Nghiên Ứu Xây Dựng Hệ Thống Xử Lý Nướ Nuôi Trồng Thủy Sản Tuần Hoàn Bằng Màng Lọ Sinh Họ, Để Ứng Dụng Nuôi On Giống Thủy Sản.pdf

B GIÁO D O  I H C BÁCH KHOA HÀ NI =======* & *====== PH NGHIÊN C U XÂY D NG X C NUÔI TR NG H TH   NG THY S N TU C,    N HOÀN B NG MÀNG L C SINH H NG[.]

Nuôi tr ng th y s n trên th gi i

T ng s ng th y s n trên toàn c t 20,76 tri g m 0,64 tri u t n t nuôi tr ng và 20,12 tri u t n t

(không k nuôi rong, t o bi ng là 92 tri u t n và 51,6 tri u t n.

Thế giới hiện nay cung cấp 110,4 triệu tấn sản phẩm thủy sản, với mục tiêu toàn cầu đạt 16,7 kg/người (trong đó, thủy sản chiếm 47%) Tổng sản phẩm thủy sản cung cấp đang được xem xét để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự phát triển bền vững.

Trung Qu c có s ng th y s n l n nh t 51,5 tri

2007 u t n t khai thác và 34,4 tri u t n t nuôi tr n ki u ch nh l i s li u th ng nuôi tr vào k t qu T u tra Nông nghi 7 u tiên có n n khai thác và nuôi tr ng S li u m i s

10 ng v u t n s tr li v s ng th y s n th gi

Nuôi tr ng th y s n ti p t ng nhanh trong th i gian qua T u hi u t a nuôi tr ng th y s n toàn c u cao nh t, m c dù m t s khu v c và m t s loài v n ti p t c có t

Nuôi trồng thủy sản hiện nay có giá trị 51,7 triệu tấn với giá trị đạt 78,8 tỷ USD, tăng 6,1% về khối lượng và 11% về giá trị Nếu tính cả sản phẩm biến đổi, tổng sản lượng nuôi trồng thủy sản có thể lên tới 66,7 triệu tấn, tương đương 85,9 tỷ USD.

Việt Nam hiện đang giữ vị trí thứ 3 thế giới về nuôi tôm, chỉ sau Trung Quốc, với tổng sản lượng đạt khoảng 42,9 triệu tấn vào năm 2005 So với các quốc gia khác, Việt Nam đứng thứ 3 trong sản xuất tôm, theo sau là Thái Lan (4), Indonesia (5) và Philippines (10).

Nuôi tr ng th y s n     Vi t Nam

B ng 1 : Di n tích NTTS toàn qu  1   n 2006-2010 [36] 

1.2 Tình hình ô nhing trong nuôi tr ng th y s n    các nhà máy này tr

Here is a rewritten paragraph that complies with SEO rules:"Nuôi trồng thủy sản trên sông Cửu Long đang đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước, làm ảnh hưởng đến chất lượng cá tra và các loài thủy sản khác Ngoài ra, tình trạng nuôi trồng không bền vững trên các ao hồ và sông Tiền, sông Hậu cũng gây ra nhiều vấn đề về môi trường và kinh tế Ở các tỉnh ven biển như Cà Mau, Bạc Liêu, vấn đề ô nhiễm và suy thoái môi trường nuôi trồng thủy sản trên sông Hậu đang trở thành một vấn đề cấp bách cần được giải quyết để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành thủy sản."

Quá trình chuyển đổi từ trồng lúa sang nuôi trồng thủy sản đang diễn ra ở quy mô lớn tại các vùng ven biển, dẫn đến sự suy giảm diện tích đất nông nghiệp Việc nuôi cá bè trên sông rạch và nuôi thâm canh thủy sản tại các vùng ngập nước đang trở thành xu hướng phổ biến.

Ô nhiễm môi trường trong nuôi trồng thủy sản đang trở thành vấn đề nghiêm trọng do sự tích tụ của các chất độc hại Các yếu tố gây ra ô nhiễm này chủ yếu liên quan đến quy trình nuôi trồng và quản lý chất thải, ảnh hưởng đến chất lượng nước và sức khỏe sinh thái.

ng do s d ng hoá ch t và th   

Trong quá trình nuôi trồng thủy sản, việc chăm sóc và quản lý phân bón là rất quan trọng Phân bón không chỉ cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng mà còn có thể gây ô nhiễm nguồn nước trong ao nuôi nếu không được kiểm soát Điều này có thể dẫn đến sự phát triển của các loài vi sinh vật gây hại, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của thủy sản Việc quản lý chất thải và phân bón kém có thể làm giảm hiệu quả sản xuất và gây thiệt hại cho toàn bộ hệ thống nuôi trồng.

Sau nhiều ngày tích tụ, chất thải trong ao nuôi thành một lớp mùn bã hình thành các chất hữu cơ, tạo điều kiện cho các vi sinh vật như amonia, nitrit, hydrogen sulfide phát triển, gây ra các vấn đề về sức khỏe cho các loài thủy sinh và con người, đồng thời tạo môi trường thuận lợi cho các loại vi khuẩn như Vibrio, Aeromonas, E.coli, Pseudomonas, Proteus phát triển và gây bệnh.

Staphylococcus nhi u lo i n ng v t Nh ng y u t n ng trong ao nuôi s gây ra ô nhi c nuôi tr ng th y

ng c a vi c lan truy n ô nhi m t      n

Vi c lan truy n ô nhi m t n có th t o ra do các nhân sau:

- Lan truy n ô nhi m t c th i sinh ho c th i công nghi p;

- Lan truy n ô nhi m t ho ng nuôi tr ng th y s ;

- Lan truy n ô nhi m t khai thác, v n chuy n d u khí và ho ng c a tàu thuy n;

- Lan truy n ô nhi m do kim lo i n ng;

- Lan truy n ô nhi m t thu c b o v th c v t.

Ô nhiễm trong nuôi trồng thủy sản xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau, không chỉ từ các tác nhân bên ngoài mà còn do các yếu tố nội tại trong hệ thống nuôi Khi xảy ra ô nhiễm nghiêm trọng, có thể dẫn đến hiện tượng chết tôm, ảnh hưởng lớn đến sản lượng và chất lượng tôm nuôi Hậu quả nghiêm trọng này không chỉ gây ô nhiễm vùng nuôi mà còn ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.

Ngoài ra, nhân tố môi trường nuôi có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của tôm, trong đó các yếu tố ngoại cảnh có thể gây ra tình trạng tôm chết và không tái phát triển trong ao nuôi Những ngày áp thấp nhiệt đới kéo dài liên tục có thể dẫn đến tôm chết hàng loạt, gây nhiễm bệnh và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển của tôm, đặc biệt trong ngành nuôi trồng thủy sản.

1.4 Thành phc th i nuôi tr ng th y s n    

Các ch t hc th i nuôi tr ng th  y s n

Chế độ nuôi trồng thủy sản cần chú trọng đến việc sử dụng hợp chất hữu cơ từ các chất thải của vật nuôi, phân và rác thải trong ao nuôi Những chất này bao gồm protein, carbohydrate, chất béo và các sản phẩm phân hủy có thể oxy hóa bởi vi sinh vật Việc khai thác các chất này không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn cung cấp nguồn dinh dưỡng quý giá cho sự phát triển của thủy sản.

Các chất hữu cơ là thành phần gây ô nhiễm trong nuôi trồng thủy sản và có mặt trong môi trường sống Quá trình chuyển hóa sinh học các thành phần chất hữu cơ diễn ra qua việc phân hủy vật liệu hữu cơ bằng vi sinh vật, giúp chuyển hóa các chất này thành các chất an toàn và thân thiện với môi trường Protein và quá trình chuyển hóa đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng nước và duy trì sự cân bằng sinh thái trong hệ thống nuôi trồng thủy sản.

Protein là những phân tử cấu tạo cơ bản, được hình thành từ các nguyên tố kết hợp lại với nhau bằng liên kết peptide Các vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân giải protein thông qua việc sản xuất các enzym ngoại bào, giúp chuyển hóa protein thành các hợp chất có phân tử tính đơn giản hơn như các acid amin Một phần acid amin được vi sinh vật sử dụng trong quá trình tổng hợp protein của chúng, trong khi phần còn lại tiếp tục được phân giải theo các cơ chế khác nhau.

CO2 và nhi u s n ph m khác [15] và quá trình chuy n hóa tinh b i

Tinh bột là loại polysaccharid chủ yếu trong hạt, củ, và quả Hợp chất cao phân tử của nó được tạo thành từ nhiều gốc glucose, với các liên kết giữa các gốc là dây nối glucozid Tinh bột gồm hai thành phần có cấu trúc khác nhau: amylose và amylopectin Nó có thể được nuôi trồng từ nhiều nguồn khác nhau, mặc dù tinh bột là chất dẻo phân hủy trong điều kiện ẩm, nhưng nó vẫn có thể tạo ra nhiều sản phẩm không mong muốn.

NH3 t cho vi sinh v t là tinh b th y s t hi n r t nhi u lo i vi sinh v t có kh ng h enzym phân gi i tinh b t amylase Amylase th y phân tinh b t o thành các s n ph m ch y

Lipid và quá trình chuy n hóa lipid 

Lipid là nhóm hợp chất hữu cơ phổ biến trong tự nhiên, có cấu trúc hóa học đặc trưng và hòa tan trong các dung môi không phân cực Chúng đóng vai trò quan trọng trong màng sinh học, là nguồn cung cấp năng lượng, đặc biệt là triglycerit, bao gồm glycerol và acid béo Nhiều loại vi sinh vật sử dụng lipid như nguồn năng lượng chính Trong quá trình phân giải lipid, glycerol được oxy hóa thành dihydroxyacetone phosphat, sau đó chuyển hóa thành các este của coenzym A Các acid béo cũng được phân giải thành acetyl trong chu trình Krebs, cuối cùng lipid được phân hủy thành CO2 và H2O.

Các h p ch  c thi nuôi tr ng th  y s n

Các h p ch c th i nuôi tr ng th y s n bao g m lo i, t n t i trong nhi u d ng h p ch n t i khá ph bi n

Các hợp chất nitơ trong môi trường nước chủ yếu bao gồm ion amoni (NH4+), nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-) Chúng có tác động mạnh mẽ đến sự phát triển của hệ sinh thái nước, do sự chuyển hóa lẫn nhau giữa các dạng nitơ này Các hợp chất này chủ yếu xuất phát từ quá trình phân hủy protein Quá trình chuyển hóa sinh học diễn ra nhờ vi khuẩn nitrat hóa, dẫn đến sự tích tụ nitrat trong nước Nếu nồng độ NO3- cao, nó có thể gây hại cho sự phát triển của tảo và vi sinh vật phù du, làm giảm khả năng quang hợp do ánh sáng không thể xuyên qua Hơn nữa, sau khi tảo và vi sinh vật phù du chết, chúng sẽ bị phân hủy bởi các vi sinh vật khác, giải phóng NH4+.

Trong ao nuôi, amoni xuất hiện dưới hai dạng chính: NH3 (khí hòa tan) và NH4+ (ion hóa) Chỉ có NH3 mới có khả năng tác động đến vi khuẩn, dẫn đến quá trình chuyển đổi amoni thành nitrit (NO2) nhờ vào hoạt động của vi khuẩn.

Nitrosomonas), NO3 (b i vi khu n Nitrobacter) Hình th c nitrat ng ít h i, n nitrat c nuôi tr ng th y s n 15mg

Ngoài ra g m m t s nguyên t kim lo i và các h p ch t phospho t n t i khá ph bi c nuôi tr ng th y s n

B  ng 1 : 2 Yêu c u ch     ng c   a c nuôi tr  ng th  y s  n [1]

TT Chtiêu  Gi i h n cho phép

5 Oxy hòa tan mg/lít 5-8

Vi sinh v c th i nuôi tr ng th  y s n

X  lý b ng b hi u khí (quá trình bùn ho t tính)

Quá trình xử lý bùn hoạt tính diễn ra trong điều kiện hiếu khí, nơi các vi sinh vật chuyển hóa chất hữu cơ thành vi sinh vật mới, trong khi một phần được chuyển đổi thành CO2 Bùn hoạt tính giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì hoạt tính của vi sinh vật, cho phép chúng phân hủy các chất hữu cơ hoặc sản xuất phân bón cho cây trồng.

B hi u khí có c u t ng, song q theo ch lên men liên t c d ng chemostat m c a h th ng x lý bùn ho tính khác so v ng là : [7]

- Th nh t, thành ph n vi sinh v t không ph i là gi ng thu n khi t mà là qu n th vi khu n, n m men, n m m ng v t nguy

1) H p ph các ch t h ng keo và huy n phù vào tro trên m t các h t bùn ho t tính.

2) Các ch t h c phân h n s n ph m cu 2, H2O, khoáng ch t và sinh kh i vi sinh v t m i.

3) S chuy n hóa các ch t b i các lo i vi sinh v t và k t l ng bùn ho t tính có s tham gia c ng v t nguyên sinh và các lo x lý. n nitrat ng h p không cung c ng, t bào c a x y ra hi ng t phân

B hi c thi t k tùy thu c vào thành ph c th u

Công nghệ lắp sinh học sử dụng các thiết bị nuôi vi sinh vật để phát triển có sinh khối cao, giúp vi sinh vật thực hiện nhiệm vụ xử lý các hợp chất hữu cơ và tạo ra sản phẩm sạch Hệ thống này tận dụng các vật liệu như cát, san hô và than hoạt tính, cho phép vi sinh vật phát triển và bám dính trên bề mặt, hình thành màng sinh học (biofilm) hiệu quả.

Màng lọc sinh học được chia thành hai lớp: lớp bên ngoài hiếu khí và lớp bên trong yếm khí, với các chức năng và hoạt động khác nhau Theo thời gian, chiều dày của lớp hiếu khí và yếm khí sẽ ảnh hưởng đến sự phân bố vật liệu trong bể lọc Nếu lớp hiếu khí có khả năng hòa tan oxy kém, lớp yếm khí sẽ bị ảnh hưởng Các chất hữu cơ có thể thâm nhập và hấp phụ vào màng lọc, trong đó các chất sinh học sẽ được tiêu thụ qua quá trình oxy hóa Các chất H2 sẽ oxy hóa thành khí CO2, trong khi các chất dinh dưỡng như NH4+, NO2-, NO3- sẽ chuyển hóa thành khí Nitơ (N2) tự do Màng lọc sinh học sẽ phát triển dày lên theo thời gian, và oxy sẽ thâm nhập vào lớp trong của bể lọc, làm cho các chất dinh dưỡng bị tiêu hao Do đó, sự dính bám và liên kết giữa màng lọc sinh học và giá mang là rất quan trọng, không chỉ giúp giữ màng lọc không bong ra mà còn duy trì cấu trúc màng, từ đó tạo điều kiện cho sự phát triển của các màng lọc sinh học mới, phong phú và đa dạng trong bể lọc sinh học tự nhiên.

- Lo i tr Amoniac NH3, Amoni NH4 +, và NO2 - thành NO3 -;

- Lo i tr Nitrit NO2 -, NO3 - thành khí Nito (N2);

Loại bỏ các chất rắn hữu cơ và hòa tan thành khí carbonic (CO2) là quá trình quan trọng trong hệ thống thiết bị nuôi sinh khối Hệ thống này phát triển trên các vật liệu làm giá mang, với các tác động chính từ các chất dinh dưỡng nuôi Chính vì vậy, việc kiểm soát sinh học và cải tạo các bể nuôi bằng hệ thống thiết bị là rất cần thiết.

Hệ thống sinh học tuần hoàn (Recirculating Biofiltration System) là thiết bị tự động và bán tự động, giúp xử lý nước trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản như tôm, cua, và cá Thiết bị này hoạt động bằng cách loại bỏ các chất ô nhiễm và duy trì chất lượng nước thông qua màng lọc sinh học, đảm bảo môi trường sống lành mạnh cho các loài thủy sản.

Hệ thống cung cấp oxy hòa tan là yếu tố quan trọng cho sự sống, giúp phát triển vi khuẩn trong hệ sinh thái Quá trình này diễn ra bên trong môi trường sống của các bậc sinh học.

- H th ng th c vào và c c ra kh i b l c sinh h c luôn cân b lo i tr c các ch t h ng và hòa tan, c p thêm oxy, lo i b

CO2, N2 và các khí khác như H2S, NH4 là những thành phần quan trọng trong hệ thống nuôi trồng thủy sản, đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì sức khỏe của môi trường sống và sản xuất các loại hải sản Các thiết bị bể lọc sinh học là trái tim của hệ thống này, giúp đảm bảo chất lượng nước và hỗ trợ sự phát triển bền vững của các loài nuôi.

L c sinh h c là m t trong s c nh ch c khi s d ng ho c khi th

Hệ thống lò sinh học được thiết lập tại thành phố Lawrence, Anh vào năm 1891 và 1893, đã góp phần quan trọng trong việc áp dụng các công nghệ sinh học cho ngành công nghiệp Tuy nhiên, những nghiên cứu về hệ thống lò sinh học chủ yếu được thực hiện trong ba thập kỷ gần đây tại các quốc gia như Mỹ, Anh, Úc, Canada và Nhật Bản.

Các loài cá có giá trị kinh tế cao thường được nuôi trong ao hồ hoặc bể Hệ thống nuôi cá truyền thống cung cấp môi trường sống tự nhiên cho chúng Tổng sản lượng phụ thuộc vào mật độ nuôi Các chất dinh dưỡng hòa tan trong nước rất quan trọng cho sự phát triển của cá Phân lân là một trong những chất dinh dưỡng thiết yếu, khi áp dụng hợp lý, chúng sẽ giúp cá phát triển tốt hơn Các chất hòa tan được xử lý hiệu quả bằng màng lọc sinh học.

1 khí c th i nuôi tr ng th y s ng ch 4 + , NO 2 - , ng N

NO 3 - n c x lý s gây hi ng l thành ph n ô nhi m này c i ch t c a hóa và vi khu n ph n nitrat nh ng vi sinh v t này ho ng, h th ng c n cung c p r y các h p ch t ch a nito s thành s n ph m cu i cùng là N2, quá trình này do các vi khu n ph n nitrat hóa

Các h p ch t NO, NO2 -, NO3 - chuy n hóa thành s n ph m N2 bay ra kh i c nh các ch ng vi khu n ph n nitrat AchrAerobacter, Brevibacterrium, Flavobacterium, Proteus, Algaligenes

Xử lý khí là quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ không có oxy nhờ vi sinh vật kỵ khí, chủ yếu là vi khuẩn, để tạo ra sản phẩm khí gồm: CH4, CO2 và H2 Quá trình này giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tạo ra năng lượng tái tạo.

CH4 t o thành ph thu c vào n h p ch t h c th i, n ph thu c r t l n vào nhi ng, pH, th

Có nhi u nhóm vi sinh v t khác nhau tham gia vào quá trình k khí Ph n ng chung c

M t s nhóm vi sinh v t tham gia quá trình chuy n hóa

Here is the rewritten paragraph:Nhóm vi khuân phân hủy là nhóm vi sinh vật có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp như protein, cellulose, lignin, lipid thành các sản phẩm đơn giản hơn như amino acid, glucose, acid béo, glycerol Khi không có oxy, quá trình phân hủy này xảy ra chậm hơn và có thể bị ức chế bởi các chất có nguồn gốc cellulose, có chứa lignin.

- Nhóm vi khu n lên men acid: nhóm này chuy ng, acid amin, acid t o thành acid h glycerol và CO2, H2

- Nhóm vi khu n metan: nhóm này chia thành 2 nhóm ph

Nhóm vi khu n metan hydrogenotrophic d ng hydrogen hóa t ng chuy n hóa hydro và CO2 thành metan

Nhóm vi khu n metan acetotrophic, còn g i là vi khu n phân gi i acetat, chúng chuy n hóa acid thành metan và CO2

X  lý k khí

Vi sinh v t trong x   c th i

Vi sinh v t phân gi  i h p ch t h

Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa sinh hóa, giúp phân hủy các chất hữu cơ và làm giảm các chất độc hại trong môi trường Chúng không chỉ hỗ trợ trong việc tái chế chất dinh dưỡng mà còn góp phần duy trì sự cân bằng sinh thái Sự hiện diện của vi sinh vật là cần thiết để đảm bảo sức khỏe cho hệ sinh thái và con người.

Các loài vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý sinh hóa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính chất chủng, quy trình hoạt động của các loài vi sinh và hóa các chất thải nuôi trồng Những vi sinh vật này có nguồn gốc tự nhiên, được hình thành qua quá trình phân lập và tuyển chọn Hầu hết các công trình xử lý chất thải đều liên quan đến các nhóm vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn.

Các loài vi sinh vật khác nhau tồn tại và phát triển trong hệ thống đất, nước hay không khí Chất hữu cơ chuyển hóa thành năng lượng và phát triển thông qua các quá trình chuyển hóa sinh học, trong đó vi sinh vật sử dụng chất ô nhiễm làm nguồn cung cấp và vật liệu dinh dưỡng Quá trình phân hủy gián tiếp xảy ra khi vi sinh vật chuyển hóa chất hữu cơ thành các chất hóa học, dẫn đến sự gia tăng ô nhiễm Vi sinh vật cũng tích tụ chất dinh dưỡng trong tế bào hoặc hấp phụ lên bề mặt tế bào, đồng thời thực hiện các chuyển hóa tích cực để tạo ra các hợp chất thân thiện như N2 và CO2.

Các vi sinh v t phân gi i hp cht h

Trong t nhiên có nhi u loài vi sinh v t có kh t ra các enzym ngo i bào có kh i các h p ch t h

Vi sinh vt phân gi i protein 

- Vi khu n: Bacillus, Pseudomonas, Proteus, Clostridium

Ngày nay, trong x c sau nuôi tr ng th y s n các ch ng khu n

Bacillus r c là một loại vi khuẩn có khả năng sống trong môi trường có oxy, đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy chất hữu cơ Qua kính hiển vi, Bacillus có hình dạng giống như các chi khuẩn que, và khi phân lập, chúng ta có thể quan sát thấy những bào tử nằm trong ngọn filum, tạo thành các sinh vật có hình dạng phân nhánh.

Vi sinh vt phân gi i tinh b t  

M t s vi sinh v t có kh i tinh b t b i chúng có h e th - o thành gluco Trong s các enzym th y phân tinh bse amylase c a Bacillus subtili c bi n là có ho t tính t t nh t

Các loài vi sinh v t có kh i tinh b t có th thu c n m m khu n, vi khu n, gi n m men

-Vi khu n: Bacillus (B.subtilis, B.Mesentericus, B.megatherium,

) và vi khu n thu c nhóm Pseudomanas, vi khu n k

Vi sinh v t phân gi i lipid:  Vi khu n: Bacillus, Micrococcus, Streptomyces,

Pseudomonas là một loại vi sinh vật đa dạng, bao gồm các loài hiếu khí, yếm khí và hô hấp tùy nghi Chúng sử dụng chất hữu cơ và vật liệu sinh khối làm nguồn cung cấp năng lượng, đồng thời có khả năng gây nhiễm cho các cây trồng.

Vi sinh v t chuy n hóa nito

Nitrobacter enzym nitrit 2 - thành NO3 -

Nitrosomonas sp và Nitrosopira sp - proteobac

nitrat hóa: - thành NO - nitr

Sau quá trình nitrit nitrat

2 - thành NO3 - q nitrat hóa) nitrat nitrat vinogradskii, Nitrobacter agilis -Proteobacteria), Nitrosp gracili , Nitrococcus mobilis Proteobacteria).

2 - thì NO 2 - nitrat nitrat 3 /ngày 50g/m

1.6 Nh ng s  ch  c nuôi tôm, cá u ki các quá trình sinh h c, lý h c, hóa h c di n r

Nhi c Nhi n quá trình t làm s c Ngoài ra, n n vi c b t m i c a tôm Nhi thích nghi cho tôm: 18-30 0 C, thích h p 23-30 0 C n s ng và phát tri n c c c a NH

3, H2 3, H2S ph c c a N thu c vào d ng t n t i c 3 t n tng Khi pH cao, NHi d ng khí nhi u (n 3 NHcao) và H2S t n t i d c l i, khi pH

H2S t n t i d ng khí nhi u và NH3 t n t i d ng khí ít NH3, H2S d c d ng ion và pH= 7,5-8,5 thì NH3, H2S t n t i d c nh t nh c n s ng c c th hi n b  ng 1.4

Bảng 1: Mối quan hệ giữa pH và sự phát triển của tôm cá cho thấy rằng tôm cá sinh trưởng tốt nhất trong môi trường kiềm yếu (pH=8) và kiềm mạnh (pH=9-10) Trong khi đó, tôm cá gặp khó khăn trong việc sinh sản ở môi trường trung tính (pH=7) và không thể sinh sản trong môi trường acid mạnh (pH=4) cũng như acid yếu (pH=5-6) Sự phát triển của tôm cá bị chậm lại khi pH vượt quá 11, cho thấy tầm quan trọng của việc duy trì độ pH phù hợp cho sự phát triển và sinh sản của chúng.

Vi sinh vật hiếu khí đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của thủy sản, phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm môi trường Oxy hòa tan là yếu tố thiết yếu trong quá trình phân hủy chất thải, ảnh hưởng đến sức khỏe và sự phát triển của tôm cá Để đảm bảo quá trình sinh hóa diễn ra hiệu quả, nồng độ oxy hòa tan cần duy trì từ 5-8 mg/lít trong môi trường nuôi trồng.

Nhu c u oxy sinh h ng oxy c n thi oxy hóa các ch t h v t ho i sinh hi c c nuôi BOD càng cao thì m ô nhi m càng l n, BOD thích h p cho c nuôi tôm cá: 5-10 mg/lít

Nhu cầu oxy hóa học sinh vật (BOD) tham gia vào quá trình oxy hóa các chất hữu cơ, bao gồm H2 và H2O, để tạo thành CO Chỉ số COD thích hợp dưới 20 mg/l được xem là chất chất thải an toàn Các dụng cụ này là các khâu quan trọng trong chuỗi phân hủy chất chứa Nitơ.

1.7 Chphm vi sinh v t trong x   c nuôi tr ng th y s n   

S d ng vi sinh v   t trong s n xu t ch   phm vi sinh

M t trong nh ng thu n l n khi s d ng vi sinh v s n xu ph m sinh h c là t ng nhanh Vi sinh có thể nuôi cấy trong môi trường sinh kh i m t cách nh, đồng thời cung cấp các enzym cần thiết để thực hiện quá trình sinh h c Điều này giúp nâng cao tính sinh h c của sản phẩm sinh h c theo thời gian.

Chất phẩm có thành phần chính là những vi sinh vật sống, có tác dụng tích cực trong việc xử lý ao nuôi nhờ enzym phân hủy các chất hữu cơ, đồng thời có tác dụng phòng ngừa các bệnh do ruồi muỗi gây ra trong ao nuôi.

Quá trình làm sống dậy trên hoàng sàng của nhóm vật, chủ yếu là nhóm sinh vật hồi sinh Bacillus sp., diễn ra khi các chất hữu cơ khoáng hóa và trở thành các chất cho rồng Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các hợp chất hữu cơ trong thiên nhiên và nhiều loại chất hữu cơ nhân tạo Tuy nhiên, mức độ phân hủy và thời gian phân hủy phụ thuộc vào cấu trúc chất hữu cơ và tính năng phát triển của các chất này.

Lactic là nhóm vi sinh vật có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sự bùng phát của các vi sinh vật gây bệnh Nhóm này bao gồm các chủng Lactobacillus và một số hợp chất liên quan từ Streptococcus lactic Ngoài việc kiểm soát vi sinh vật gây bệnh, chúng còn giúp giảm mùi hôi, góp phần bảo vệ vệ sinh an toàn thực phẩm cho sản phẩm.

M t s vi sinh v    ng s d ng trong ch ph m vi sinh x       c nuôi tr ng th y s n

H  vi khu n nitrat hóa

ng h n h p gi cao g p 10 l n so v ng ch [17]

Công ngh s n xu   t ch ph m

i v c nuôi tr ng th y s v nghiên c u, s n xu t các ch ph m sinh h c, ch ph

Chế phẩm sinh học Biochie (viện Công nghệ sinh học) bao gồm một số chủng vi khuẩn thuộc chi Bacillus như B subtilis, B Megaterium, B Licheniformis và chi Lactobacillus, được sử dụng trong ao nuôi thủy sản Các chủng vi khuẩn này có khả năng cải thiện chất lượng nước và làm giảm bùn đáy ao nuôi tôm.

- Ch ph m sinh h c Biof (vi n Công ngh sinh h c) ch a ch ng vi khu n

Lactobacillus ch ph m này có tác d p th th b nh tôm cá do vi khu n Aeromonas gây ra [13]

Công ngh s n xu t ch ph m vi sinh bao g n có th tóm t [1]: n ch n gi ng vi sinh v t a ch ng thích h p u ki n t n và tinh ch s n ph m có hi

B n này quy nh toàn b kì m n nào Bên c c c i thi n các thi t b v i t ng công ngh c a nh ng s n ph u r t c n th n trong vi t

Here is the rewritten paragraph:Chế phẩm vi sinh có thể hoạt động hiệu quả trong khoảng nhiệt độ rộng, từ 0 - 60°C, và còn tùy thuộc vào loài vi sinh vật cụ thể Để sản phẩm sinh học này phát huy tác dụng, cần phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về tính chân không, phun, hấp thụ ngoài, và tốc độ sôi Ngoài ra, việc bảo quản chế phẩm này trong thời gian dài cũng giúp giảm chi phí cao.

Ch t mang trong ch ph m sinh h c

Trong các chế phẩm sinh học và probiotic, thành phần và tỉ lệ các loại chất dinh dưỡng rất quan trọng Chất mang giữ vai trò sống sót của tế bào vi sinh và probiotic trong quá trình sản xuất và bảo quản chế phẩm Chất mang sử dụng trong các chế phẩm sinh học thường bao gồm nhiều nhóm chất khác nhau, mỗi loại có vai trò riêng biệt trong sản phẩm Trong sản xuất chế phẩm sinh học, một số nhóm chất mang chủ yếu được sử dụng.

Các chất mang có thể hấp thụ qua thành tế bào và màng nguyên sinh, dẫn đến tác động phá hủy các cấu trúc tế bào trong quá trình sinh sản của tế bào.

- Ch t mang th m qua thành t màng, giúp t bào có kh ng ch u t

- Ch t mang không th m qua thành t c h p th trên b m t t b c a các vi sinh v t t o thành m t l p nh y, giúp nâng cao t l s ng c a t bào trong ch ph m

Chế phẩm sinh học probiotic là hỗn hợp chất mang vi sinh có ích như vi khuẩn lactic, vi khuẩn Bacillus, vi khuẩn nitrat hóa và nấm men Chế phẩm này phải có tỷ lệ bào vi sinh vật probiotic cao, thích nghi tốt trong hệ tiêu hóa của vật chủ Nhiều loại chế phẩm sinh học còn bổ sung prebiotic, các enzym hỗ trợ tiêu hóa, giúp giảm tiêu tốn thức ăn và cải thiện sức khỏe đường ruột.

- c th i nuôi tr ng th y s n (nhân t c pha v i công th c: pepton 0,22 g/l; K 2 HPO 4 0,026 g/l; NaCH 3 COOH 0,017 g/l; CaCl 2 0,006 g/l; và 0,2g th c nuôi tôm (th [29]

- Các ch ng vi sinh v c phân l p t m u bùn ao nuôi, t v t li u l sinh h c c a h th ng x c nuôi tr ng th y s ng và ph m sinh h c s d ng trong nuôi tr ng th y s n

Hóa ch t thí nghi m

- Hóa ch ng phân l p, nuôi c y và nghiên c c tính c a v v d ng các hóa ch t trong thành ph

Broth), NA (Nutrient agar), ng MRS, ng MPA (Meat, Pepto Agar) V i các hóa ch t ch y c s d ng là (Pepton, cao n m men, cao th t, glucose, MgSO 4 7H 2 O, MnSO 4 7H 2 O, Tween80, K 2 HPO4.7H 2 O, CH 3 COONa,

- Hóa ch nh các ch 2Cr2O7, H2SO4, Agc: K2SO4,

NaOH, HCl, NH3, FeCl3, NH4Cl, CaCl2, Na2SO4, KH2PO4, (NH4)2Fe(SO4)2.H2O,

- Ngoài ra còn m t s hóa ch chu , pha dung d ch ch

Thi t b

Nghiên c    m hình thái, sinh l ý, sinh hóa c a các ch ng vi  khun

D ch nuôi c y vi khu c pha loãng các n khác nhau và ti ng v i sp., Nitrosomonas, Nitrobacter và nuôi 37 0 C trong 24gi m s ng khu n l c t tính toán s có trong m u theo công th c:

– a: S khu n l c trung bình trong h pha loãng

– V: Thtích ch pha loãng d   c y trang (ml)

      : các ch ng vi khu n sau khi nuôi trên môi ng t m khu n l c

  : Nh ng khu n l c riêng r c a các dòng vi khu c n v t bôi và Gram và q hì

Nuôi cấy vi khuẩn trong môi trường thích hợp là một phần quan trọng trong nghiên cứu vi sinh Thí nghiệm sử dụng 2ml H2O2 3% để xử lý bề mặt vi khuẩn, nhằm kiểm tra khả năng kháng của chúng Việc áp dụng H2O2 giúp xác định các đặc tính kháng khuẩn và tính nhạy cảm của vi sinh vật trong điều kiện thí nghiệm cụ thể.

Thi t k  h th ng b l c sinh h c

Hệ thống lạc sinh học tuân thủ các công nghệ hình thức nuôi chung và chú trọng mô hình công nghệ hình thức nuôi trồng thủy sản Thiết kế hệ thống lạc sinh học cần tính toán chi phí xây dựng hợp lý và các trang thiết bị kèm theo Bể lạc sinh học chứa các bể sinh chất, hệ thống bể lạc gồm các bể sinh chứa vật liệu lạc gần kề với các chủng vi sinh vật có hoạt tính enzym cao Công nghệ nuôi trồng thủy sản hoàn toàn dựa vào các bể sinh này và thời gian thích hợp cho các vi sinh vật lạc sinh học này sử dụng các hợp chất hữu cơ trong nuôi trồng thủy sản.

Hình 2.1 : Mô hình h thng

Hình 2.2  nguyên lý h   th ng màng l c sinh h c nghiên c u    c b l c:

Thit k  h thng: c tu n hoàn c th i ra c th i vào

1 2 3 4 c 1 và 2 có chi u dài: 0,4m, chi u r sinh h c chính v c chi u dài: 0,55m, chi u r l c sinh h c này có ti t di n b m t l c là 0,32m 2

Vị trí lý tưởng cho lớp cát sỏi dày 0,1m, tiếp theo là lớp than hoá có độ dày 0,1m, và trên cùng là lớp san hô với kích thước nhỏ hơn 1*1*1 cm và độ dày 0,15m.

- 1 l c xuôi có ch i tr các ch t r th cho quá trình lo i BOD, NH4 +, NO2 -

- 2 l ch n ch t c Toàn b li u l a có ch c sinh h c th trong quá trình x c th i trong i gian cho s ng và phát tri n c a vi sinh v t tham g trình s d ng ch t h ng phát tri n

- 3 l c xuôi có chi u dài l n nh c sin c a b l c sinh h c x p các v t li u l c sinh h ti p t c lo i tr

Ion NH4+, NO2- và NO3-, cùng với PO4^3-, là những thành phần quan trọng trong việc tương tác với các loại vật liệu khác Các ion này không chỉ ảnh hưởng đến sự hiện diện của các chất dinh dưỡng mà còn có khả năng hấp phụ các chất ô nhiễm khác trong môi trường.

- c sau l c sinh h c thi t k có chi có th thao tác v không ch a v t li u l m ng 1

Trong c sinh h a h th ng các l p v t khoáng và than ho t tính nh m h p ph các h p ch t màu, mùi và các h p ch t gây c t c th p v t li u l c r t quan nghiên c u.

V t li u l c

- Than ho t tính, sa khoáng

-  nh BOD 5 : nh giá tr BOD5 c h t c n m b o pH c a m u trong kho ng 5.5 9

Chuẩn bị mẫu 250ml và tránh ánh sáng trong 30 phút Sau thời gian này, thêm NaOH vào nút cao su của cảm biến Giữ mẫu ở nhiệt độ 0°C trong 5 ngày Sau 5 ngày, chỉ số hiển thị trên cảm biến sẽ là chỉ số BOD5 của mẫu thử.

- ng n COD trong m c th l a ch n n

Chu n b m u: LR-/MR: 2ml m c th i; HR: 0,2 ml m c th i n b m t m c kh ion (không có TOC)

Nghiên cứu này tập trung vào việc kiểm tra ảnh hưởng của nhiệt độ đến các mẫu trong điều kiện máy gia nhiệt Các mẫu sẽ được xử lý ở nhiệt độ từ 0 đến 150 độ C trong 120 phút, sau đó được làm mát xuống 0 độ C trong 60 phút Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các mẫu được làm mát và các mẫu không được làm mát.

-  ng t  ng ch  t r    ng (TSS)

Ly 1000ml mực thí nghiệm là dụng cụ quan trọng trong nghiên cứu khoa học, giúp đo lường chính xác các chất lỏng Đặc biệt, ly có khả năng chịu nhiệt lên đến 105 độ C, cho phép sử dụng trong các thí nghiệm yêu cầu nhiệt độ cao Khi sử dụng ly này, cần đảm bảo rằng hệ thống hút chân không được thiết lập đúng cách để đạt hiệu quả tối ưu trong việc bảo quản và phân tích mẫu.

Phn 3 K T QU VÀ TH O LU N     3.1 Phân l p và tuy n ch n ch   ng ging vi sinh v t 

Quá trình sử dụng vi sinh vật hữu ích trong hệ thống màng lọc sinh học là phương pháp phân hủy các hợp chất hữu cơ Chúng tôi tiến hành phân tích các chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ trong bùn và vật liệu lót của hệ thống màng lọc sinh học.

Các ch ng vi sinh v t c c y vào v t li u l c trong h th ng x

Nh v y, n c th i sau khi qua h th ng màng l c sinh h c cu i cùng s làm cho các ch tiêu c th i gi m xu ng t m c cho phép

Nh ng ch ng vi sinh v c tuy n ch n th c hi n nhi m v x th i này là các ch ng vi khu n có kh enzym: protease, amylase, cellulas cao.

K t qu phân l p

Mục tiêu tài chính của chúng tôi là xử lý sinh học trong nuôi trồng thủy sản, vì vậy chúng tôi chú trọng vào việc chọn các chủng vi sinh vật hữu ích từ nguồn tự nhiên Chúng tôi lấy mẫu bùn từ các ao nuôi thủy sản và mẫu vi sinh vật để phát triển hệ thống màng sinh học, đồng thời tìm kiếm một số mẫu chất phẩm có sẵn trên thị trường, đặc biệt là loài trùn quế.

Bacillus ng h p các enzym ngo i bào phân h y h p ch t h tôi ti n hành phân l p các m u thu th ng tuy n ch n ra các Bacillusmang ho t tính phù h p v i m c tiêu t o màng l c sinh h c.

T 3 m u bùn, 1 m u v t li u và 2 m u ch ph m, qua quá trình phân l p và d a vào hình thái khu n l n ch c ch21 ng

B  ng 3.1: K  t qu  phân l p các ch ng vi sinh v    t.

Kh o sát ho t tính protease, amylase, cellulase các ch ng t t nhiên

Các mốc lâm sàng trong các ao nuôi trồng thủy sản được phân lập và ký hiệu từ V1 đến V15 Sau khi phân lập, các mốc bạch tiến hành thí nghiệm hoạt tính Chúng tôi kiểm tra hoạt tính sinh enzym của các chủng phân lập bằng cách nuôi trong 24 giờ ở nhiệt độ 37 độ C.

Sau 24 giờ nuôi cấy, các chủng phân lập cho thấy tính bền vững và khả năng phát triển mạnh mẽ Chúng ra các enzym ngoại bào, tạo ra một vòng tròn thể hiện sự phân hủy trong suốt quá trình nuôi cấy.

Hi u c a vòng tròn th c c a khu n l c th hi n kh enzym c a ch ng vi sinh v nh hay y u

B  ng 3.2 Ho t tính enzym c a các ch ng vi sinh v t phân l p t t nhiên :       

STT Ký hiu Protease(D-d) mm Amylase (D-d) mm cellulase (D- d) mm

Trong nghiên cứu về 15 chủng phân lập, có 13 chủng sản sinh protease với hiệu suất đạt 86,66% Các chủng V6, V7, V12 và V13 thể hiện hoạt tính cao nhất, với đường kính khuẩn lạc trung bình lần lượt là 17,7 mm, 18,6 mm, 18,3 mm và 17 mm Tuy nhiên, một số chủng không có hoạt tính sinh amylase và cellulase.

Trong nghiên cứu về hoạt tính sinh amylase, các chủng V12 và V7 cho thấy hoạt tính cao nhất với tỷ lệ chiếm 53,33% trong tổng số 15 chủng Kích thước vòng thể phân trung bình của hai chủng này lần lượt là 9,0 mm và 8,0 mm, với tỷ lệ chủng có kích thước vòng 9/15 đạt 60%.

Chúng tôi đã chọn các chủng vi khuẩn có hoạt tính enzym ngoại bào cao nhất, bao gồm V6, V7, V12 và V13, để phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo về màng lục sinh học phân hủy chất hữu cơ.

3.1.3 K t qu phân l t các m u ch   p   phm

Quá trình phân l p và th ho t tính c a các ch ng t ch ph m c th c hi u t t nhiên Sau khi th ho b ng sau

B  ng 3 : 3 Ho t tính enzym c a các ch ng vi sinh v t phân l p các ch ph m       

KH ch ng Protease (D-d) mm Amylase (D-d) mm Cellulase (D-d) mm

Nhìn chung, việc phân hủy chất hữu cơ bởi các enzym phụ thuộc vào các chất kích thích như Q1, Q2 và Q5, có ảnh hưởng đến hoạt tính enzym khô sát Đặc biệt, Q2 và Q5 thể hiện sự tác động tích cực đến các hoạt tính enzym khô sát, điều này cho thấy tầm quan trọng của các chất lạ trong nghiên cứu.

Hình 3.1 Hình nh th ho t tính sinh enzym các ch ng phân l p    

Và sau khi thực hiện tính toán các chức năng 7 đặc tính mạnh mẽ và phù hợp cho màng sinh học, các chức năng tiến hành theo mô hình lượng tử trong việc quan sát hình thái tế bào bằng phương pháp Gram Kết quả được trình bày trong bảng 3.4 sau đây:

V6 Tròn c Tr ng nâu Xù xì B ng ph ng ng nh t +

V7 tròn c vàng Nh n B ng ph ng ng nh t +

V12 Tròn c Tr ng ngà Không ng nh t +

V13 Tròn c Tr ng s a Xù xì ng nh t +

Q1 Tròn c Tr ng ngà Xù xì Không ng nh t +

Q2 Tròn c Màu da G p n p B ng ph ng ng nh t +

Q5 Tròn c Tr ng ngà Xù xì Không ng nh t +

Nghiên cứu hình thái, sinh lý và sinh hóa của các chủng vi khuẩn Bacillus cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa chúng Sau khi tuyển chọn các chủng tối ưu, quá trình kích hoạt các chủng này được thực hiện trong điều kiện nuôi cấy ở nhiệt độ 0°C trong 24-48 giờ, sau đó chuyển sang điều kiện 37°C để đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển.

m hình thái khu n l c m t s ch ng phân l p khi soi      

 i 100X 3.2 Nghiên cu ki n lên men các ch ng vi khu Bacillus   n sp.

D a trên k t qu tuy n ch n các ch ng vi khu n Bacillus n hành chúng tôi ti p t c nghiên c u ki n lên men t o ch ph m x c th i trên quy thí nghi m v i các ch ng V7, V12, Q2, Q5

3.2.1 Nghiên c u thành ph ng thích h p v i các ch ng   

Nghiên cứu về các chủng Bacillus trong quá trình lên men thực phẩm vi sinh cho thấy rằng môi trường nuôi cấy với pepton, glucose, cao men và MgSO4 là rất quan trọng Chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm để đánh giá khả năng sinh hóa của các chủng Bacillus khi lên men với các nguồn thay thế như rơm và cám gạo Kết quả cho thấy nguồn nitơ và các thành phần bổ sung có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình phát triển và hoạt động của vi khuẩn trong môi trường lên men, như được trình bày trong bảng 2.4 về các vật liệu nghiên cứu.

Các ch ng vi khu n hi c nuôi ng khác nha ki n pH=7±0,2, nhi o C, t 37 l c 150 vòng/phút, b sung 1% ch ng vi khu n Bacillus sp có m t 1,0.10 6 k t qu c th hi n qua b ng sau:

B  ng 3.5  ng c    ng  n m  t   c a các ch ng vi  khu  n tuy n ch n  

Kết quả trung bình của 3 lần thí nghiệm cho thấy việc sử dụng thay thế một phần nguyên liệu tiềm năng cho mạch cao Nguyên liệu chủ yếu được sử dụng cho mạch vi khuẩn thể hiện rõ ràng Nguyên liệu CT2 và CT4 cho thấy mạch vi khuẩn cao nhất, với tất cả các thành phần trong CT4 có thành phần chi tiết từ các nguyên liệu rắn và sẽ nghiên cứu tiếp theo.

ng Mt  vi khu n (cfu/ml) 

3.2.2 Nghiên cu ng c a t   l n kh  ng c a vi  khun hi u khí  c hi u qu lên men t t nh i v i loài vi khu n hi

Bacillus là một loại vi khuẩn quan trọng, có nhiều yếu tố quyết định đến sự phát triển và hoạt động của chúng Chúng tôi đã tiến hành khảo sát tỉ lệ nở trong quá trình nuôi cấy vi khuẩn Bacillus với các tốc độ quay 100, 150, 180 và 200 vòng/phút Sau khi lên men, các kết quả thu được cho thấy sự ảnh hưởng rõ rệt của tốc độ quay đến khả năng phát triển của Bacillus.

24 gi 37 o ng CT4 m vi khu m khu n l c S li u c th hóa thông qua bi

Dựa vào kết quả thí nghiệm, chúng tôi chọn tần số 150 vòng/phút là phù hợp nhất do môi trường khuấy cao và cân bằng các tác lực trong tiết kiệm chi phí Trong quá trình thí nghiệm, nếu lên men sản xuất trên quy mô lớn, chúng ta có thể tối ưu hóa quá trình thông khí với tần số vòng/phút thích hợp.

Chúng tôi đã khảo sát sự phát triển của các chủng vi khuẩn trong quá trình lên men, cụ thể là chủng CT4 nhiC với tốc độ quay 150 vòng/phút, bổ sung 37,1% chủng vi khuẩn Bacillus sp có mật độ 1,0.10^6, sinh khối thu được sau 24 giờ lên men.

Hình 3.4: ng cn kh o sinh kh i c a các ch ng 

Qua bi chúng ta th y t i pH 7 m vi khu t cao nh t Sau gian lên men 24 gi , m vi khu n t 9 ±1,8 t 3,5.10 v i 9,54.log10 cfu/ml c bi u di th 3.2

3.2.4   u ki n nhi   thích h p cho lên men thu sinh kh i vi   khu n  Bacillus sp

Ngoài y u t v ng thì các y u t v u k ng l n t

5 6 7 8 9 log 10 cfu/ml pH khu u ki n nhi thích h p cho các ch ng chúng t lên men các ch ng trong ng CT4 u ki n nhi 28, 3

40 o C v u 7,0 ± 0,2, t l c 150 vòng/phút, b sung 1% ch khu n Bacillus sp có m t 1,0.10 6 , sinh kh i thu sau 24 gi lên men, thí nghi m c ti n hành l p l i 3 l n K t qu c th hi n qua bi

Hình 3.5: Mt  vi khun các ch ng  Bacillus lên men sp  u ki n nhi  khác nhau

Qua bi ta th y các ch ng vi khu t m t cao nh t 37 o C sau 24 gi nuôi c y 3,60.10là 9 ± 3,5 cfu/ml ng v i

9,55 log10 cfu/ml th bi u di n

3.2.5nh th i gian lên men thích h p  

Trong công nghệ sản xuất chế phẩm, thời gian thu hồi sinh khối đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu quả và chi phí của quá trình sản xuất Để xác định thời gian phù hợp cho sự phát triển của các chủng Bacillus, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu và kiểm tra một vi khuẩn sau 12, 18, 24, 30, 36 và 42 giờ lên men trong điều kiện CT4, pH 7, nhiệt độ 37 độ C và tốc độ khuấy 150 vòng/phút Thí nghiệm được thực hiện với mục tiêu tối ưu hóa quy trình sản xuất.

  ( ) vi khu u là 1,0.10 6 v i 3 l n l p l i K t qu c th qua bi

Hình 3.6: ng thi gian lên men n m vi khu n  Bacillus sp.

Sau khi lên men các th i gian khác nhau thì m t t c theo các th m l y m u M vi khu t cao nh t sau 24 gi lên

Nồng độ vi khuẩn 3,80.10^9 ± 3,3 cfu/ml cho thấy sự cân bằng khá tốt trong các giai đoạn lên men tiếp theo Để đảm bảo quá trình lên men đạt hiệu quả tối ưu, chúng ta nên thực hiện trong vòng 24 giờ Trong quy mô thí nghiệm, cần điều chỉnh các điều kiện lên men phù hợp với các chủng Bacillus sp., với các thông số như nhiệt độ 30 ± 1°C, pH 7 ± 0,2, và tốc độ khuấy 150 vòng/phút trong suốt 24 giờ.

3.2.6 T o ch  phm sinh h c các ch ng Bacillus sp.

Nghiên c u thành ph      ng thích h p v i các ch   ng

Nghiên cứu về vi khuẩn Bacillus trong quá trình lên men thực phẩm đã chỉ ra rằng môi trường nuôi cấy với pepton, glucose, cao men và MgSO4 ảnh hưởng đáng kể đến tính sinh hóa của vi khuẩn Việc áp dụng các nguồn thay thế như rơm và cám gạo để cung cấp nitơ có thể cải thiện hiệu suất lên men Kết quả nghiên cứu được trình bày chi tiết trong bảng 2.4, cung cấp cái nhìn sâu sắc về thành phần của các môi trường được sử dụng.

Các ch ng vi khu n hi c nuôi ng khác nha ki n pH=7±0,2, nhi o C, t 37 l c 150 vòng/phút, b sung 1% ch ng vi khu n Bacillus sp có m t 1,0.10 6 k t qu c th hi n qua b ng sau:

B  ng 3.5  ng c    ng  n m  t   c a các ch ng vi  khu  n tuy n ch n  

Kết quả trung bình của 3 lần thí nghiệm cho thấy việc sử dụng thay thế một phần nguyên liệu tiềm năng cho mạch cao Nghiên cứu chủ yếu tập trung vào mạch với khuôn mẫu lý tưởng Nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng việc thay thế một phần nguyên liệu trong các thành phần của mạch có thể cải thiện hiệu suất

ng Mt  vi khu n (cfu/ml) 

Nghiên c u   ng c a t      l n kh     ng c a vi  khu n hi u khí

khun hi u khí  c hi u qu lên men t t nh i v i loài vi khu n hi

Bacillus là một loại vi khuẩn quan trọng, có nhiều yếu tố quyết định đến sự phát triển và bảo tồn của chúng Chúng tôi đã tiến hành khảo sát tốc độ lên men ở các mức 100, 150, 180 và 200 vòng/phút để đánh giá hiệu quả của quá trình này Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy sự ảnh hưởng của tốc độ lên men đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.

24 gi 37 o ng CT4 m vi khu m khu n l c S li u c th hóa thông qua bi

Here is the rewritten paragraph:"Để đạt được kết quả thí nghiệm chúng tôi chọn tốc độ 150 vòng/phút là phù hợp nhất do máy có khu vực cao và cân bằng các tải trọng lực để tiết kiệm chi phí và trình thí nghiệm được khống chế tốt hơn Nếu lên men sản xuất trên quy xuất chúng ta có thể tiết kiệm thời gian với khu vực vòng/phút kết hợp quá trình thông khí nhanh."

Trong nghiên cứu của chúng tôi về quá trình lên men, chúng tôi đã khảo sát sự phát triển của các chủng vi khuẩn Bacillus sp với mật độ 1,0 x 10^6 Quá trình lên men được thực hiện ở tốc độ 150 vòng/phút và bổ sung 37,1% chủng vi khuẩn Kết quả cho thấy sự sinh khối đạt được sau 24 giờ lên men.

Hình 3.4: ng cn kh o sinh kh i c a các ch ng 

Qua bi chúng ta th y t i pH 7 m vi khu t cao nh t Sau gian lên men 24 gi , m vi khu n t 9 ±1,8 t 3,5.10 v i 9,54.log10 cfu/ml c bi u di th 3.2

3.2.4   u ki n nhi   thích h p cho lên men thu sinh kh i vi   khu n  Bacillus sp

Ngoài y u t v ng thì các y u t v u k ng l n t

5 6 7 8 9 log 10 cfu/ml pH khu u ki n nhi thích h p cho các ch ng chúng t lên men các ch ng trong ng CT4 u ki n nhi 28, 3

40 o C v u 7,0 ± 0,2, t l c 150 vòng/phút, b sung 1% ch khu n Bacillus sp có m t 1,0.10 6 , sinh kh i thu sau 24 gi lên men, thí nghi m c ti n hành l p l i 3 l n K t qu c th hi n qua bi

Hình 3.5: Mt  vi khun các ch ng  Bacillus lên men sp  u ki n nhi  khác nhau

Qua bi ta th y các ch ng vi khu t m t cao nh t 37 o C sau 24 gi nuôi c y 3,60.10là 9 ± 3,5 cfu/ml ng v i

9,55 log10 cfu/ml th bi u di n

3.2.5nh th i gian lên men thích h p  

Trong công nghệ sản xuất chế phẩm, thời gian thu hồi sinh khối ngược lại là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả và chi phí sản xuất Do đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu để xác định thời gian phù hợp nhất cho việc lên men các chủng Bacillus Chúng tôi kiểm tra một vi khuẩn sau 12, 18, 24, 30, 36 và 42 giờ lên men ở điều kiện CT4, pH 7, nhiệt độ 37 độ C, với tốc độ khuấy 150 vòng/phút Thí nghiệm được thực hiện với một mẫu.

  ( ) vi khu u là 1,0.10 6 v i 3 l n l p l i K t qu c th qua bi

Hình 3.6: ng thi gian lên men n m vi khu n  Bacillus sp.

Sau khi lên men các th i gian khác nhau thì m t t c theo các th m l y m u M vi khu t cao nh t sau 24 gi lên

Trong quá trình lên men, nồng độ vi khuẩn Bacillus sp đạt khoảng 3,80.10^9 ± 3,3 cfu/ml, cho thấy sự cân bằng khá ổn định trong các giai đoạn lên men tiếp theo Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, nên thực hiện quá trình lên men trong vòng 24 giờ Trong điều kiện thí nghiệm, các thông số lên men được thiết lập với nhiệt độ 30°C ± 1, pH 7 ± 0,2 và tốc độ lắc 150 vòng/phút trong suốt 24 giờ.

T o ch ph m sinh h c các ch ng Bacillus sp

Sau khi nghiên cứu các chủng vi khuẩn V7, V12, Q2, Q5 ở nhiệt độ 70°C trong 24 giờ với tốc độ 150 vòng/phút, chúng tôi tiến hành tạo chế phẩm vi khuẩn sinh học cho các chủng này và thực hiện quá trình lên men chế phẩm trên quy mô thí nghiệm.

Sinh kh i sau khi lên men ti n hành ly tâm v i t 10.000 vòng/phút trong 10 phút thu sinh kh i và ph i tr n v i ch c khi s y b pháp s y nhi t

K th a kinh nghi m nghiên c u trong vi c s d ng ch t mang dùng cho s n xu t ch ph m sinh h c x c th c s d diatomit, cao lanh là nh ng ch

Ch c l a ch này là cao lanh (công thtài c

Al2O3.2SiO2.H2O), ph bi n và r ti c chúng có tác d ng keo t ph n t ng ô th i T l sinh kh c ch n là 1:20, d ch sau nu

Quá trình s c th c hi n nhi 0 C, k t thúc quá trình s y khi hàm 40 t 15% M t vi khu n sau quá trình s c th hi n qua b ng sau:

B  ng 3.6:  ng c a nhi    s n m    vi khu n bacillus  sp sau s y 

Thm ki m tra  Mt  vi khu n (CFU/g) 

Sau khi s y 1,4.10 10 y, sau quá trình s y m vi khu t khá cao l 10 phù h p trong vi c t o ch ph m, t l s ng sót c a vi khu n sau s y kho ng 75%

Hình 3.7  quy trình t o ch ph m Bacillus    sp.

Vi khu n bacillus (V7, V12, Q2, Q5) ng CT4, pH 7 0 C,

3.3 Lên men Nitrosomonas sp và Nitrobacter sp và t o ch   phm vi khun nitrat hóa

Lên men thu sinh kh i

Chúng tôi sử dụng các chủng vi khuẩn có sẵn trong bộ phận giảng dạy của Viện Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm - Đại học Bách khoa Hà Nội để tiến hành lên men thu sinh khối, với các chủng Nitrosomonas và Nitrobacter sp.

Quá trình lên men sinh khối của vi khuẩn Nitrosomonas sp được thực hiện bằng cách sử dụng 10% sản phẩm lên men W1 và nuôi cấy ở tốc độ 150 vòng/phút, nhiệt độ 30°C trong 72 giờ Trong quá trình này, vi khuẩn nitrit hóa sử dụng NH3 và giải phóng H+ ra ngoài, dẫn đến sự giảm pH của môi trường nuôi cấy.

Việc sử dụng vi khuẩn Nitrosomonas sp trong quá trình nuôi cấy ánh sáng giúp tăng cường giá trị phát triển Sau một thời gian, màu sắc của sản phẩm sẽ trở nên rực rỡ hơn Điều này cho thấy vai trò quan trọng của vi khuẩn trong quá trình lên men và cải thiện chất lượng sản phẩm.

Chúng tôi đã tiến hành lên men chủng Nitrobacter sp sử dụng pepton, với điều kiện pH 8, nhiệt độ 37°C và tốc độ khuấy 150 vòng/phút Sau 72 giờ lên men, sinh khối được kiểm tra và kết quả thể hiện qua bảng sau.

B  ng 3.7 : M   t vi khu  n Nitrosomonas sp và Nitrobacter sp sau 72 gi  lên men

Chng lên men Mt  vi khu n (cfu/ml) 

Nitrobacter sp 5,3.10 8 ±2,1 và Nitrosomonas sp được nuôi cấy trong 1000ml sau khi ly tâm, thu được 10g sinh khối với 11 cfu Quá trình ly tâm cho thấy rằng không tách hoàn toàn vi khuẩn này, với 3 ng 6 cfu tính trên 1000ml.

Hoàn thi n ch   ph m

Giới thiệu về phương pháp tách chiết phẩm cho các chủng Bacillus sp bằng cách sử dụng nitrat cation, quy trình ly tâm được thực hiện ở tốc độ 10.000 vòng/phút trong 10 phút Các sinh khối của Nitrosomonas và Nitrobacter sp được phân tách theo tỷ lệ 1:20, với hàm lượng chất mang là 40%.

B  ng 3.8: M  t  vi khu  n nitrat hóa sau khi s y 

M vi khu n (CFU/g)  Sau khi s y 

Nitrobacter sp 1,5 10 9 ng Bacillus sp., m vi khu n sau s y Nitrosomonas sp.và Nitrobactersp phù h p trong vi c t o ch ph m, t l s ng sót c a các ch ng khu n này kho ng 60%

Hình 3.8  quy trình t o ch ph m nitrit hóa và nitrat hóa   

Trong quy trình hoàn thiện sản phẩm, sau khi tạo ra các dòng vi khuẩn Bacillus, chúng tôi tiến hành kết hợp các dòng vi khuẩn Nitrosomonas sp và Nitrobacter sp với nhau theo tỉ lệ thích hợp Việc này nhằm tạo ra một hỗn hợp vi sinh hoàn chỉnh, phục vụ cho nghiên cứu trong hệ thống lạc sinh học.

Ph i tr n sinh kh i : cao lanh (1:20)

Ph i tr n sinh kh i : cao lanh (1:20)

Ch ph m vi khu n nitrit hóa

Ch ph m vi khu n nitrat hóa

Mô hình nghiên cứu màng lọc sinh học đã được thực hiện qua hệ thống lọc sinh học với các t dòng chảy như: 3 /gilít, lít2 /gi 1,5 /gi, và lít ng vi sinh vật được bổ sung vào hệ thống 10g chất phân hủy Quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ và phân tán giúp di chuyển vào bên trong tế bào sinh vật, đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý.

- Di chuy n các ch t gây ô nhi m t pha l ng t i b m t c a t bào vi sinh v t do khu

Enzym ngoại bào của vi sinh vật có tác dụng quan trọng trong việc phân hủy các chất gây ô nhiễm, giúp chúng khuếch tán vào bên trong tế bào nhờ sự chênh lệch nồng độ giữa các chất trong và ngoài tế bào.

Quá trình chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong sự sinh sản và phát triển của chúng Sự chuyển hóa này liên quan chặt chẽ đến các chất dinh dưỡng, giúp tế bào duy trì hoạt động sống.

3.4.1 Th   c a c x lý trong h thng

Với tích lý thuyết của hệ thống, các thời gian hoàn ngược và thời gian hoàn thành như: 16,67 giờ, 25 giờ và thời gian trong hệ thống rất quan trọng, thời gian phân hủy sinh vật oxy hóa hoàn toàn các hợp chất Trong hệ thống có bổ sung các thời gian thải rất dài từ 8 giờ đến vài ngày, các khoảng thời gian này thực hiện quá trình nitrat hóa của hệ thống Do vậy, chúng tôi chọn các dòng chảy cho các thí nghiệm nghiên cứu.

3.4.2 S bing ch tiêu COD 

Các m c th i c ti u vào 3 l n l y tru c ch y tu n hoàn trong h th ng v i các t dòng ch y khác nhau K t qu th hi n b ng sau:

B  ng 3.9: S bi   ng COD h   th  ng (không b sung vi sinh v   t)

T ch tu n hoàn (lít/gi )

Th i gian x lý (ngày) Hi u qu

B  ng 3.10: S   bi   ng COD qua các th i gian x   lý

Khi xét đến hiệu suất xử lý của hệ thống, chúng tôi nhận thấy rằng khi thời gian chu kỳ hoàn thành thì hiệu suất xử lý của dòng trên mặt nước và thời gian cho một tích cực nhất định sẽ giảm xuống và trong hệ thống kết quả dòng chảy 1,5 lít/giây cho hiệu suất cao nhất 95,46%, tỷ lệ lít/giây với hiệu suất xử lý 94,35 và không tiêu thụ hạt ngưng tụ nên tỷ lệ chất lượng cao.

V i các m i ch ng không b sung vi sinh v t mà ch s d ng ngu n vi sinh v t phân l p và tuy n ch và t dòng ch c tiêu chu

D a vào hi u su t x lý, có th ch n t ch y lít/gi2 , b i so v i hi qu c a t dòng ch y 1,5 lít/gi là chênh l u ra v t yêu c u lo i B2 theo QCVN 08:2008/BTNMT

3.4.3 S bing BOD qua các th i gian x  lý

Các m c th c ti trong quá trình h th ng x lý K t qu c th hi n b  ng 3.12

B  ng 3.1 : Bi  1 ng BOD qua các th i gian x   lý

T ch tu n hoàn Th i gian x lý (ngày) Hi u qu

K t qu s u cho th y, các tli dòng ch u gi m theo th i gian x lý Sau 10 ngày v i t dòng ch y 2 lít/gi ; 1,5 lít/gi t theo quy chu n QCVN 08:2008/BTNMT

3.4.4 Bing cht rn không tan TSS

Thông số TSS (Total Suspended Solids) là một chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá chất lượng nước, bên cạnh COD và BOD TSS cung cấp thông tin về mức độ ô nhiễm và hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của các sinh vật thủy sinh Việc kiểm soát TSS là cần thiết để đảm bảo sức khỏe hệ sinh thái và chất lượng nguồn nước.

B  ng 3.1 : S   2 bi   ng TSS qua th  i gian x  lý

Th i gian x lý (ngày) Hi u qu

Sau 10 ngày xử lý các chất rắn lỏng trong giải pháp A theo QCVN 08:2008/BTNMT, kết quả cho thấy hiệu quả phù hợp cho nuôi trồng thủy sản Nồng độ các chất ô nhiễm giảm đáng kể, cho phép nuôi con giống trong điều kiện an toàn Hệ thống xử lý được thiết kế với khả năng hoạt động linh hoạt, sử dụng 2 lít/giờ, đảm bảo hiệu suất cao và dễ vận hành.

Phn 4: K T LU N VÀ KI N NGH    4.1 Kt lun

Sau quá trình nghiên cứu và thử nghiệm tài nguyên, chúng tôi xây dựng hệ thống nuôi trồng thủy sản toàn diện, bao gồm màng lọc sinh học, giúp hoàn thiện chu trình nuôi con giống thủy sản, và thu nhận được một số kết quả sau:

1 T 3 m u bùn, 1 m u v t li u l c và 2 m u ch ph m, chúng tôi phân l p c 4 ch ng vi sinh v t: V7, V12, Q2, có ho t tính enzym (protease, Q5 amylase, cellulase) phù h p trong h th ng x c th i nuôi tr ng th y s n nghiên c u

2 u ki n thích h p lên men, t o ch ph m sinh h ch ng Bacillus sp thu sinh kh i cao: ng CT4, nhi o C, pH 37

7 ± 0,2, t l c 150 vòng/phút, trong 24 gi Và t c ch ph m cho các ch ng Nitrosomonas sp và Nitrobacter sp

Hoàn thiện các phương pháp sử dụng các chủng Bacillus sp., Nitrosomonas sp và Nitrobacter sp là rất quan trọng Việc áp dụng các vi khuẩn này trong mô hình xử lý môi trường nuôi trồng thủy sản sẽ góp phần nâng cao hiệu quả nghiên cứu.

4 Xây d c h th ng x c th i nuôi tr ng th y s n tu n hoàn màng l c sinh h c T dòng tu n hoàn phù h c l a ch n là 2 lít/gi v i th c là 25 gi , m t vi sinh v c b su ph m

- Nghiên c u hoàn thi n h th ng trên quy mô l u tí thi c a h th ng khi áp d ng th c t

- Phân tích thêm các ch tiêu c c th u vào, ra

TÀI LIU THAM KH O  TÀI LIU TI NG VI T

1 TS Nguy n La Anh, Nghiên c u ng d ng công ngh sinh h c trong x lý môi      

ng nuôi tôm công nghit cao n Công nghi p t ph m.

2 B ng, Tng Vi t Nam , 2011,báo cá ng qu c gia 2010

3 Nguy tài  u ng d sinh và h thng thi t b t ki ti    x c th i sinh ho 

4 Nguy c C , Công ngh l c sinh h c ph c v s n xu t gi ng và nuôi tr ng          hi sn ven b bi n Vi  t Nam c t nhiên và công

6 PGS.TS Tr K thu t x    c th i N giáo d c.

7 PGS.TS Lê Gia Hy, Giáo trình công ngh vi sinh v t x lý ch t th i    

8 Tr Ngô Th Nga, Giáo trình công ngh x    c th i, ,

2006, Nhà xu t b n khoa h c và k thu t Hà N i

9 c Ph m, Công ngh x   c th i b  h c , Nhà xu t b n giáo d c

11 PGS.TS Nguy c, X  c th i b c , i h c Qu c gia thành ph H Chí Minh

12 T ng C c th y s n Vi- n kinh t và Quy ho ch th y s n, Quy ho ch phát tri n nuôi tr ng th y sn toàn qu

13 Võ Th Th ,Hoàn thi n và tri n khai công ngh s n xu t ch ph m sinh h c         ph c v x    ng nuôi tr ng th y s  ng k t khoa h c và k    thu t n Công ngh sinh h c

Hi n, Ph m Th Minh Hà, Lê Danh To i, Nguy n T

Xuân, Nguy n Liêu Ba, Nghiên c u s d ng Bacillus subilis, Bacillus   

  s n xu t ch ph m    sinh h c Bichie x   c nuôi th y s  2004, Tuy n t p H i th o khoa h c toàn qu c v nghiên c u ng d ng khoa h c công ngh trong nuôi tr ng th y s n,

15 Lê Ng c Tú, Hóa sinh công nghi p , 1997, NXB Khoa h c & K thu t.

16 Lê M nh Tân i h c Khoa h c T HCM,

ng ng t i ch c vùng nuôi tôm C n Gi  T p chí phát tri n KHCN, t p 9, s 4- 2006

TÀI LIU TING ANH

17 Brenner, D J.; Krieg, N R.; Staley, J T.; Garrity, G M., (2005), Bergey's

Manual of Systematic Bacteriology-Part A 2 ed.; Springer.]

18 Blancheton J.P., Calvas J., Michel A H., Vonau V (1985), Intensive shrimp breeding process, Us patent, No 4640227

19.Cole JA., Colin Ratledge, 1994, Biodegradation of inorganic introgen compound Biochemistry of microbial degradation, pp 487-512

Nitrogen in the marine environment 2 ed., Elsevier Inc]

21 Farzanfar A (2006),        FEMS immunol Med Microbiol, 46, pp 149 158

22 Microbial enzym Appl Scienc Publish

24 Ian L.Brown; Kenneth J Mc Naught; Robert N Ganly; Patricia Lynner

Conway; Anthony John Evans; David Lloyd; Topping; XinWang, 2000, Probiotic composition US patent No: 6,060,050

25 Mark Olstrenistshy, Genadi Buchman, 2001 Bacterial strain, processed plant extracts, composition containing same, processed for their preparation and their therapeutic and industrial application US patent No: 2001/0001711A1

26 Logan W.T., Bartlett S.L (1998) Water treatment with large numbers of non- pathogenic bacteria to improve yield of aquatic animals, Us Pat., No 5746155

27.Nathan S and Robert A.P, 2003, Efective microorganisms (EM) and wastewater systems Published by Lanfax Laboratories Armidale, ISBN 0-9579438

28.Ryan KJ., Ray C.G (editors), 2004, Sherris Medical Microbiology (4 th ed.),

29 Sagadeeva L.V, 1974 Lu n án ti n s (ti ng Nga), pp 48-49

30.Seabloom R.W and Buchanan J.R, 2005, Aerobic Treatment of Wasterwater and

Aerobic Treatment unit University Curriculum Deverlopment for Decentralized

31 Sirirat Dengripat et al, 1998 Effects of probiotic bacterium on black tiger shimp panaeus monodol survival and growth in Agriculture 167: 301-313

32.Sung Hung-Hung, Hsu Shi -Fang, Chen Chih-Kun, Ting Yun-Yuan, Chao Wei-

(Penaeus monodon) and the composition of Vibrio communities in pond water and shrimp hepatopancreas during cultivation

33 William J Golz - Department of Civil & Environmental Engineering, Louisiana State University, Biological Treatment in Recirculating Aquaculture Systems.

34 http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid!7

35 http://www.vasep.com.vn/

36 http://www.vifep.com.vn

37 http://vi.wikipedia.org/wiki/Tr%E1%BB%B1c_khu%E1%BA%A9n

Bng : 1 ng c a t   l n mt  vi khu n Bacillus sp.trong thi gian lên men

B ng 2:  ng cn mt  vi khu n Bacillus sp trong th i gian  lên men

   ng c a pH  pH M  t  vi khu n (cfu/ml) 

S bi   ng ch  tiêu COD

Các m c th i c ti u vào 3 l n l y tru c ch y tu n hoàn trong h th ng v i các t dòng ch y khác nhau K t qu th hi n b ng sau:

B  ng 3.9: S bi   ng COD h   th  ng (không b sung vi sinh v   t)

T ch tu n hoàn (lít/gi )

Th i gian x lý (ngày) Hi u qu

B  ng 3.10: S   bi   ng COD qua các th i gian x   lý

Trong quá trình xử lý của hệ thống, chúng tôi nhận thấy rằng thời gian chạy tối ưu giúp hiệu suất xử lý đạt được giá trị tối đa Cụ thể, dòng chảy 1,5 lít/giờ mang lại hiệu quả cao nhất lên tới 95,46%, trong khi tỷ lệ xử lý 94,35% với lưu lượng 1 lít/giờ cho thấy sự ổn định và không tiêu thụ hết nguồn năng lượng trong thời gian ngắn.

V i các m i ch ng không b sung vi sinh v t mà ch s d ng ngu n vi sinh v t phân l p và tuy n ch và t dòng ch c tiêu chu

D a vào hi u su t x lý, có th ch n t ch y lít/gi2 , b i so v i hi qu c a t dòng ch y 1,5 lít/gi là chênh l u ra v t yêu c u lo i B2 theo QCVN 08:2008/BTNMT.

S bi   ng BOD qua các th i gian x 71 lý 3.4.4 Bi  ng ch t r n không tan TSS

Các m c th c ti trong quá trình h th ng x lý K t qu c th hi n b  ng 3.12

B  ng 3.1 : Bi  1 ng BOD qua các th i gian x   lý

T ch tu n hoàn Th i gian x lý (ngày) Hi u qu

K t qu s u cho th y, các tli dòng ch u gi m theo th i gian x lý Sau 10 ngày v i t dòng ch y 2 lít/gi ; 1,5 lít/gi t theo quy chu n QCVN 08:2008/BTNMT

3.4.4 Bing cht rn không tan TSS

Chỉ số TSS (Tổng chất rắn lơ lửng) là một thông số quan trọng trong việc đánh giá chất lượng nước, bên cạnh COD và BOD TSS cho biết mức độ ô nhiễm và tình trạng sức khỏe của môi trường nước, từ đó giúp nhận diện các vấn đề liên quan đến hệ sinh thái.

B  ng 3.1 : S   2 bi   ng TSS qua th  i gian x  lý

Th i gian x lý (ngày) Hi u qu

Sau 10 ngày xử lý chất rắn lỏng theo QCVN 08:2008/BTNMT, nồng độ A đạt tiêu chuẩn cho nuôi trồng thủy sản Việc xử lý chất thải này giúp cải thiện môi trường nuôi con giống, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm Chúng tôi đã lựa chọn phương pháp xử lý bằng cách sử dụng 2 lít/giờ, phù hợp với hệ thống và vận hành dễ dàng.

Phn 4: K T LU N VÀ KI N NGH    4.1 Kt lun

Sau quá trình nghiên cứu và thực hiện tài liệu xây dựng hệ thống nuôi trồng thủy sản hoàn chỉnh bằng màng lọc sinh học, chúng tôi thu nhận được một số kết quả sau:

1 T 3 m u bùn, 1 m u v t li u l c và 2 m u ch ph m, chúng tôi phân l p c 4 ch ng vi sinh v t: V7, V12, Q2, có ho t tính enzym (protease, Q5 amylase, cellulase) phù h p trong h th ng x c th i nuôi tr ng th y s n nghiên c u

2 u ki n thích h p lên men, t o ch ph m sinh h ch ng Bacillus sp thu sinh kh i cao: ng CT4, nhi o C, pH 37

7 ± 0,2, t l c 150 vòng/phút, trong 24 gi Và t c ch ph m cho các ch ng Nitrosomonas sp và Nitrobacter sp

Hoàn thiện các phẩm sinh học từ các chủng Bacillus sp., Nitrosomonas sp và Nitrobacter sp có vai trò quan trọng trong mô hình xử lý môi trường nuôi trồng thủy sản, giúp nâng cao hiệu quả nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực này.

4 Xây d c h th ng x c th i nuôi tr ng th y s n tu n hoàn màng l c sinh h c T dòng tu n hoàn phù h c l a ch n là 2 lít/gi v i th c là 25 gi , m t vi sinh v c b su ph m

- Nghiên c u hoàn thi n h th ng trên quy mô l u tí thi c a h th ng khi áp d ng th c t

- Phân tích thêm các ch tiêu c c th u vào, ra

TÀI LIU THAM KH O  TÀI LIU TI NG VI T

1 TS Nguy n La Anh, Nghiên c u ng d ng công ngh sinh h c trong x lý môi      

ng nuôi tôm công nghit cao n Công nghi p t ph m.

2 B ng, Tng Vi t Nam , 2011,báo cá ng qu c gia 2010

3 Nguy tài  u ng d sinh và h thng thi t b t ki ti    x c th i sinh ho 

4 Nguy c C , Công ngh l c sinh h c ph c v s n xu t gi ng và nuôi tr ng          hi sn ven b bi n Vi  t Nam c t nhiên và công

6 PGS.TS Tr K thu t x    c th i N giáo d c.

7 PGS.TS Lê Gia Hy, Giáo trình công ngh vi sinh v t x lý ch t th i    

8 Tr Ngô Th Nga, Giáo trình công ngh x    c th i, ,

2006, Nhà xu t b n khoa h c và k thu t Hà N i

9 c Ph m, Công ngh x   c th i b  h c , Nhà xu t b n giáo d c

11 PGS.TS Nguy c, X  c th i b c , i h c Qu c gia thành ph H Chí Minh

12 T ng C c th y s n Vi- n kinh t và Quy ho ch th y s n, Quy ho ch phát tri n nuôi tr ng th y sn toàn qu

13 Võ Th Th ,Hoàn thi n và tri n khai công ngh s n xu t ch ph m sinh h c         ph c v x    ng nuôi tr ng th y s  ng k t khoa h c và k    thu t n Công ngh sinh h c

Hi n, Ph m Th Minh Hà, Lê Danh To i, Nguy n T

Xuân, Nguy n Liêu Ba, Nghiên c u s d ng Bacillus subilis, Bacillus   

  s n xu t ch ph m    sinh h c Bichie x   c nuôi th y s  2004, Tuy n t p H i th o khoa h c toàn qu c v nghiên c u ng d ng khoa h c công ngh trong nuôi tr ng th y s n,

15 Lê Ng c Tú, Hóa sinh công nghi p , 1997, NXB Khoa h c & K thu t.

16 Lê M nh Tân i h c Khoa h c T HCM,

ng ng t i ch c vùng nuôi tôm C n Gi  T p chí phát tri n KHCN, t p 9, s 4- 2006

TÀI LIU TING ANH

17 Brenner, D J.; Krieg, N R.; Staley, J T.; Garrity, G M., (2005), Bergey's

Manual of Systematic Bacteriology-Part A 2 ed.; Springer.]

18 Blancheton J.P., Calvas J., Michel A H., Vonau V (1985), Intensive shrimp breeding process, Us patent, No 4640227

19.Cole JA., Colin Ratledge, 1994, Biodegradation of inorganic introgen compound Biochemistry of microbial degradation, pp 487-512

Nitrogen in the marine environment 2 ed., Elsevier Inc]

21 Farzanfar A (2006),        FEMS immunol Med Microbiol, 46, pp 149 158

22 Microbial enzym Appl Scienc Publish

24 Ian L.Brown; Kenneth J Mc Naught; Robert N Ganly; Patricia Lynner

Conway; Anthony John Evans; David Lloyd; Topping; XinWang, 2000, Probiotic composition US patent No: 6,060,050

25 Mark Olstrenistshy, Genadi Buchman, 2001 Bacterial strain, processed plant extracts, composition containing same, processed for their preparation and their therapeutic and industrial application US patent No: 2001/0001711A1

26 Logan W.T., Bartlett S.L (1998) Water treatment with large numbers of non- pathogenic bacteria to improve yield of aquatic animals, Us Pat., No 5746155

27.Nathan S and Robert A.P, 2003, Efective microorganisms (EM) and wastewater systems Published by Lanfax Laboratories Armidale, ISBN 0-9579438

28.Ryan KJ., Ray C.G (editors), 2004, Sherris Medical Microbiology (4 th ed.),

29 Sagadeeva L.V, 1974 Lu n án ti n s (ti ng Nga), pp 48-49

30.Seabloom R.W and Buchanan J.R, 2005, Aerobic Treatment of Wasterwater and

Aerobic Treatment unit University Curriculum Deverlopment for Decentralized

31 Sirirat Dengripat et al, 1998 Effects of probiotic bacterium on black tiger shimp panaeus monodol survival and growth in Agriculture 167: 301-313

32.Sung Hung-Hung, Hsu Shi -Fang, Chen Chih-Kun, Ting Yun-Yuan, Chao Wei-

(Penaeus monodon) and the composition of Vibrio communities in pond water and shrimp hepatopancreas during cultivation

33 William J Golz - Department of Civil & Environmental Engineering, Louisiana State University, Biological Treatment in Recirculating Aquaculture Systems.

34 http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid!7

35 http://www.vasep.com.vn/

36 http://www.vifep.com.vn

37 http://vi.wikipedia.org/wiki/Tr%E1%BB%B1c_khu%E1%BA%A9n

Bng : 1 ng c a t   l n mt  vi khu n Bacillus sp.trong thi gian lên men

B ng 2:  ng cn mt  vi khu n Bacillus sp trong th i gian  lên men

   ng c a pH  pH M  t  vi khu n (cfu/ml) 