến số nhánh lúa 42 Bảng 3.6: Ảnh hưởng nồng độ sinh khối chủng VKL Spirulina platensis SP4 đến số giống lúa BC15 42 Bảng 3.7 Ảnh hưởng sinh khối VKL Spirulina platensis SP4 đến chiều cao giống lúa BC15 43 Bảng 3.8 Ảnh hưởng sinh khối VKL Spirulina platensis SP4 đến số nhánh giống lúa BC15 44 Bảng 3.9 So sánh khối lượng tươi khô lúa sau 10 tuần thí nghiệm .44 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tỷ lệ phát sinh nước thải sinh hoạt vùng nước Hình 1.2 Hình thái vi khuẩn lam Spirulina platensis SP4 kính hiển vi độ phóng đại a) 20 lần b) 40 lần Thước đo 20 µm Hình 3.1 Mơ hình sinh học sử dụng Spirulina platensis SP4 xử lý NTSH 24 Hình 3.2 Sơ đồ mơ hình xử lý NTSH sử dụng Spirulina platensis SP4 25 Hình 3.3 Sinh trưởng Spirulina platensis SP4 tỷ lệ cấp giống đầu vào khác 26 Hình 3.4 Hàm lượng N-NH4+ nước thải trước sau xử lý 27 Hình 3.5 Hàm lượng T-P nước thải trước sau xử lý 27 Hình 3.6 Hàm lượng P-PO43- trước sau xử lý 28 Hình 3.7 Hàm lượng COD trước sau xử lý 28 Hình 3.8 Biến động hàm lượng N-NH4+ T-N mơ hình chế độ tĩnh 29 Hình 3.9 Biến động hàm lượng N-NO2- N-NO3- hệ xử lý chế độ tĩnh 30 Hình 3.10 Biến động hàm lượng P-PO43- T-P hệ xử lý chế độ tĩnh 31 Hình 3.11 Khả xử lý COD chế độ tĩnh 31 Hình 3.12 Hàm lượng N-NH4+ trước sau xử lý mơ hình chế độ động .32 Hình 3.13 Hàm lượng COD trước sau xử lý mơ hình chế độ động 33 Hình 3.14 Hàm lượng T-P trước sau xử lý mơ hình chế độ động 34 Hình 3.15 Hàm lượng P-PO4 trước sau xử lý mơ hình chế độ động .34 Hình 3.16 Biến động hàm lượng N-NO3 hệ xử lý chế độ động 35 Hình 3.17 Biến động hàm lượng N-NO2- hệ xử lý chế độ động .36 Hình 3.18 Phổ IAA xác định dịch nuôi cấy sinh khối Spirulina platensis SP4 37 Hình 3.19 Phổ IAA dịch nuôi chủng VKL Spirulina platensis SP4 nước thải sinh hoạt 38 Hình 3.20 Ảnh hưởng dich môi trường nuôi chủng VKL S platensis SP4 đến khả nảy mầm hạt lúa BC 15 sau 48 h .39 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu từ viết tắt BOD COD ĐC NC NTSH QCVN T-N T-P TN VKL XKNT Tiếng Việt Nhu cầu oxy hóa sinh học Nhu cầu oxy hóa hóa học Đối chứng Nghiên cứu Nước thải sinh hoạt Quy chuẩn Việt Nam Tổng nitơ Tổng phốtpho Thí nghiệm Vi khuẩn lam Xử lý nước thải Tiếng Anh Biochemical Oxygen Demand Chemical Oxygen Demand Total nitrogen Total phosphorous MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ơ nhiễm mơi trường nước vấn đề nghiêm trọng cấp thiết Hầu hết, nước thải sinh hoạt thành phố chưa xử lý thải trực tiếp môi trường tiếp nhận kênh mương, ao hồ sông Nguồn nước thải sinh hoạt từ hoạt động dân sinh khó kiểm sốt, cần đưa biện pháp xử lý phù hợp Theo Chuyên gia môi trường Tổ chức Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA) nước thải sinh hoạt tác nhân gây nhiễm nguồn nước hiểm họa môi trường hàng đầu Việt Nam Theo thống kê Bộ Y tế, bệnh liên quan đến ô nhiễm nước đứng đầu danh sách tổng số ca bệnh nước Bên cạnh đó, nước thải sinh hoạt không qua xử lý đổ thuỷ vực có nồng độ COD, BOD, nito photpho cao Lượng nước thải xả thuỷ vực làm chết loài động thực vật thủy sinh, cạn kiệt nguồn tài nguyên giảm khả sinh trưởng phát triển… Hiện có nhiều phương pháp áp dụng để xử lý nước thải sinh hoạt, phương pháp sinh học phương pháp đem lại hiệu cao mặt kinh tế, không ảnh hưởng tới môi trường, phù hợp dễ áp dụng thực tế Phương pháp sinh học tận dụng hệ vi sinh vật có sẵn nước thải để phân hủy chất bẩn Một phương pháp nghiên cứu có kết khả quan sử dụng vi tảo vi khuẩn lam xử lý nước thải Theo thống kê, lượng phân bón sử dụng Việt Nam ngày tăng Việc lạm dụng phân bón tổng hợp (phân bón hoá học) thuốc bảo vệ thực vật sản xuất nông nghiệp nguyên nhân làm giảm độ phì nhiêu chất lượng đất, giảm suất trồng, giảm đa dạng sinh học, gây ô nhiễm mơi trường hiệu ứng khí nhà kính, suy giảm tầng ozone Chính vậy, phân bón có nguồn gốc từ vi tảo vi khuẩn lam thân thiện với môi trường thu hút quan tâm nhiều nghiên cứu khoa học có khả khắc phục tình trạng nhiễm mơi trường, hiệu trồng, cung cấp nhu cầu dinh dưỡng khoáng chất, giúp cho trồng sinh trưởng phát triển bền vững Trên sở đó, đề tài “Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam nhằm xử lý nước thải sinh hoạt thu hồi sinh khối làm phân bón kích thích sinh trưởng trồng” thực nhằm đánh giá khả xử lý nước thải sinh hoạt vi khuẩn lam tận dụng sinh khối sau xử lý làm phân bón ứng dụng cho trồng