Nghiên ứu khả năng phân hủy dầu của một số chủng vi sinh vật tạo màng sinh học để xử lý nước thải ô nhiễm dầu

Ứng dụng màng sinh học trong xử lý nước thải nhiễm dầu .... Đánh giá khả năng tạo màng và phân hủy các hydrocacbon của các chủng vi sinh vật .... Lựa chọn các chủng vi sinh vật có khả nă

B GIÁO D Ộ ỤC VÀ ĐÀO TẠ O TRƯỜNG ĐẠ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

B GIÁO D Ộ ỤC VÀ ĐÀO TẠ O TRƯỜNG ĐẠ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

LỜI CAM ĐOAN Luận văn này là công trình nghiên cứu trên cơ sở nghiên c u lý thuyết ứ

và thu th p thông tin t ậ ừthực nghi m Các s u, thông tin trong luệ ố liệ ận văn có ngu n g c rõ ràng, tin c y K t qu nghiên c u c a luồ ố ậ ế ả ứ ủ ận văn chưa từng được người khác công b trong b t k công trình nghiên c u nào Tác gi u hoàn ố ấ ỳ ứ ảchịtoàn trách nhiệm v n i dung luề ộ ận văn

Hà N i, ngày ộ tháng năm 2016

H c viên ọ

Vũ Ngọc Huy

L CỜI ẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin gử ờ ảm ơn chân thành và lòng biết ơn củi l i c a mình

tới PGS.TS Hoàng Th ị Thu Hương và TS Lê Thị Nhi Công đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều ki n cho tôi trong quá trình h c t p,thựệ ọ ậ c hi n ệ

và hoàn thiện đề tài

Tôi cũng xin ử ờ ảm ơn sâu sắ ớ ầg i l i c c t ith y cô và các cán b nghiên ộ

c u t i Vi n Khoa h c và Công ngh ứ ạ ệ ọ ệ môi trường i h c Bách Khoa Hà – Đạ ọ

N i và t p th cán b nghiên c u phòng Công ngh sinh hộ ậ ể ộ ứ ệ ọc môi trường - Viện Công ngh sinh h c, Việ ọ ện Hàn lâm Khoa h c và Công ngh ọ ệ Việt Nam

đã nhiệt tình gi ng dả ạy, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong th i gian qua ờ

Cuối cùng, tôi xin g i l i cử ờ ảm ơn sâu sắ ới gia đình và bạn bè đã c t chia

sẻ, động viên và t o mạ ọi điều kiện giúp đỡ tôi trong su t quá trình h c t p v a ố ọ ậ ừqua

Hà N ngàyội, tháng năm 2016

H c viên ọ

Vũ Ngọc Huy

M C L C Ụ Ụ

DANH MỤC CÁC KÝ HI U, CÁC CH Ệ ỮVIẾT T T Ắ iv

DANH MỤC HÌNH v

DANH MỤC B NG vii Ả M Ở ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: T NG QUAN 3 Ổ 1.1 Tình hình ô nhiễm dầu mỏ và một số biện pháp xử lý 3

1.1.1 Tình hình ô nhiễm dầu mỏ 3

1.1.2 Hậu quả của ô nhiễm dầu 6

1.2 Các phương pháp xử lý ô nhiễm dầu trong môi trường nước 8

1.2.1 Phương pháp cơ học 8

1.2.2 Phương pháp hóa học 11

1.2.3 Phương pháp sinh học 14

1.3 Màng sinh học và ứng dụng trong xử lý ô nhiễm môi trường 16

1.3.1 Khái niệm màng sinh học 16

1.3.1 Các y u t ế ố ảnh hưởng tới kh ả năng tạo màng sinh h c c a vsv ọ ủ 19

1.3.2 Các vi sinh v t t o màng sinh h c ậ ạ ọ 21

1.3.3 Ứng dụng màng sinh học trong xử lý ô nhiễm môi trường 23

1.4 Ứng dụng màng sinh học trong xử lý nước thải nhiễm dầu 24

1.4.1 Cơ sở khoa học 24

1.4.2 Cơ chế phân hủy hydrocacbon nhờ vi sinh vật 25

1.4.3 Ứng dụng màng sinh học trong xử lý nước thải nhiễm dầu 25

1.5 Giá thể cố định vi sinh vật 27

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.1 Mẫu nước thải 29

2.1.2 Các chủng vi sinh vật 30

2.1.3 Giá thể cố định vi sinh vật 31

2.1.4 Hóa chất, môi trường 32

2.1.5 Thiết bị 33

2.2 Phương pháp 34

2.2.1 Đánh giá khả năng tạo màng và phân hủy các hydrocacbon của các chủng vi sinh vật 34

2.2.2 Đánh giá tính đối kháng của các chủng vi sinh vật 39

2.2.3 Xử lý sơ bộ các vật liệu và cố định màng sinh học lên giá thể 40

2.2.4 Phương pháp phân tích các thông số trong hệ thử nghiệm 41

2.2.5 Xử lý thống kê 44

CHƯƠNG 3: K T QU VÀ TH O LUẾ Ả Ả ẬN 45

3.1 Lựa chọn các chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy các hợp chất hydrocacbon và tạo màng sinh học 45

3.1.1 Đặc điểm và khả năng phân hủy các hydrocacbon trong nước thải nhiễm dầu của các vi sinh vật trong bộ sưu tập chủng giống 45

3.1.2 Đánh giá khả năng tạo màng sinh học của các vi sinh vật 51

3.2 Đánh giá tính đối kháng của các chủng vi sinh vật đã lựa chọn 53

3.3 Thử nghiệm mô hình xử lý nước thải ô nhiễm dầu ở qui mô 300l 54

3.3.1 Lắp đặt thử nghiệm mô hình xử lý nước thải nhiễm dầu ở qui mô 300l 54 3.3.2 Đánh giá khả năng sinh trưởng và tạo màng c a VSV trong h ủ ệ

3.3.3 Đánh giá khả năng phân hủy các thành phần hydrocacbon của hệ

thống thử nghiệm 300l 58

3.4 Kết luận và kiến nghị 66

3.4.1 Kết luận 66

3.4.2 Kiến nghị 66

TÀI LIỆU THAM KH O Ả 68

PHỤ Ụ L C 74

DANH MỤC CÁC KÝ HI U, CÁC CH Ệ Ữ VIẾ T T T Ắ

BOD : Nhu c u ôxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand ) ầ

CFU : S ố lượng đơn vị hình thành khu n l (Colony forming unit) ẩ ạc CNSH : Công ngh sinh h c ệ ọ

COD : Nhu c u ôxy hóa h (Chemical oxygen demand) ầ ọc

DO : D u diesel (Diesel Oil) ầ

FO : D u nhiên li (Fuel oil) ầ ệu

GC : S c ký khí (Gas Chromatography) ắ

GCMS : S c ký khí kh i ph (Gas Chromatography Mass Spectometry) ắ ố ổHPLC : S c ký l ng hiắ ỏ ệu năng cao (High Performance Liquid

Chromatography)

LB : Môi trường Luria Broth –

MBBR : Công ngh s d ng giá th c ệ ử ụ ể ố định màng sinh h c chuyọ ển động

(Moving Bed Biofilm Reactor)

MBR : Công ngh s d ng b sinh h c màng vi lệ ử ụ ể ọ ọc (Membrance

BioReactor)

MPN : Phương pháp xác định s ố lượng vi sinh v t (Most probable ậ

number)

OD : Mật độ quang h (Opitical Density) ọc

PAHs : Hydrocacbon đa vòng thơm (Polycyclic aromatic hydrocacbon) QCVN : Quy chu n Vi t Nam ẩ ệ

RBC : Công ngh s dệ ử ụng đĩa quay sinh học (Rotating Biological

Contactor)

TCVN : Tiêu chu n Vi t Nam ẩ ệ

USBF : Công ngh lệ ọc dòng ngược bùn sinh h (Upflow Sludge Blanket ọc

Filtration)

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 M t s i phao quây d ộ ốloạ ầu 9

Hình 1.2 M t s i phao quây dộ ố loạ ầuSử ụ d ng phao quây d u trong m t v ầ ộ ụ tràn dầu ở ịnh Mexico, tháng 6 2010 9 V Hình 1.3 Các bơm tách dầu điển hình 10

Hình 1.4 Một băng tải tách dầu được dùng trong v tràn d u tụ ầ ại đảo Knight, Alaska, tháng 8 năm 1989 11

Hình 1.5 Nguyên lý c a các ch t phân tán d u ủ ấ ầ 12

Hình 1.6 Hình nh phân tán d u ả ầ 13

Hình 1.7 Máy bay Basler BT-67 r i các ch t phân tán trong m t v tràn ả ấ ộ ụ d u t khoan Deepwater Horizon, ngày 5 tháng 5, 2010 ầ ừ 13

Hình 1.8 S hình thành màng sinh h ự ọc 17

Hình 1.9 C u trúc hi n vi c a màng sinh h c ấ ể ủ ọ 18

Hình 1.10 M t sộ ố ạ lo i giá th thường đượ ử ụng để ạể c s d t o màng sinh h c ọ 28

Hình 2.1 Mẫu nước th i nhi m d u tả ễ ầ ại kho xăng dầu Đỗ Xá 30

Hình 2.2 V t liậ ệu mang xơ dừ ử ụa s d ng trong thí nghi m ệ 32

Hình 2.3 Sơ đồ ử lý sơ bộ x giá th 40ể Hình 3.1 Hi u su t phân hệ ấ ủy các hydrocacbon đặc trưng trong thành phần nước th i nhi m d u c a các ả ễ ầ ủ chủng VSV 50

Hình 3.2 Kh ảnăng bắ ữt gi tím tinh th c a màng sinh h c do các ể ủ ọ 51

Hình 3.3 Kh ảnăng tạo màng sinh h c c a các ch ng VSV t o thành ọ ủ ủ ạ 52

Hình 3.4 S ự không đối kháng nhau của các ch ng vi sinh v t l a ch ủ ậ ự ọn 54

Hình 3.5 Giá th ể xơ dừa (a) và modun chứa giá th (b) ể 55

Hình 3.6 Sơ đồthiế ết k và lắp đặ ệt h ng x lý 300l thố ử 55

Hình 3.7 Các modun ch a giá th ứ ể đượ ắp đặc l t vào các b x lý c ể ử ố định 56 Hình 3.8 H ệthống được ch y th nghi m sau 3 ngày (a) và màng sinh hạ ử ệ ọc

Hình 3.9 nh hiẢ ển vi điệ ửn t quét giá th ể xơ dừa 58Hình 3.10 Hiệu qu phân h y các thành ph n alkane ả ủ ầ 60Hình 3.11 Kh ả năng phân hủy các thành ph n dầ ầu có trong nước thải nhi m d u c a h ễ ầ ủ ệthống x lý 62ửHình 4.1 Sắc ký đồ các mẫu nước th i sau x lý ả ử 74Hình 4.2 Sắc ký đồ ề ự v s phân h y phenol sau 0, 5, 7 và 14 ngày x ủ ửlý 75Hình 4.3 Sắc ký đồ ự s phân h y các thành phủ ần Naphtalen có trong nước thải nhi m d u sau 5, 7 và 14 ngày x ễ ầ ửlý 76Hình 4.4.Sắc ký đồ ự s phân h y các thành phủ ần PAHs có trong nước thải nhi m d u sau 5, 7 và 14 ngày x ễ ầ ử 77

DANH MỤ C B NG Ả

B ng 1.1 Vai trò cả ủa mạng lưới ngo i bào trong màng sinh h ạ ọc 19

B ng 2.1 K t qu phân tích các ch ả ế ả ỉ tiêu có trong nước th i l y 29ả ấ

B ng 2.2 Các ch ng vi sinh v t trong b ả ủ ậ ộ sưu tập có s n 31ẵ

B ng 2.3 Thành phả ần môi trường khoáng Gost cho vi khu n và cho n m men ẩ ấ 32

B ng 2.4 Thành phả ần môi trường nuôi c y vi khuấ ẩn (Môi trường LB) 33

B ng 2.5 Thành phả ần môi trường nuôi c y nấ ấm men (Môi trường Hansen) 33

B ng 2.6 Máy móc và ả thiết bị sử dụng trong đề tài 34

B ng 3.1 ả Đặc điểm hình thái và đặc điểm sinh h c c a các ch ng 46ọ ủ ủ

B ng 3.2 Mả ật độ ế t bào có trong màng sinh học được c nh các modun giá ố địthể xơ dừa 57

B ng 3.3 Hi u su t x lý trong các b nghi m ả ệ ấ ử ểthử ệ 59

B ng 3.4 K t qu phân tích các ch tiêu th nghi m ả ế ả ỉ ử ệ 63

M Ở ĐẦ U

D u m là nguầ ỏ ồn năng lượng cũng như nguyên liệu lâu i và luôn đờchiếm ộ ịm t v trí quan tr ng trong xã họ ội Cơ quan năng lượng qu c t (IEA) ố ếcung c p các th ng kê cho th y ngu n cung dấ ố ấ ồ ầu m ỏ đã tăng từ 90,5 triệu thùng/ngày lên 96,49 tri u thùng/ngày trong kho ng th i gian t quí I ệ ả ờ ừ năm

2013 đến quí I năm 2016 [1] Cùng v i s phát tri n c a ngành khai thác d u ớ ự ể ủ ầ

là s phát tri n c a các ngành công nghi p ch n và s d ng nguự ể ủ ệ ế biế ử ụ ồn năng lượng này M c dù là nguặ ồn năng lượng không th ểthiế ủu c a th i hiếgiớ ện đại, tuy nhiên d u mầ ỏ cũng là nguồn ô nhi m nghiêm trễ ọng đố ới môi trười v ng t ựnhiên, đặc biệt là môi trường nước Các thành ph n d u m ầ ầ ỏ chủ ế y u là các

h p chợ ất hydrocacbon l ng và thành ph n rở thể ỏ ầ ất đa dạng, trong đó có các thành phần độc hại và khó phân h y trong ủ môi trường t ự nhiên như benzen, naphthalen, phenol, toluen, xylen, v.v Trong quá trình khai thác, v… ận chuy n và s dể ử ụng, d u mỏầ có r t nhiấ ều các nguy cơ rò rỉ ra môi trường Đặc biệ ại các địa điểm lưu ữ, mua bán xăng dầt t tr u, các hoạt động thau r a b ử ểchứa là nguyên nhân gây ô nhiễm đáng kể ớ t i nguồn nước và môi trường

Để gi i quy t vả ế ấn đề ô nhi m trên c n ph i h p triễ ầ ố ợ ệt để các phương pháp x lý ử như cơ học, v t lý, hóa h c, sinh hậ ọ ọc… tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điể, m nhất định Trong s ố các phương pháp này, biện pháp sinh h c đư c xem là m t trong nhọ ợ ộ ững phương pháp xử lý tr ng ọtâm vì thân thi n vệ ới môi trường, có chi phí tương đối thấ nhưng đem lại p hiệu qu ả cao Gần đây màng sinh h c (biofilmọ ) được xem là m t trong nhộ ững biện pháp phân h y sinh h c giúp nâng cao kh ủ ọ ả năng chống ch u v i môi ị ớtrường c a h ủ ệ vi sinh và tăng hiệu qu xả ử lý ng d ng màng sinh h trong Ứ ụ ọc

x lý d u ô nhiử ầ ễm được cho là một hướng đi đầy tiềm năng V i các nh ớ ảhưởng không h nh b i ô nhi m d u m nói chung và các s n ph m tách ề ỏ ở ễ ầ ỏ ả ẩ

chi t t d u m tế ừ ầ ỏ ới môi trường và con người, vi c nghiên c u và x ệ ứ ử lý nước thải ô nhi m d u là m t nhi m v c n thi t và cễ ầ ộ ệ ụ ầ ế ấp bách

Trên cơ sở đó, tôi ợđư c giao tài: "Nghiên c u kh đề ứ ả năng phân hủy

d u c a mầ ủ ột s ố chủng vi sinh v t t o màng sinh hậ ạ ọc để ử lý nướ x c th i ô ảnhiễm dầu."

M c tiêu cụ ủa đề tài:

L a ch n m t s ự ọ ộ ốchủng vi sinh v có ật khả năng sinh trưởng, phát tri n, ể

t o màng sinh h c, phân h y d t t trong b ạ ọ ủ ầu ố ộ sưu tập ch ng vi sinh v t s n có ủ ậ ẵ

và s dử ụng để xây d ng mô hình x ự ử lý nước th i ô nhi m d u trong qui mô ả ễ ầphòng thí nghiệm

Nội dung đề tài:

1 L a ch n các ch ng vi sinh v t có kh ự ọ ủ ậ ả năng ạ t o màng sinh học

và phân h y các h p ch t hydrocacbon trong dủ ợ ấ ầu t các ch ng vi sinh vừ ủ ật tuyển ch n t b ọ ừ ộ sưu tập ch ng gi ng c a phòng Công nủ ố ủ ghệ sinh h mọc ôi

trường

2 Kiểm tra tính đối kháng c a các ch ng vi sinh v t s d ng trong ủ ủ ậ ử ụ

mô hình thí nghi m ệ

3 Thử nghiệm mô hình x ử lý nước th i ô nhi m dả ễ ầu ở qui mô 300l

4 Đánh giá khả năng phân hủy các thành ph n hydrocacbon cầ ủa

mô hình th nghi m 300l ử ệ

d u nghiêm tr ng, ầ ọ con người là tác nhân chính gây ra ô nhi m d u.Trong quá ễ ầtrình khai thác, vận chuy n hay quá trình s d ng d u t i các b ể ử ụ ầ ạ ể chứa kho xăng dầu, các cây xăng hay trong các hoạt động công nghi p, sinh hoệ ạt đã và đang gây ô nhi m nghiêm trễ ọng cho môi trường xung quanh, đặc bi t là môi ệtrường nước [ ] 14

D u m là m t h n hầ ỏ ộ ỗ ợp các hydrocacbon lthể ỏng đậm đặc có thành phầ ất đa dạn r ng Ô nhi m dễ ầu trong môi trường nước thường được nhắc đến

g n v i khái ni m tràn d u D u có th bao g m nhi u lo i khác nhau t dắ ớ ệ ầ ầ ể ồ ề ạ ừ ầu thô, các s n ph m l c dả ẩ ọ ầu (như xăng hoặc d u diesel), d u th i ho c ch t thầ ầ ả ặ ấ ải dính dầu Hiện tượng tràn d u là hiầ ện tượng gi i phóng hydrocacbon d u m ả ầ ỏ

l ng ỏ trong môi trường biể n, sông và các nguồn nước D u lan r ng do quá ầ ộtrình chuyển động và pha loãng vật lý trên b mề ặt nước V t loang b m t sau ế ề ặ

đó có thể đư c v n chuy n nh dòng ch y ho c gió D u m có th loang rợ ậ ể ờ ả ặ ầ ỏ ể ất nhanh trên mặt nước Ch 1 gi t dỉ ọ ầu kho ng 1 gam có kh ả ả năng tạo ra một màng d u dày 0,001 mm trên m t di n tích 20mầ ộ ệ 2 [ ] S át tán có th c12 ựph ể ần hàng tháng ho c thặ ậm chí hàng năm để có th d n s ch nh các quá trình t ể ọ ạ ờ ự

ngu n t ồ ừ nước th i c a các nhà máy công nghi p, kho ch a ho c do s rò r ả ủ ệ ứ ặ ự ỉcác đường ng d n d u cố ẫ ầ ủa các nhà máy đó Nước th i nhi m d u bao g m ả ễ ầ ồcác ngu nồ : nước thau rửa, nước mưa chảy qua khu v c ch a dự ứ ầu; nước b tị ạp nhi m do d u rò r t các thi t b , máy móc trong quá trình vễ ầ ỉ ừ ế ị ận hành hoặc trong quá trình b c d Các lo i d u này khi xâm nhố ỡ ạ ầ ập vào môi trường nước,

m t phộ ần bay hơi vào không khí, ộm t ph n n i t o thành màng d u loang, ầ ổ ạ ầphần khác hòa tan trong nước ho c t n tặ ồ ại dưới dạng nhũ tương Cặn ch a ứ

d u khi l ng xu ng s tích t ầ ắ ố ẽ ụtrong bùn đáy [14]

Trong l ch s c a th ị ử ủ ế giới đã có rất nhi u v tràn d u gây hề ụ ầ ậu qu ảnghi m trệ ọng đến h sinh thái bi n Có th k n v tràn d u vào ngày ệ ể ể ể đế ụ ầ20/4/2010, m t v n lộ ụ ổ ớn đã làm rung chuyển dàn khoan d u Transocean ầDeepwater Horizon, ngoài khơi Louisiana Vụ ổ n gây cháy d d i, dàn khoan ữ ộ

b sị ụp đổ hoàn toàn và chìm xu ng M c dù b ố ặ ộ phậ ảo v ệdàn khoan đã tự n b

động b t kín các gi ng dị ế ầu trong trường h p x y ra th m h a Tuy nhiên, vẫn ợ ả ả ọ

có kho ng 200.000 gallons (757.082 lít) d u thô tràn ra v nh Mexico mả ầ ị ỗi ngày và tình tr ng này p di n trong su t 1 tháng sau khi x y ra s c bên ạ đãtiế ễ ố ả ự ố

c nh r t nhiạ ấ ều biên pháp ngăn dầu rò r [2]ỉ Chi n tranh vùng vế ịnh năm 1991cũng là nguyên nhân c a mộủ t trong nh ng v tràn d u nghiêm tr ng ữ ụ ầ ọ nhất trong l ch s Ngày 23 tháng 1, khi rút quân kh i Kuwait, ị ử ỏ quân đội Iraq đã ở m

t t c van c các ng d u và phá v ấ ả ủa giế ầ ỡ các đường ng d n d uố ẫ ầ Ước tính s ố

d tràn ầu tương đương 520 tri gallon d u thô [ ] Ngày 24/3/1989, tàu ệu ầ 39Exxon Valdez, sau khi vu t qua eo biợ ển Valdez, đã đâm phải m t tộ ảng băng,

dẫn đến chìm tàu và t thoát 11 tri u gallon d u thô [3] Ngoài ra còn hàng thấ ệ ầnghìn v tràn d u l n nh trên bi n, gây ra nh ng thiụ ầ ớ ỏ ể ữ ệt h i không nh c v ạ ỏ ả ềkinh t ế cũng như môi trường t nhiên [ ] ự 39

Việt Nam là nước đứng th vứ 4 khai thác d u khí khu về ầ ở ực Đông

và môi trường, t ừ năm 198 đến năm 209 11 t i Viạ ệt Nam đã xảy ra hơn 100 v ụtràn d u t i các vùng sông và bi n ven bầ ạ ể ờ Trong đó, có ba nguyên nhân chính

dẫn đến sự c tràn dố ầu là do va ch m, quá trình b c d ạ ố ỡ và đắm tàu Điển hình như ngày 26/12/1992, mỏ B ch Hạ ổ ỡ v ng dố ẫn mềm t tàu dừ ầu đến phao nạp làm tràn 300-700 tấn dầu FO Tháng 9/2001, tàu Formosa One (quốc tịch Liberia) đâm vào tàu Petrolimex 01 của Vi t Nam tệ ại vịnh Giành Rỏi, Vũng Tàu làm tràn ra môi trường biển ven b ờ khoảng 1000 m3 dầu diesel Ngày 23/12/2007, trên vùng biển các mũi Ba Làng An, xã Bình Châu, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi, hai chiếc tàu chở hàng đã đâm vào nhau, làm hơn 170 m3

dầu diesel tràn ra biển

Ngoài các vụ tràn dầu trên biển, những sự cố rò rỉ tại nước ta cũng gây rất nhiều thiệt h i Ngày 20/4/2011, kho chạ ứa xăng dầu c a doanh nghiủ ệp Hà Quy nằm trên địa bàn thôn Hưng Thịnh, Đức Thắng, Hiệp Hòa, B c Giang b rò rắ ị ỉ

ước tính lên tới trên 10000 lít xăng dầu Ngày 6/2/2016, s c bự ố ồn chứa xăng A95 của trạm xăng dầu Bù Đăng (Bình Phước) b rịrò ỉ 1000 lít xăng Các v rò ụ

rỉ này gây ra hiện tượng xăng dầu ngấm vào đất và các mạch nước ng m gây ô ầnhiễm môi trường và ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống của người dân khu vực xung quanh Bên cạnh các vụ ô nhiễm l n, các hoớ ạt động hàng ngày cũng dẫn

đến ô nhiễm dầu vào nguồn nước Các cửa hàng sửa chữa xe, máy móc, lượng dầu ô nhiễm b phát tán vào nguị ồn nước qua hoạt động thau rửa, v sinh và ệthường không được xử lý mà xả ự tr c tiếp ra cống thải chung Các hoạt động của cảng cá hay cảng hàng hải cũng dẫn đến những sự phát tán dầu vào nước [2] Như vậy, cùng v i s phát tri cớ ự ển ủa xã h i là s phát tri không ngộ ự ển ừng

c công nghiủa ệp khai thác và chế biế ầ n d u m , vỏ ấn đề ô nhiễm môi trường do

d u mầ ỏ cũng như các ả s n ph m t d u m là không th tránh khẩ ừ ầ ỏ ể ỏi và đang xảy

ra ở mức đáng báo động

1.1.2 Hậu quả của ô nhiễm dầu

1.1.2.1 Đố ới môi trười v ng

Khi b ô nhi m dị ễ ầu, môi trường nước b ị thay đổi tính ch t lý hóa Các ấthành ph n dầ ầu xâm nh p ậ vào môi trường nước làm nước ị tăng độ nhớb t, khiến các quá trình trao đổi, chuyển động của nước b ị thay đổi dẫn đến s ựthay đổi v h sinh thái vùng b ô nhiề ệ ị ễm Nước b nhiị ễm độc b i các thành ởphầ ầ , thay đổn d u i tính ch t, màu s c, mùi v gây ng c, ch t ho c biấ ắ ị, ộ độ ế ặ ến

đổi gen các sinh v t trong vùng ô nhi m L p dậ ễ ớ ầu loang ngăn cản s ự trao đổi chấ , cũng nhưt ánh sáng và nhiệt lượng gi a b u khí quy n với môi trường ữ ầ ểnướ Đ ều này gây ra các thay đổc i i v nhiề ệt độ, lư ng ch t hòa tan c a môi ợ ấ ủtrường, làm gi m nả ồng độ oxy hoặc cacbonic h p th ấ ụ vào nướ đặc, c bi t ệ ảnh hưởng t i các r n san hô và các lo i sinh v t nh y c m v i s ớ ạ ạ ậ ạ ả ớ ự thay đổi oxy Ô nhi m d là nguyên nhân làm m kh ễ ầu giả ả năng tự làm s ch c a nguạ ủ ồn nước do các sinh v t phù du, sinh vậ ật đáy ị b t [chế 14]

1.1.2.2 Đố ới v i sinh v t ậ

T t c các loài sinh v t trong vùng ô nhi m dấ ả ậ ễ ầu đề ị ảnh hưởu b ng tiêu

c b i d u ực ở ầ Trứng, u trùng cá, sinh v t phù du, các sinh vấ ậ ật ở dưới đáy bịảnh hưởng b i các m ng d u n i, thành phở ả ầ ổ ần tan trong nước và c n d u l ng ặ ầ ắtrong l p bùn ớ Các loài chim khi săn mồ ại t i vùng ô nhi m d có kh ễ ầu ả năng bị

d u bao ph trên lông gây gi m nhiầ ủ ả ệt độ ơ thể c , gi m kh ả ả năng bay Bên c nh ạ

đó, vi c nu t ph i dệ ố ả ầu cũng làm ngộ độ c, ch t hoế ặc đột bi n ế các loài động vật như chim, cá cũng như các loài th y sinh khác Do d u n i trên mủ ầ ổ ặt nước, ngăn cản ánh sáng m t tr i, nó hạn ch sặ ờ ế ự quang hợp c a các loài ủ thực ậv t và các sinh vật phù du Điều này làm gi m s lư ng cá th c a h ng v t và ả ố ợ ể ủ ệ độ ậ

h sinh thái trong toàn b khu v c [ệ ộ ự 14] Đặ c bi t, trong d u m có các thành ệ ầ ỏphần hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) là có khả năng gây ra độ ết bi n, ung thư, cho các loài sinh vật [15]

1.1.2.3 Đố ới v i kinh t , xã hế ội và con người

Trước tiên, các v tràn d u gây ra t n th t v kinh t ụ ầ ổ ấ ề ế cho con người do thất thoát nguồn năng lượng quan trọ Theo sau đóng là các kho n kinh phí ả

khổng l chi tr cho ệclàm sồ ả vi ạch môi trường b ô nhi m, khôi ph c h sinh ị ễ ụ ệthái cũng như hỗ ợ tr ngư i dân trong vùng b ô nhiờ ị ễm Ngoài nh ng thi t hữ ệ ại trự ếc ti p còn có các ảnh hưởng x u mang tính chấ ất lâu dài như các cảnh quan

b n du l ch, các vùng nuôi trờ biể ị ồng, đánh bắt th y h i sủ ả ản… đều b gi m ị ảdoanh thu, sản lượng và chất lượng s n ph m cung cả ẩ ấp

Bên cạnh đó, ô nhiễm d u còn ầ ảnh hưởng trực ti p t i sế ớ ức kh e con ỏngười Các thành ph n trong d u h u h t là các h p chầ ầ ầ ế ợ ất độc hại khác đố ới v i con người và th y sinh p xúc tr c ti p v i các sủ Tiế ự ế ớ ản phẩm xăng dầu (thành phần benzene, ethylbenzene, toluene, xylene ) trong khoảng th i gian dài ờ ra

có th ểgây ra đau đầu, chóng m t, choáng, bu n ặ ồ nôn hay các vấn đề ề v da

Đặc bi t, nệ ếu phơi nhiễm quá lâu v i các nguớ ồn độc h i trên có th dạ ể ẫn đến gián đoạn hormon, ung thư, đột biến gen Ăn phải thức ăn là các động v t, ậthự ậ ịc v t b nhi m dễ ầu cũng có gây các b nh nguy hithể ệ ểm cho con người như ung thư, đột bi n gen (d t t thai nhi [ế ị ậ ) 15]

Các tác động t ô nhi m d u và các s n ph m t d u là vô cùng nguy ừ ễ ầ ả ẩ ừ ầ

h i và khó ki m soát Vì v y, chúng ta c n tìm ra nh ng bi n pháp kh c ph cạ ể ậ ầ ữ ệ ắ ụ ,

x lý triử ệt để các thành phần độc h i t ô nhi m dạ ừ ễ ầu

1.2 Các phương pháp xử lý ô nhiễm dầu trong môi trường nước

1.2.1 Phương pháp cơ học

Trong các n bi n ô nhi m d u tdiễ ế ễ ầ ới môi trường nướ , phương pháp xửc

lý cơ học là bước đầu tiên được s dử ụng để nhằm ngăn chặn, kh ng ch và ố ếthu gom nhanh chóng, tối đa lượng d u tràn t i hiầ ạ ện trường Sau khi s dử ụng các phao quây d u tràn, có th s dầ ể ử ụng bơm hút, máng thu gom dầu để đưa

d u tràn v ầ ề nơi an toàn Biện pháp cơ học trong x lý ô nhi m d u là s d ng ử ễ ầ ử ụcác tính ch t v t lý khác nhau a pha dấ ậ giữ ầu và pha nước để tách bi t chúngệ Ban đầu, các phương pháp có thể áp d ng là quây gom, d n d u vào m t v trí ụ ồ ầ ộ ịnhất định để tránh dầu lan trên di n r ng Sau ệ ộ đó, các biện pháp tách d u khầ ỏi nước như gạt, ly tâm, được áp d ng Bên cụ ạnh đó, mục đích của vi c quây ệgom dầu là để ử x lý h u qu sau khi thu gom [5,8, , ] ậ ả 22 35

Các công c ụ được s dử ụng để quây dầu đơn giản và thông d ng nh t là ụ ấcác phao n i, có th ổ ể là phao đơn thuần ho c ặ phao đi kèm hệ ng thu gom thốtrên mặt nước Các phao quây dầu thường có c u trúc gấ ồm ộm t phần chứa khí hoặ ậ ệ ổc v t li u n i, ph n t m chầ ấ ắn chìm dướ ặt nước i m và các kh p n i giớ ố ữa các phao M i modun phao quây d u có th có chi u dài t -30m Các dỗ ầ ể ề ừ15 ạng phao có th k n là phao t ể ể đế ự phồng, phao bơm khí, phao tự ổ n i Phao quây

dầu được s d ng t i các vùng ô nhi m có s c gió nh mử ụ ạ ễ ứ ẹ, ặt nước không quá biến động Các phao có th đư c lể ợ ắp đặt, định hình b ng thuy n kéo ho c ằ ề ặcano

Hình 1.1 Mộ ố loạt s i phao quây d u [ ] ầ 36

Hình 1.2 S d ng phao quây d u trong m ử ụ ầ ộ ụt v tràn d u Vịnh Mexico, ầ ở

tháng 6 2010 (ảnh James Davidson)

Sau khi dầu đượ ố địc c nh b ng phao, s d ng các máy hút d u tách ằ ử ụ ầ để

dầu khỏ ặt nước và đưa i m vào b n ch a ồ ứ Bơm hút dầu tràn (skimmer) được thi t k g m v t li u h p ph ế ế ồ ậ ệ ấ ụ hoặc ấp th dh ụ ầu nhưng không ngấm nước và các máy bơm hút dầu Nư c nhi m dớ ễ ầu được đưa vào máy bơm phần dầu được tách ra và hút vào b n chồ ứa, nước được tách tr l i T l d u thu gom ở ạ ỷ ệ ầ

và công su t cấ ủa bơm hút dầu tùy thu c vào lo i d u tràn và loộ ạ ầ ại bơm hút.Các loại máy bơm dầu được phân lo i theo thi t k ạ ế ế như loại đĩa, loại tr ng, ốlược, d ng ph i hạ ố ợp đĩa và lược, loại băng tải, lo i dây cu n ạ ố hoặc đập hút

V i các v tràn dớ ụ ầu diesel, xăng có thể dùng loại bơm trống hoặc bơm đĩa

V i các lo i d u nớ ạ ầ ặng hơn có thể dùng bơm dạng chổi, băng tải hoặc đập hút

Hình 1.3 Các bơm tách dầu điển hình (a) băng tải; (b) đập hút; (c) lư c; (d) tr ng; (e) dây cuợ ố ốn và (f) cơ chế ho t ạ

động của bơm tách dầu

Tuy nhiên, biện pháp cơ học ch có thu gom ph n nào d u t i hiỉ thể ầ ầ ạ ện trường Các thành ph n dầ ầu đã hòa tan với môi trường ho c l p d u mỏng ặ ớ ầkhông th thu gom bể ởi phương pháp này Với các h n ch ạ ế này, phương pháp

cơ học luôn cần các phương pháp đi kèm hỗ trợ [ ] 36

Hình 1.4 Một băng tải tách dầu được dùng trong v tràn d u tụ ầ ại đảo Knight,

Alaska, tháng 8 năm 1989

1.2.2 Phương pháp hóa học

Phương pháp hóa học đư c s dợ ử ụng như biện pháp b sung sau khi s ổ ử

dụng các phương pháp cơ họ Phương pháp này sử ục d ng các ch t phân tán; ấcác ch t keo t các chấ ụ; ất phá nhũ tương dầu - nước H u hầ ết phương pháp này làm gi m kích ả thước các h p ch t hydrocacbon trong dợ ấ ầu để các vi sinh

v t có kh ậ ả năng phân hủy nhanh hơn

Chất phân tán làm gi m b t lả ớ ực căng mặt phân gi i gi a dớ ữ ầu và nước

t o ra nhạ ững gi t d u nh y nhanh quá trình phân tán t nhiên, tọ ầ ỏ đẩ ự ạo điều

kiện để ễdi n ra quá trình phân h y sinh h c Nguyên lý c a các ch t phân tán ủ ọ ủ ấnày là do c u trúc mấ ột đầu ưa dầu và một đầu ưa nước, các đầu ưa dầu t p ậ

trung quanh gi t dọ ầu trong khi các đầu ưa nước đẩy gi t dọ ầu vào môi trường nước và t o ra các gi t nh ạ ọ ỏ

Hình 1.5 Nguyên lý c a các ch t phân tán d u ủ ấ ầCác ch t phân tán có th ấ ể được đưa vào sử ụ d ng b ng h ng phun t ằ ệ thố ừmáy bay ho c tàu bi n, sau t ặ ể ừ 1 đến 2 ngày các v t d u loang chuy hoàn ệ ầ ển toàn thành h phân tán Thành ph n ệ ầ ban đầu các chất phân tán được s dụng ửgiống v i các ch t t y r a d u nh t đư c s n xu t vào nhớ ấ ẩ ử ầ ớ ợ ả ấ ững năm 1960 Tuy nhiên các ch t phân tán th h u tiên này gây ô nhi m cho h sinh thái và ấ ế ệ đầ ễ ệkhông được ti p t c s d ng Các ch t phân tán th h ti p theo là m t h n ế ụ ử ụ ấ ế ệ ế ộ ỗ

h p c a các ch t hoợ ủ ấ ạt động b m tề ặ , nhũ hóa và dung môi v i các tớ ỷ l khác ệnhau đểgiảm độ ạ ới môi trường Phương pháp này làm tan vệ ầc h i v t d u trên

b mề ặt nước, gi i quy t các vả ế ấn đề trao đổi ch t giấ ữa môi trường nước và không khí, gi m thiả ểu các nguy cơ cho sinh vật trên mặt nước, các loài chim săn mồi, r ng ng p m n Tuy nhiên, bừ ậ ặ ản thân những chất tăng độ phân tán,

h keo và d u phân tán ệ ầ trong nước ại có kh l ả năng gây độc cho sinh v t, làm ô ậnhiễm môi trường tầng đáy Vì các nhược điể m này là phương pháp này nên tránh s d ng khu vử ụ ở ực có san hô, nơi nuôi trồng th y s nủ ả , nơi hút nước công nghi m Hệ ầ ếu h t các ch t phân tán u không th phân tán dầu có độ ớấ đề ể nh t cao

và h ệnhũ tương ổn định [5, 45]

(a) (b) (c)

Hình 1.6 Hình nh phân tán d ả ầu (a) Dầu phân tán t nhiên,(b)Dự ầu tiếp xúc v i ch t phân tán ớ ấ

và (c) ầd u v i chớ ất phân tán sau vài giây

Hình 1.7 Máy bay Basler BT-67 r i các ch t phân tán trong m t v tràn dả ấ ộ ụ ầu

t khoan Deepwater Horizon, ngày 5 tháng 5, 2010 ừ

Một phương pháp hóa học khác là s d ng ch t h p ph Nhử ụ ấ ấ ụ ững chất này h p ph dấ ụ ầu nhưng không hút nư c Ch t hấp ph có th là nh ng chớ ấ ụ ể ữ ất

hữu cơ tự nhiên, vô cơ tự nhiên, ho c t ng h p Ch t hặ ổ ợ ấ ấp ph b ng hụ ằ ữu cơ bao gồm rêu hơn bùn, mùn cưa, lông, và mộ ố ậ ệ ựt s v t li u t nhiên khác ch a ứcacbon Ch t hấ ấp ph ụ vô cơ tự nhiên như đất sét, cát, tro núi l a Ch t hử ấ ấp

ph t ng hụ ổ ợp được con ngườ ại t o ra, và bao g m các chồ ất như polyethylene

và polyester x p ho c polystyrene Quá trình tách, thu d u kh i ch t h p ph ố ặ ầ ỏ ấ ấ ụsau khi đã thu gom về có th ti n hành b ng cách ép (qua b l c ho c b ng ể ế ằ ộ ọ ặ ằmáy quay ly tâm) hay bằng phương pháp nhiệt Ch t h p ph thư ng có ấ ấ ụ ờngu n g c t t hồ ố ừchấ ữu cơ, khi no dầu có th ể đóng bánh làm chất đốt, ch t ph ấ ụ

gia làm nhựa đường Tuy nhiên, phương pháp này có những nhược điểm như giá thành cao, ch áp dỉ ụng được ở những vùng l ng sóng và cặ ần được x lý ửtách d u sau khi s dầ ử ụng [5,8,16].

Ngoài những phương pháp nêu trên còn có phương pháp đốt tập trung ngay sau khi d u lan trên m t bi n Sau khi phát tán, màng d u tr nên m ng ầ ặ ể ầ ở ỏ

và khó cháy Vì th ế muốn đốt đượ ầc d u loang, th ng cho thêm các chườ ất hấp

ph , chụ ất này coi như một “mồi châm” và còn có tác dụng t p trung d u lậ ầ ại đểđốt được triệt để hơn Phương pháp này gây ra ô nhiễm không khí thứ cấp, lãng phí tài nguyên và gây chết các loại sinh vật khu vực xung quanh [36]

1.2.3 Phương pháp sinh học

D u m là m t lo i nhiên li u rầ ỏ ộ ạ ệ ất đặc bi t, trong thành ph n c a chúng ệ ầ ủchứa 30 35% hydratcacbon m ch th ng, 25 75% hydratcacbon m– ạ ẳ – ạch vòng, 10 – 20% hydratcacbon thơm như xeton, các loại rượu, furol, indol, carbazol, h c ín, nhắ ựa đường, bitum S d ng c a các hydrocacbon c ự đa ạ ủ ủa

d u mầ ỏ là do chi u dài chu i, các chu i phân nhánh, vòng và s liên k t giề ỗ ỗ ự ế ữa các l p ho c liên k t vớ ặ ế ới oxy, nito, lưu huỳnh S phân hu sinh h c các hự ỷ ọ ợp chất này ph thuụ ộc đáng kể vào tr ng thái vạ ật lý và tính độc h i c a chúnạ ủ g Các thành phần này thường r t khó phân h y t nhiên [9] ấ ủ ự

Phương pháp sinh học d a vào quá trình t nhiên do vi khu n phân hự ự ẩ ủy

d u thành các chầ ất khác Các s n ph m có th ả ẩ ể đượ ạc t o ra là cacbon dioxide, nước, và các h p chợ ất đơn giản mà không gây ô nhi m ễ đến môi trường Đểkích thích quá trình phân h y củ ủa VSV người ta thường b sung vào môi ổtrường m t s loạộ ố i VSV phù h p ho c cung cợ ặ ấp dinh dưỡng (nito, photpho…) cho VSV bản địa phát triển Các phương pháp này thường được s d ng kử ụ ết

h p vợ ới các phương pháp vật lý và hóa h c cho hi u qu x lý cao ọ để ệ ả ử hơn[10 30 40, , ]

Vì d u m là m t h n h p ph c t p nên c n m t qu n th các vi sinh ầ ỏ ộ ỗ ợ ứ ạ ầ ộ ầ ể

v t sinh ra các enzym khác phân h y Vi sinh v tham gia phân h y dậ để ủ ật ủ ầu

m theo nhỏ ững con đường r t khác nhau, có nh ng loài phân h y tr c ti p các ấ ữ ủ ự ế

sản phẩm c a d u m ủ ầ ỏ nhưng cũng có những lo i t o ra các h p chất thúc đẩy ạ ạ ợquá trình này Chúng có th ểtham gia quá trình trong điều ki n k khí hoệ ị ặc hiếu khí Vi khu n là nhóm vi sinh v t chính tham gia phân h y d u m [ẩ ậ ủ ầ ỏ 30, 27]

Việt Nam hiện nay đã có mộ ốt s hiên cng ứu ử lý ầ ằng phương x d u bpháp sinh học như nhóm nghiên c u cứ ủa Đặng Th Cị ẩm Hà đã sử ụ d ng một

s ố chế phẩm là nguồn N, P, K để kích thích hoạt động c a nhóm vi sinh vủ ật

bản địa k t h p v i s d ng t m thế ợ ớ ử ụ ấ ấm cơ học nh m x ằ ử lý nước th i ô nhi m ả ễ

dầu ở ộ ố kho xăng dầ m t s u và đã có được m t s k t qu [1] Bên cộ ố ế ả ạnh đó, nhóm nghiên c u c a c PGS.TS L i Thúy Hiứ ủ ố ạ ền đã ử ụ s d ng ch t ho hóa bấ ạt ề

m t sinh h c do các chặ ọ ủng vi sinh vật tạo ra để tăng cường quá trình phân hủy hydrocacbon có trong d u m [6] ầ ỏ

Tuy nhiên, trong các nghiên c u tứ ại Việt Nam, chưa có nhiều nghiên

cứu ứng d ng màng sinh hụ ọc trong x ử lý nước th i nhi m d u M c dù trong ả ễ ầ ặ

t nhiên, ự phần l n các VSV có kh ớ ả năng tạo thành màng sinh h c giúp chúng ọthích nghi tốt hơn với môi trường Ứ ng d ng màng sinh h c trong x ụ ọ ử lý nước thải nói chung và x lý d u nói riêng ử ầ đã và đang được nhi u n c trên thề ướ ếgiới quan tâm nghiên c u ứ Các phương pháp có thể ể đến như MBBR, MBR, k RBC đã được ch ng minh hi u qu trong các h th ng x ứ ệ ả ệ ố ử lý nước th i sinh ả

hoạt Phương pháp MBR ử ụs d ng làm s ch ạ nước th i nhi m d theo báo cáo ả ễ ầu cho th y hi u qu x lý có i b COD lên t i 97% [ấ ệ ả ử thể loạ ỏ ớ 43] Phương pháp sinh h c trong x lý ô nhi m d u là mọ ử ễ ầ ột phương pháp hiệu qu , thân thi n v i ả ệ ớmôi trường và có tính ng d ng cao trong th c t ứ ụ ự ế

1.3 Màng sinh học và ứng dụng trong xử lý ô nhiễm môi trường

1.3.1 Khái niệm màng sinh học

Màng sinh h c (biofilm) là khái ni m v m t t p h p các vi sinh vọ ệ ề ộ ậ ợ ật bám trên m t b m t c a v t th r n ho c b m t chộ ề ặ ủ ậ ể ắ ặ ề ặ ất lỏng thông qua h ệthống polime ngoại bào, t o thành l p màng bao ph b mạ ớ ủ ề ặt đó [21] Phần l n các vi ớsinh vật sinh trưởng trên môi trường bán lỏng đều có kh ảnăng tạo ra màng sinh h S hình thành màng sinh học ự ọc giúp VSV có kh ảnăng chống chịu các điều ki n kh c nghi t cệ ắ ệ ủa môi trường tốt hơn, hỗ trợ trao đổi ch t tấ ốt hơn và

h n ch s cạ ế ự ạnh tranh c a các vi sinh v t khác [ủ ậ 21] Vi khuẩn t n t i trong ồ ạmàng sinh học có tính ch t khác biấ ệt đáng kể so v i các vi khu n s ng trôi n i ớ ẩ ố ổtrong môi trường Chúng có xu hướng thích nghi nhanh chóng, tăng cường

sức đề kháng với độc ch t Các vi khuấ ẩn ở trung tâm màng sinh h c ọ thường

có kh ảnăng kháng thuốc mạnh nh t ấ

Một quá trình hình thành điển hình c màng sinh h c có th ủa ọ ể được tóm

t t vào 3 ắ giai đoạn chính là: g n kắ ết, tăng trưởng và phát tán Trong giai đoạn

đầu, các VSV khi b t g p b m t thích h p s t o ra các h p ch t ngo i bào ắ ặ ề ặ ợ ẽ ạ ợ ấ ạ(extracellular polymeric substances - EPS) để ắ g n k t v i b mế ớ ề ặt đó Sau đó các VSV này ti p t c sinh sế ụ ản t o h , ạ ra ệ thống EPS cũng như tiếp nh n các vi ậsinh v t t ậ ừ môi trường để phát tri n màng sinh h c Khi phát triể ọ ển đến một

mức độnhất định ho c g p ph i các y u t ặ ặ ả ế ố gây đột bi n, các t bào ho c mế ế ặ ột phần màng sinh học tách ra, phát tán vào môi trường [ ] 18

Vi sinh v t bám vào b m t giá th theo nhi u cách khác nhau M t s ậ ề ặ ể ề ộ ố

vi sinh v t t bậ ự ản thân nó đã có tính kết dính nh lipopolysaccharides ngo i ờ ạbào c ng v i nhộ ớ ững đặc tính c u trúc t bào h tr cho vi c di chuyấ ế ỗ ợ ệ ển đến b ề

m t là các ph n ph gặ ầ ụ ốc protein như lông nhung hoặc lông roi vi khu n ở ẩCác vi sinh v t khác ch t ng h p ch t k t dính cậ ỉ ổ ợ ấ ế ần thi t khi xu t hi n b mế ấ ệ ề ặt

Hình 1.8 Sự hình thành màng sinh h c [ọ 42]

Màng sinh h c có th ọ ể được hình thành b i tở ập hợp các t bào c a mế ủ ột hoặc nhi u loài vi sinh vật khác như nấề m men, vi t o, x khu n, vi khu n Các ả ạ ẩ ẩVSV k khí và hiị ếu khí có th song song t n tể ồ ại kh p các h c nh trong ắ ố ỏ ởmàng sinh h c M màng sinh h c trong t nhiên g m 2 thành ph n chính: ọ ột ọ ự ồ ầThành ph n t bào (t p h p các t bào c a m t hay nhi u loài vi sinh v t khác ầ ế ậ ợ ế ủ ộ ề ậnhau, bám dính trên b mề ặt nhất định) và mạng lưới các h p bao quanh các t ợ ếbào, t o nên cạ ấu trúc đặc trưng cho màng sinh h c ọ Trong đó, khối lượng t ếbào vi sinh v t chi m 2 - 5 % t ng khậ ế ổ ối lượng màng sinh h c, 3 - 6 % là các ọchất ngo i bào và ion, còn lạ ại là nước C u trúc màng sinh h c bao g m thành ấ ọ ồphầ ến t bào liên k t v i nhau m t cách có tr t t m b o s ế ớ ộ ậ ự đả ả ự trao đổi thông tin liên t c di n ra gi a các t bào Mụ ễ ữ ế ạng lưới các ch t ngo i bào có vai trò qui ấ ạ

định s s p x p t ự ắ ế ế bào đồng th i t o nên nh ng kênh dờ ạ ữ ẫn truyền nước bên trong màng sinh h c Nh ọ ờ đó một dòng nước ch y có th ả ể đi qua màng sinh

h c tọ ạo điều ki n cho vi c khu ch tán, phân ph i chệ ệ ế ố ất dinh dưỡng đến khắp các t bào trong màng sinh hế ọc cũng như mang đi những ch t th i không c n ấ ả ầthi C u trúc hi n vi c màng sinh h c ết ấ ể ủa ọ được th ểhiện ở Hình 1.9

Hình 1.9 Cấu trúc hiển vi c a màng sinh h c ủ ọ

t o b i 2 ch ng vi khu n Rhodococcus erythropolis và P marginalis ạ ở ủ ẩ

chụp b ng kính hiằ ển vi điệ ửn t quét (SEM) [ ] 32Thành phần mạng lưới các h p ch t ngo i bào rợ ấ ạ ất đa dạng tùy loài vi sinh v t, d ng màng sinh hậ ạ ọc và điều kiện hình thành Nhưng về cơ bản đều bao g m các thành ph n chính sau: 3 - 37 % là proteins, 9 - 50 % là nucleic ồ ầaxit, 3 - 21 % là carbohydrate Các h p chợ ất này thay đổi theo không gian và thời gian t n t i c a màng sinh h c V ồ ạ ủ ọ ề cơ bản màng sinh h c càng dày và ọthời gian t n tồ ại càng lâu thì có hàm lượng h p ch t ngo i bào càng nhi u, ợ ấ ạ ềthông thường m t l p h p ch t ngoộ ớ ợ ấ ại bào có độ dày t ừ 0,2 đến 1 μm, ở ộ ố m t s loài vi khuẩn độ dày c a l h p ch t ngo i bào lủ ớp ợ ấ ạ ớn hơn nhưng không vượt quá 10 đến 30 μm Mật độ tế bào t p trung cao nhất ở lậ ớp đỉnh c a màng sinh ủ

h c và gi m dọ ả ần theo độ sâu nhưng thành phần ợh p ch t ngo i bào l i phong ấ ạ ạphú hơn ở vùng phía trong màng sinh h c Thành ph h p ch t ngo i bào ọ ần ợ ấ ạtrong h u hầ ết các màng sinh học cũng khác biệt so v i các vi sinh vớ ật ở ạng d

s ng t do Nh ng thành ph n chính trong m t màng sinh h c bao gố ự ữ ầ ộ ọ ồm polysaccharides, proteins và DNA (B ng 1.1) [ả 21]

B ng 1.1 Vai trò c a mả ủ ạng lưới ngo i bào trong màng sinh h c [ạ ọ 21]

1.3.1 Các y u t ế ố ảnh hưởng t i kh ớ ả năng tạo màng sinh h c c a vsv ọ ủ

Màng sinh h c có th ọ ể được hình thành trên m r t nhi b m ột ấ ều ề ặt như: kim lo i, th y tinh, cellulose, các ch t hạ ủ ấ ữu cơ, bề ặt nướ … có cấ ạ m c u t o khác nhau Tuy nhiên trong điều ki n t ệ ự nhiên để chuy n t d ng s ng t do trong ể ừ ạ ố ựmôi trường sang d ng c u trúc trong màng sinh h c ạ ấ ọ đòi hỏi m t lo t nhộ ạ ững điều ki n nhệ ất định

− Đặc tính b m t giá thểề ặ

Đặc tính b m t giá th là y u t quyề ặ ể ế ố ết định s hình thành màng sinh ự

h c ọ Diện tích b m t là m t trong nh ng y u t chính ề ặ ộ ữ ế ố ảnh hưởng đến s phát ự

khả năng tiếp xúc v i t ớ ế bào, qua đó tạo điều ki n cho vi c bám dính lên b ệ ệ ề

− Điều kiện môi trường

Các đặc trưng hóa lý của môi trường nước như pH, mức độ dinh dưỡng, nồng độ các ion, nhiệt độ có thể đóng vai trò quan trọng trong mức độ gắn kết vi sinh vật lên bề mặt

+ Nồng độ muối NaCl

Nồng độmuối NaCl tác động tr c ti p lên s hình thành màng sinh h c ự ế ự ọthông qua đáp ứng v i m t s ớ ộ ố gen quy định cho s hình thành, phát tri n ự ểmàng sinh h c ọ và tác động gián ti p qua ế ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát tri n c a vsv ể ủ Đa số vi khuẩn sinh trưởng tốt trong môi trường có nồng độmuố ấp hơn 2 %, nhưng cũng có mộ ố ại th t s lo i vi khuẩn sinh trưởng t t trong ốmôi trường ch a nứ ồng độ muối trên 30 %, đó là các vi khuẩn ưa mu i ố(halophilic) như Halobacterium Natronococcus, ,… [7]

− Đặc tính c a t ủ ếbào

Mặc dù màng sinh học là hình thức tồn tại phổ biến của vi sinh vật trong môi trường tự nhiên nhưng không phải VSV nào cũng có khả năng hình thành màng sinh học Các đặc tính của tế bào bao quanh các cấu trúc phụ trợ như lông roi, lông nhung, khả năng di động, khả năng tạo các chất ngoại bào (protein, polysaccharide) ảnh hưởng lớn đến việc hình thành màng sinh học [ ]28 Những vi sinh vật có lông roi, lông nhung sẽ giúp cho việc di chuyển trong môi trường nước tốt hơn nên có hiệu quả tạo màng sinh học cao hơn Ngoài ra, chúng còn có ưu thế trong việc di chuyển đến một bề mặt giá thể xác định, nơi có điều kiện thuận lợi cho việc hình thành màng sinh học, đồng thời giúp cho việc bám dính ban đầu của tế bào với bề mặt [ ] 28

Tuy nhiên một số loài không có phần phụ trợ tế bào nhưng vẫn có khả năng hình thành màng sinh học mạnh dựa vào khả năng tự tổng hợp sẵn các chất ngoại bào như lipopolysaccharide, glycoprotein tạo thành cấu trúc màng giáp (capsule), màng nhày (slime) bao quanh tế bào Đặc tính này tạo tính tự kết dính cho tế bào, đặc biệt là những vi sinh vật gây bệnh như: Streptococcus mutans, S salivarius, Xanthomonas, Bacillus anthracis [ ].20

1.3.2 Các vi sinh v t t o màng sinh h c ậ ạ ọ

− Nhóm vi khu n ẩ

Màng sinh học là cấu trúc thường gặp trong t nhiên, trên 99 % vi khuự ẩn sống trong màng sinh học như các váng trên mặt nước, cặn máy lọc Để ồ t n tại trong những điều kiện khắc nghiệt (thiếu dinh dưỡng, nhiều áp l c ) vi sinh vự ật (vsv) phải h c cách bám lên b mọ ề ặt, liên k vết ới các loài khác để cộng sinh và tự bảo vệ mình [ ] 20

Vi khu n trong màng sinh h c có nhi u thu n lẩ ọ ề ậ ợi hơn là những vi khuẩn lơ lửng t ự do trong nước Trướ ếc h t, chúng chia s thông tin di truy n ẻ ề

Veillonella s d ng lactate do vi khuử ụ ẩn Streptococcus sinh ra Th hai, vi ứkhu n trong màng sinh hẩ ọc được b o v ả ệ khỏ ẻi k thù và các hoá chất độc hại như các động v t nguyên sinh, các lo i tậ ạ ảo độc h i (Dinoflagellates - t o roi) ạ ả

và khuẩn độc (Myxobacteria - niêm khu n); thu c kháng sinh, hoá chẩ ố ất, kháng th t bào mi n dể, ế ễ ịch … làm hạ Ở P aeruginosai , khi x lý ch t kháng ử ấsinh tobramycin v i nớ ồng độ 0,05 mg/ml đã làm giảm 82 % kh ảnăng sinh trưởng c a vi khu n này n u t n tủ ẩ ế ồ ại ở ạng lơ lử d ng mà không ảnh hưởng gì

n u t n tế ồ ại dướ ại d ng màng sinh h c [ ] ọ 17

Một số vi khuẩn có khả năng tạo màng sinh học phân theo nhóm vi khuẩn Gram:

+ Nhóm vi khuẩn Gr (+) như: Rhodococcus, Bacillus, Enterococcus, Microbacterium, Staphylococcus aureus, S epidermidis, Streptococcus,

+ Nhóm vi khu n Gr (-ẩ ) như: P aeruginosa, E coli, Actinobacillus actinomycetes

− Nhóm n m men ấ

Gần đây, các nhà khoa học trên thế giới cũng đã tiến hành thử nghiệm

và tìm được một số chủng nấm men có khả năng ứng dụng trong lĩnh vực xử

lý sinh học Chủng nấm men Yarrowia lipolyticađã được chứng minh là có khả năng phát triển trên các nguồn dinh dưỡng carbon như: nước thải nhà máy dầu cọ cũng như các hydrocarbon khác như alkan, acid béo, chất béo và dầu mỏ Năm 2011, Mrinalini Kumari và Jayanthi Abraham đã công bố chủng nấm men Rhodosporidium toruloides được phân lập từ đất bị nhiễm hydrocarbon dầu mỏ từ Vellore, Ấn Độ cũng đã được chứng minh là có khả năng phân hủy sinh học dầu diesel [ ] 38

1.3.3 Ứng dụng màng sinh học trong xử lý ô nhiễm môi trường

Với các đặc tính ưu việt, ứng dụng màng sinh học mang lại khả năng

xử lý vượt trội cho các hệ thống xử lý nước thải Các nghiên cứu ứng dụng màng sinh học đã được nghiên cứu từ rất sớm và được ứng dụng thành công trong nhiều hệ thống điển hình như MBBR, MBR, RBC Tại các nước phát triển như Mỹ, Hà Lan, Đức, Brazin, Nhật Bản… hệ thống màng sinh học đã được ứng dụng thành công và hiệu quả trong xử lý nước thải Đây là một phương pháp có nhiều ưu điểm trong xử lý các chất khí có mùi hôi và các hợp chất hữu cơ trong nước thải Trong hệ thống này, các vi sinh vật sẽ tạo thành một màng sinh học bao quanh các vật liệu lọc di động hoặc cố định Với q uá trình xử lý không khí ô nhiễm, khí thải được bơm chậm, xuyên qua hệ thống lọc, các chất ô nhiễm trong khí thải sẽ bị các vật liệu lọc hấp hụ Tại đây, các p

vi sinh vật sẽ phân hủy chúng Với cấu trúc đặc biệt của màng sinh học, các nhóm vi khuẩn hiếu khí và kị khí có thể sống trong cùng một khu vực nhỏ, tạo

ra các nhóm cộng sinh tăng cường khả năng phân hủy chất gây ô nhiễm Đặc biệt màng sinh học có khá nhiều ưu điểm như: hiệu quả cao, ít sử dụng hóa , chất, thiết kế linh động, giá thành và chi phí vận hành thấp [ ]46 Nhiều loại nguyên liệu lọc, vi sinh vật và điều kiện vận hành khác nhau được nghiên cứu

và phát triển để đáp ứng nhu cầu xử lý khác nhau

Gần đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois đã phát triển một loại màng sinh học mới dung trong xử lý nước và phân tán thuốc Các màng sinh học này có độ thấm cao hơn đáng kể so với các màng thẩm thấu ngược đang dùng trong quá trình khử muối và làm sạch nước Bên cạnh đó, màng sinh họccòn được sử dụng để loại chất hữu cơ trong các ao cá, giúp cho ngành nuôi trồng thủy sản tăng năng suất đáng kể Các màng sinh học còn được ứng dụng

để làm giảm số lượng các vi khuẩn khử sulfate nhờ đó hạn chế hiện tượng bị

ăn mòn của các đường ống dẫn dầu

1.4 Ứng dụng màng sinh học trong xử lý nước thải nhiễm dầu

1.4.1 Cơ sở khoa học

Màng sinh h c là m t t p h p bao g m nhi u t bào vi sinh v t c a mọ ộ ậ ợ ồ ề ế ậ ủ ột hoặc m t s ộ ố loài đượ ạc t o thành trên m t b m t chấ ắộ ề ặ t r n ho c ch t l ng [21] ặ ấ ỏCác cá th trong màng sinh h c có th ể ọ ểchịu được các ảnh hưởng hoá, lý cũng như các điều ki n kh c nghi t cệ ắ ệ ủa môi trường Các vi sinh v t hoậ ạt động t do ựtrong môi trường d n t o thành lầ ạ ớp màng sinh h c nh các phân t k t dính t ọ ờ ử ế ếbào v i nhau Khi lớ ớp màng được hình thành, quá trình hình thành màng vẫn tiếp di n và l p l i, các t bào luôn liên k t v i nhau Các t bào vi sinh trên ễ ặ ạ ế ế ớ ế

b m t c a giá th s b o v cho các l p t bào bên trong, t o ra tề ặ ủ ể ẽ ả ệ ớ ế ạ ập đoàn VSV có kh ả năng thích nghi tốt Tùy thuộc vào độ dày c a l p màng, các ủ ớVSV bên trong có th t n tể ồ ại trong mộ ạt tr ng thái bào t cho t i khi l p ngoài ử ớ ớ

b phá v ị ỡ hoặc xu t hi n các ch ng vi sinh v t y m khí trong l p màng Khi ấ ệ ủ ậ ế ớcác t bào VSV bên ngoài b phân tán, các VSV bên trong hoế ị ạt động theo trình t ự cũ và hình thành mộ ớt l p màng hoàn toàn m i ớ Thêm vào đó, nhờ quá trình hình thành màng sinh h c, các vi sinh v t này có th h p th ọ ậ ể ấ ụ được các chất dinh dưỡng tốt hơn, tạo được mối liên h a các t bào v i nhau và hệgiữ ế ớ ạn chế đư c s c nh tranh c a các vi sinh vật khác trong cùng điều ki n môi ợ ự ạ ủ ệtrường s ng 29ố [ ] Môi trường ô nhi m d u là mễ ầ ột môi trường có nhi u các ềthành phần độc h i v i các sinh v t s ng, vì vạ ớ ậ ố ậy các đặc điểm c a màng sinh ủ

h c giúp h vi sinh có th tọ ệ ể ồn t i và phát tri n tạ ể ốt hơn El-Masry và c ng s ộ ự(2004) đã chứng minh t i l p b mạ ớ ề ặt tương tác giữa dầu và nướ ẽ ạc s t o ra l p ớmàng sinh h c c a các vi sinh v t [ ] ọ ủ ậ 24

Đặc bi t, các thành ph n d u là các hydrocacbon rệ ầ ầ ất đa dạng và khó

phân h y các thành ph n này Các c u trúc trong màng sinh h c cho th y mủ ầ ấ ọ ấ ột

h ng c ng sinh hoàn ch nh, có các VSV trong màng có khệ thố ộ ỉ ả năng trao đổi các thông tin di truy n, t ề ừ đó tạo ra m t tộ ập đoàn có khả năng thích nghi tốt

và hi u qu x lý cao Vai trò c a các nhóm vi sinh vệ ả ử ủ ật s d ng d u th ử ụ ầ ể hiện rất khác nhau trong các môi trường khác nhau M i lo i vi sinh v t ch có th ỗ ạ ậ ỉ ểphân h y m nh m t vài hydrocacbon khác nhau Không m t vi sinh vủ ạ ộ ộ ật đơn

l nào có kh ẻ ả năng phân hủ ấ ảy t t c các lo hydrocacbon có trong thành phại ần

d u m [ ] Vì vầ ỏ 31 ậy ứng d ng màng sinh hụ ọc – ậ ợ t p h p các vi sinh v t s giúp ậ ẽcho quá trình phân h y các loủ ại hydrocacbon nhanh hơn và triệt để hơn

1.4.2 Cơ chế phân hủy hydrocacbon nhờ vi sinh vật

Cơ chế phân hu ỷcác hydrocacbon của vi sinh vật đã được các nhà khoa

học trong và ngoài nước nghiên c u Vi sinh v t s dứ ậ ử ụng hydrocacbon làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng cho s ự sinh trưởng và phát tri n Vi c sể ệ ử

d ng các hydrocacbon c a vi sinh v t có th x y ra tụ ủ ậ ể ả heo hai hướng:

- Đối với m t s ộ ố các hydrocacbon tan trong nước, vi sinh v t có ậthể ấ h p th c ti p ụtrự ế

- Đối v i các hydrocacbon khó tan mà có th chuy n sang ớ ể ể dưới

dạng nhũ tương dầu nướ- c thì quá trình phân huỷ vi sinh theo trình t các ự

bước: đầu tiên là hòa tan các hydrocacbon ớ ạng nhũ tương dầu nướdư i d c, sau

đó vi sinh vậ ết ti p xúc v i d u, cu i cùng chúng ớ ầ ố tiết ra các enzyme để chuyển hoá các hydrocacbon thành các ch t mà nó có th s dấ ể ử ụng được Nhìn chung các hydrocacbon khác nhau b phân hu b i nhi u lo i vi khuị ỷ ở ề ạ ẩn và bằng nhiều con đường khác nhau [23 31, ]

1.4.3 Ứng dụng màng sinh học trong xử lý nước thải nhiễm dầu

D u m là m t h n h p các h p ch t hầ ỏ ộ ỗ ợ ợ ấ ữu cơ có khả năng gây ô nhiễm môi trường Nhi u nghiên c u cho th y r ng, trong t nhiên các vi sinh v t ề ứ ấ ằ ự ậ

trong các h ệsinh thái khác nhau như trong đất, nước ngọt, nước bi n, các mẫu ểtrầm tích, vùng c c, m dự ỏ ầu…, và vô cùng đa dạng v ề chủng loài Bao gồm các nhóm vi khuẩn như: Achromobacter, Aeromonas, Alcaligenes, Bacillus, Pseudomonas…, các nhóm x khuạ ẩn như: Streptomyces sp, Actinomyces sp…, các lo i nạ ấm như: Allescheria, Aspergilius, Cephalosporium, Mucor, Hansenula…, và mộ ốt s loài t o [ ].ả 40

Ứng d ng màng sinh h c trong phân h y các h p ch t hụ ọ ủ ợ ấ ữu cơ đã được nghiên cứu t ừ năm 1989 Hettige và Sheridan (1989) đã ch ng minh các loài ứ

H resinae, Penicillium corylophilum và Paecilomyces variotiisinh trưởng tốt trên d u diezen và có kh ầ ả năng tạo màng sinh h c r t t [ ]ọ ấ ốt 26 Các loài này đã đượ ức ng d ng trong các h th ng màng sinh h c x ụ ệ ố ọ ử lý nước th i các kho ả ởxăng dầu -Masry và cEl ộng s ự (2004) đã chứng minh t i l p b mạ ớ ề ặt tương tác giữ ầu và nướ ẽ ạa d c s t o ra l p màng sinh hớ ọc c a các vi sinh v t Lủ ậ ớp màng này có kh ả năng phân cắ ầt d u thành các h t nh ạ ỏ hơn, nhờ đó chúng có thể ễ d dàng phân h y và chuy n hóa các thành ph n d u m [21] Bên c nh ủ ể ầ ầ ỏ ạ

đó, để có th nâng cao x lý hi u qu c h p chể ử ệ ả cá ợ ất này, người ta thường s ử

d ng các giá th g n các vi sinh v t có kh ụ ể để ắ ậ ả năng tạo màng sinh h c [ọ 41].Hiện nay, trên th giế ới đã có nhiều nghiên c u v các ch ng vi sinh v t tứ ề ủ ậ ạo màng sinh h c nhọ ằm ứng d ng trong x ụ ử lý các hydrocacbon thơm như benzen, naphthalen, phenol, toluen, xylen, Năm 2014, Meliani và Bensoltane đã nghiên cứu s d ng ch ng ử ụ ủ Pseudomonas tạo màng sinh h c ọtrong x lý ô n m d [ử hiễ ầu 34] ạ T i Vi t Nam, Nguy n B T cùng c ng s ệ ễ á ú ộ ựcũng đã nghiên cứu s n xu t ch t ho t hóa b m t sinh h c t các ch ng nả ấ ấ ạ ề ặ ọ ừ ủ ấm men để ử x lý d u [ầ 13] Các vi sinh vậ ạt t o ch t ho t hóa b mặấ ạ ề t sinh học được chứng minh là có kh ả năng tạo màng sinh h c r t tọ ấ ốt Đặc tính này có được là

do các vi sinh vật thường có c u tấ ạo đặc biệt ở màng t bào và kh ế ả năng sinh

này t o ra còn giúp cho quá trình phân h y các thành ph n d u m n ra ạ ủ ầ ầ ỏ diễnhanh và mạnh m ẽ hơn.

Giá th là các i v t liể loạ ậ ệu đượ ổc b sung vào quá trình x ử lý nước thải

bằng phương pháp sinh học để VSV bám dính, tạo màng trên v t li u nh m ậ ệ ằtăng ả năng xửkh lý và di n dích ti p xúc gi a vi sinh vệ ế ữ ới nước th i Các giá ảthể để VSV bám dính cần có các đặc điểm đặc trưng là độ bám dính vi sinh cao, di n tích b m t tiệ ề ặ ếp xúc trên một đơn vị tích l n, chthể ớ ịu được hoá chất

đố ới v i các chất hoà tan trong nướ và độ ềc b n s n ph m cao Giá thả ẩ ể vi sinh

có b m t ti p xúc (mề ặ ế 2/m3) càng l n càng tớ ạo điều ki n tối ưu cho quá trình ệsinh trưởng,phát tri n và t o màng c a vi sinh v t, t đó làm tăng hiệể ạ ủ ậ ừ u qu x ả ử

lý

S d ng giá th ử ụ ể VSV có các ưu điể như mật độm VSV l n, hiớ ệu năng

x lý cao, tử ải lượng chất được x lửlý ớn hơn, tiế ệt ki m chi phí, diện tích công trình, h ng chệ thố ịu được độ ố ả s c t i tr ng cao do có nhi u ch ng vi sinh vọ ề ủ ật hiếu khí, k khí và tùy nghi cùng t n t i trong b sinh h ị ồ ạ ể ọc

Công ngh xệ ửlý nước th i có s dả ử ụng các giá th phát tri n h vi ể để ể ệsinh vật đã được nghiên c u và phát tri n t i nhiứ ể ạ ều nước trên th i Trong ế giớcác đặc điểm c a giá thủ ể, đặc tính b m t giá th ề ặ ể ảnh hưởng không nh n ỏ đếkhả năng hình thành màng sinh h c ọ cũng như sự phát tri cển ủa các vi sinh v t ậ

thể có di n tích b m t lệ ề ặ ớn như ạ h t nh a, ự xơ dừa, s i nhỏ ẹ, đĩa quay chấ ệu t li

t ng h pổ ợ … Các lo giá th c n có ại ể ầ khả năng giữ được các h vi sinh v t trên ệ ậ

b m t ề ặ Hiện nay có r t nhi u các công ngh s dấ ề ệ ử ụng giá th cho h ể ệ vi sinh đã được phát triển như MBR, MBBR, RBC các công ngh này ch y u sệ ủ ế ử

d ng giá th t ng h p, có hi u qu h t t cho h vi sinh v t và có kh ụ ể ổ ợ ệ ả ỗ trợ ố ệ ậ ảnăng tái sử ụ d ng

Các h t nh a acylic ạ ự Các h t s i nh keramzit ạ ỏ ẹ

H t polymer d ng x p MBC ạ ạ ố Giá th ể xơ dừa

Hình 1.10 Mộ ố lo i t s ạ giá th ể thường đượ ử ụng để ạc s d t o màng sinh h c ọTrong các nghiên c u th c t , tác gi Nguy n Th ứ ự ế ả ễ ị Thanh Phượng - Viện Môi trường tài nguyên, Đạ ọi h c Qu c gia thành ph H ố ố ồ Chí Minh đã sử

d ng mụ ộ ố ạt s lo i giá thể: xơ dừa, than đá, hạt nhựa PVC… làm giá thể cho vi sinh v t phát triậ ển để ử lý nướ x c thải s n xu t b t mì bả ấ ộ ằng ỹ thu t USBF, k k ậ ết quả cho th y hi u qu x lý bấ ệ ả ử ằng xơ dừa cao nhất, đạt 98% COD [ ] Các 11 giá th t ể ừ xơ dừa được c u t o t thành ph n t nhiên, thân thi n v i môi ấ ạ ừ ầ ự ệ ớtrường và có kh ả năng sử ụ d ng làm phân bón ho c chặ ất đốt sau khi s d ng ử ụTác gi ả Phạm Th ị Dươngvà cộng s ự đã nghiên cứu kh ả năng hấp ph dụ ầu trong nước th i b ng các v t li u t ả ằ ậ ệ ự nhiên như thân bèo, lõi ngô, rơm và xơ

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U Ứ

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Mẫu nước thải

Mẫu nước th nhiải ễm xăng dầu được thu th p tậ ại địa điểm Kho xăng

dầu Đỗ Xá, Thường Tín, Hà N ội Đây là các mẫu thu th p t khu t p trung ậ ừ ậnước th i c a hoả ủ ạt động thau r a b chử ể ứa xăng dầu sau quá trình hoạt động

Mẫu đượ ấc l y sau khi b ể được đảo trộn đều, mẫu được gửi đi phân tích tại viện Hóa Công Nghi p K t qu ệ ế ả được trình bày b ng 2.1 ở ả

B ng 2.1ả Kết qu phân tích các ch ả ỉ tiêu có trong nước th i l y ả ấ

tại kho xăng dầu Đỗ Xá, Hà N i ộ

STT Chỉ tiêu th nghi m ử ệ Đơn vị M u ban đầ ẫ u QCVN 40:2011/BTNMT