Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật môi trường: Nghiên cứu ứng dụng tảo Spirulina Platensis xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau khi qua bể Biogas ở xã Hà Ninh - huyện Hà Trung - tỉnh Thanh Hóa

Xuất phát từ vẫn để thực tế đó, em lựa chon nghiên cứu đề tải” Nghiên cứu ứng dụngtảo Spiruntina Platensis xứ lý mước thai chân nuôi lợn sau khỉ qua bé biogas ở Xã Hà Ninh - Huyện Hà Tru

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

PHAM THANH HUYEN

NGHIEN CUU UNG DUNG TAO SPIRULINA PLATENSIS XU

LY NUOC THAI CHAN NUOI LON SAU KHI QUA BE

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI

PHẠM THANH HUYỆN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TẢO SPIRULINA PLATENSIS XỬ

LÝ NƯỚC THAI CHAN NUÔI LỢN SAU KHI QUA BE BIOGAS Ở XÃ HÀ NINH - HUYỆN HÀ TRUNG - TÍNH

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là Pham Thanh Huyễn

Tôi xin cam đoan quyển luận văn được chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn

của PGS.TS Phạm Thị Ngọc Lan với đề tài nghiên iru" Nghiên cứu ứng dung tảo.spirunlina platensis xử lý mước thai chăm nuôi lợn sau khi qua bé biogas ở Xã HàNinh - Huyện Hà Trung - Tình Thanh Hóa"

Diy là để tài nghiên cứu mới, không trùng lap với các đề tà luận văn nào trước

đây, do đó không có sĩ

thé hiện theo ding quy định, các nguồn ti liệu, triệu nghiên cứu v

sao chép của bắt kì luận văn nào Nội dung của luận văn được

à sử dụng trong,

luận văn đều được trích dẫn nguồn.

Nếu xây ra vấn đề gì với nôi dung luận văn này, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm theo quy định.

“Tác gid luận van

(Chữ ký)

Pham Thanh Huyền

LỜI CẢM ON

“rước tiên em xin gửi lồi cảm on chân thành sâu sắc tới các hẫy cô giáo trong trường Đại học Thủy Lợi nói chung và các thầy cô giáo tong bộ môn Kỹ thuật môi trườngnói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quýbầu trong suốt thời gian qua.

Đặc biệt em xin chân thành cảm on Cô giáo PGS.TS Phạm Thị Ngọc Lan đã tận tình

trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em và tạo những điều kiện thuận lại trong suốtquá trình lâm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với Thầy em không ngừng

p thu thêm nhiễu kiển thức bổ íh mà còn học tập được tinh thin làm việc, thái độnghiên cứu khoa học nghiêm tức, hiệu quả, đây là những điều rit edn thiết cho em

trong quá trình học tập và công tắc sau này:

au cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia dinh, ban bê, dng nghiệp đã độngviên, đồng góp ý kiến và giúp đỡ em trong quá trình học tap, nghiên cứu và hoàn thành.luận văn tốt nghiệp

“Tôi xin chân thành cảm ơn!

LOT CAM DOAN

LỜI CẢM ƠN

CÁC KÝ TỰ VIET TAT, viDANH MUC BANG, BI

DANH MỤC HÌNH V

MO DAU

1.Tính cấp thiết của Đề tài

3.D6i tượng và phạm vi nghiên cứu

4.Phurong pháp nghiên cứu.

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VAN DE NGHIÊN COU

LL Tổng quan chất thai chăn nuôi lợn và thực trang môi trường

1.1.1 Nguén gốc nước thải chan nuôi lợn 31.1.2 Thành phẩn và tính chất nước thải chăn nuôi lợn 31.1.3 Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến mồi trưởng và con người 1.2.Phương pháp xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và đình dưỡng cao

1.2.3 Phương pháp hóa học,

1.2.4.Phương pháp sinh học

1.2.5 Một số công nghệ xữ lý nước thái chấn nudi

1.3 Tảo Spirulina Platensis trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn 4

1.3.1.Tình hình nghiên cứu tảo lam Spirulina Platensis 4 1.3.2 Đặc điềm sinh học của tảo Spirulina Platensis 16

1.3.3 Các yêu tỔ môi trường trong bé nuôi táo, 18

1.3.4 Các phương pháp nuôi táo 22 1.3.5 Các cơ chế xử lý nước thải của tảo Spirulina Platensis 2

số ứng dụng của tả Spirulina Platensis trong xử lý nước thi 28

1.5.Tỗng quan khu vực nghiên cứ ss<<seseesresrrsrrrrsresrosÄD)

1.5.1 Diéu kiện tự nhiên 30

15.2 Đi Hiện kinh t xã hội 31.53 Hiện trạng môi trường 8CHUONG 2: VAT LIEU VA PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN COU.

2.1 Mục đích nghiên cứu «eerrirrrmrrreen SỐ.

2.2 Đối tượng nghiên cứu

2.2.1 Tảo Spirulina Plantensis 36

2.3 Qúa trình nghiên cứu

2.3.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu 382.3.2 Phương pháp xác định các thông số nghiên cin 41 2.4, Phương pháp tiến hành thí nghiệm

24.1 Mô hình thí nghiệm 30 24.2 Quy trình thí nghiệm 31 2.4.3 Nội dung thí nghiện 4HUONG 3: KET QUA THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ

3.1 Nuôi tảo và theo dai các yêu tổ ảnh hưởng đến sự phát triển cña ts

3.1.1 Theo dõi biến thiên pH và nhiệt đ 61 3.1.2 Theo dais phát triển của tảo 0 3.1.3 Theo dõi sự thay đối hàm lương amon, mitra, nữnh pl 4 3.2 Theo đối sự phát kiện cường độ ánh sáng khác

4.5.1 Vé hàm lượng NÓ; 23.5.2 Về hàm lượng NÓ; 733.5.3 Về hàm lượng PO, 743.6 ĐỀ xuất đây chuyỂn xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau bé biogas dựa vào cáckết quả đã nghiên cứ

3.7 Đánh giá sơ bộ lợi ích kinh tế và mỗi trường

3.7.1 Lợi teh vé môi tường 7

3/72 Lợi ích kinh tế 7

KIÊN NGHỊ 30

“TÀI LIEU THAM KHẢO S5 ssseseeerrsrrrrrrrrrrorooBT

CAC KÝ TỰ VIET TAT.

BINMT "Bộ Tài nguyên Mỗi tường CNLN “Công nghiệp làng nghề

SXCN Sin xuất công nghiệp

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam THCS Trung học cơ sở

TTCN “Tiểu thủ Công nghiệp

UBND "Ủy bạn nhân dân

VK Vi khuẩn

vsv

WHO

DANH MỤC BANG, BIẾU

Bảng 1.1 Thành phần và inh chất nước thi chăn nuôi lợ I2] 4Bảng 1.2 Một số loại thuỷ sinh vật tiêu biểu 13Bảng 2.1 Thành phần hóa chất sử dụng trong môi trường nuôi cấy tao 7Bang 2.2 Thông số nước thai chăn nuôi lợn 38Bảng 23 Các mẫu nước thải được lẾy ti 5 hộ gia dinh tại xã Hà Ninh - huyện Hà

ung- tinh Thanh Hóa ”Bảng 24 Kết quả phân tích chất lượng nước thải lấy mẫu ở hộ gia đình Xã Hà Ninh-Huyện Hà Trung- Tỉnh Thanh Hóa 40 Bảng 25 Day đường chun him lượng P 4Bảng 2.6 Kết quả thí nghiệm xác định đường chun 0Hình 2.9 Sơ đỗ. \ghiệm xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau bể biogas bằng vi tảo 52.Bang 2.7 Thing ké quy tình thực nghiệm 33Bảng 2.8 Bảng thông số thí nghiệm về khảo sit sự phát triển của tio trong các điều kiện cường độ ánh sáng khác nhau sBảng 2.9 Thông kế các thông số đầu vào theo các nồng độ dinh dưỡng khác nha 56Bang 2.10 Thống kế các thông số đầu vào theo các tải trọng chất ô nhiễm khác nhau

37

Bang 2.11 Thống kê các thông số đầu vào với mật độ tảo khác nhau 59

Bang 3.1 Thông số đầu vio điều kiện ối ưu thực hiện chạy mồ hình theo mé 75Bảng 3.2 Bảng QCVN MT-62: 2016/BTNMT Quy chuẩn quốc gia về n nước thải chăn nuôi 1

DANH MỤC HÌNH VE

Hình Trang trại chăn nuôi heo.

Tình 1.2 Khu đất tại chuồng chăn nuôi lợn

Hình 1.3 Nguồn nước bị 6 nhiễm do nước thải chăn nuôi lợn.

Hình 1.4 Gay mùi khó chịu do nước thai chăn nuôi lợn.

Hình 1.9 Tỷ lệ phần trăm xử lý nước thải chân môi lợn

tại xã Hà Ninh, huyện Hà Trung, tỉnh Thanh Hóa 2014 |2]

Hình 2.1 Qúa trình quang hợp và phat triển của tảo Spirulina Plantensis

Hinh 2.2 Lay mẫu nước thải

Hình 2.3 Lay mẫu nước tai cổng ra him biogas

inh 2.4 Đồ thị đường chuẩn xác định him lượng P

Hình 2.5 Đường chun xác định hàm lượng sitting

Hình 2.6 Mô hình thí nghiệm 1

Hình 2.7 Mô hình thí ngi cường độ ánh sang 2000 - 3000 lumen

Hình 2.8 Mô hình thí nghiệm cường độ ánh sang 3000 - 4000 lumen

Hình 2.9 Mô hình 4 thí nghiệm nước thải trong giai đoạn xử lý ngày thứ 11

Hình 2.10 Mô hình 4 thí nghiệm nước thải trong giai đoạn xử lý ngày thứ 10

Hình 2.11 Mô hình 4thí nghiệm nước thải tong giai đoạn xử lý ngày thứ 8

Hình 2.12 Mô hình thí nghiệm dot 6 ngày thứ 8

Hình 3,1 Đồ thị theo di biến thiên gid trị nhiệt độ trong mỗi trường muỗi cấy tio

Hình 3.2 Đỗ thị theo dõi biến thiên giá trị pH trong môi trường nuôi cấy tảo.

Hình 3.3 ĐỒ thị theo dõi ự phát triển mật độ tảo trong mỗi trường nui cấy tảo

Hình 3.4 Đồ thị mỗi quan giữa mật độ tảo và ham lượng tảo trong môi trường

nuôi cấy tio

33 33 34 3” 34

uM

31

39

39 48 50 s4

5s

5 56 58

s

0

6i 6i

“ 6

“

Hình 3.5 Đỗ thị mỗi trong quan giữa một độ tảo và hàm lượng chit dinh dưỡng trongtrong môi trường nuôi cấy tảo 6Hình 3.6 Đồ thị khảo sát giá trị pH theo cường độ ánh sáng 64Hình 3.7 Đồ thi khảo sat giá tri nhiệt độ theo cường độ ánh sing 65Hình 3.8 Đồ thị theo đõi giá trị khối lượng tảo theo cường độ ánh sáng 65Hình 3.9 Đồ thị khảo sat giá tri mật độ tảo theo cường độ ánh sáng 66

Hình 3.10 Đồ thị hiệu quả xử lý him lượng NH,* theo nồng độ dinh dưỡng nước tht

lầu vào khác nhau 66Hình 3.11 Đồ thị hiệu quả xử lý him lượng NO, theo nồng độ dinh du

đầu vào khác nhau 67

lý nước thải

Hình 3.12 Đồ thị hiệu quả xử lý him lượng NO; theo nồng độ dinh dưỡng nước thải

đầu vào khác nhau 68Hình 3.13 ĐỒ thị hiệu quả xử lý hàm lượng PO.” theo nồng độ dưỡng nước thải đầuvào Khác nhan 69Hình 3,14 Đồ thị kết qua do him lượng NH theo tải trọng 6 nhiễm nước thải đầu vàokhác nhan 69Hình 3.15 ĐỒ thị kết quả do hàm lượng NO; ti trong 6 nhiễm nước thải đầu vào khácnhau T0

Hình 3.16 Đỗ thị kết qua do hàm lượng NO; tải trọng 6 nhiễm nước thải đầu vào 71

Khác nhau mHình 3.17 Đồ thi kết quả do hàm lượng PO, ` tải trọng 6 nhiễm nước thải đầu vào khácnhau n Hình 3.18 Bd thị kết quả NO, của mật độ tảo khác nhau 13Hình 3.19 Đỗ thị kết quả NO; của mật độ tảo khác nhau 73Hình 3.20 Đỗ thị két quả PO." cia một độ tio khác nhau 1Hình 3.21 Sơ đồ day chuyển công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn qua bể biogasĐằng tảo Spirulina 15Hình 3.22 Đồ thị kết mỗi tương quan giữa mật độ tảo và ác thông số tong nước thảichăn nuôi sau khí xử lý T6

1.Tính cấp thiết của Đề tài:

Chan nuôi là một nghề truyền thống có tir lâu đời hiện nay dang được phát triển và

mỡ rộng nhằm đáp ứng nhủ cầu của xã hội và cho xuất khẩu Cùng với những mặt tích

nh cl

cực

trường Tuy thành phần chất thải chan nuôi lợn không chứa các chất độc hại như chất

lăng trường, nị in nuôi lợn cũng đang gây ra những áp lục lên môi

thải công nghiệp nhưng chita một lượng lớn chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, chitdinh dưỡng N, P, K và các sinh vật gây bệnh Các chất này nếu không được loại bỏtriệt để trước khi thải sẽ lan truyền trong môi trường, gây tác động rất lớn đến môitrường nước, không khi , đất và ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe của cộng đồng.

Hiện nay ở Việt Nam nước thảichăn nuôi lợn chủ yếu được xử lý bằng him phân hùy yếm khí( hằm biogas) sau quá trình này các thành phin gây ô nhiễm mỗi trường vẫncon ở mức rất cao Việc tiẾp te xử lý nước thải sau biogas trước khi thai ra mỗitrường là rt cần thiết và cần phải xử lý đồng thời nhiều tác nhân gây 6 nhiễm, đặc biệt

là chất hữu cơ, nơ và phốt pho Có rất nhiễu giải pháp kỹ thuật được triển khai nghiêncứu và ứng dụng, tùy (heo quy mô.

Xuất phát từ vẫn để thực tế đó, em lựa chon nghiên cứu đề tải” Nghiên cứu ứng dụngtảo Spiruntina Platensis xứ lý mước thai chân nuôi lợn sau khỉ qua bé biogas ở Xã

Hà Ninh - Huyện Hà Trung - Tỉnh Thanh Hóa

Plaensis đ xử lý nước thải 6 nhiễm hữu cơ là một giải pháp khá hợp lý do trong nước

Việc nghiên cứu tảo Spirulina

thải hàm lượng nơ và photpho là nguồn dinh đường rất tốt cho sự sinh trưởng và pháttriển của to Bên cạnh đó, ỉ tảo Spirulina plarersis không những loại bồ hiệu quả cáchợp chat của N, P mà còn có khả năng hap thu tốt các kim loại nặng độc bại có trongnước thải như s 1g hiGu quả loại bỏ chúng từ 70% trở lên Việc xử lý nước bằng,

vi tảo lam Spirulina platensis vừa có hiệu quả cao, vừa giảm chỉ phí thực hiện và

“hông ảnh hưởng đến môi trường,

2 Mục đích của Đề tài:

++ Nhối tio và khảo sắt các yu tổ ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo

+ Xée định cường độ ánh sáng tối ưu thích hợp cho sự phát triển của tảo thông qua 2

+ Xác định mật độ tio Spirulina platensis ti ưu thông qua 4 thí nghiệm:

+ Đưa ra đây chuyển công nghệ ứng dụng và chạy mô hình thực tế dựa các điều kiệntối ưu đã tìm được

+ Đánh giá sơ bộ về lợi ích kinh tế, lợi ích môi trường của việc sử dụng tảo trong xử lý

ude thải chăn nuôi lợn

3,Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

"Nước thai chăn nuôi lợn xã Hà Ninh - Huyện Hà Trung - Tỉnh Thanh Hóa

4.Phwong pháp nghiên cứu

(1) Phương pháp khảo sát thực địa: Khảo sét thực địa và lấy mẫu nước thải tai khu vựcnghiên cứu,

(2) Phương pháp phân tích tổng hợp: Thu thập các thông tin và thi liệ liên quan đến

việc xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại Việt Nam và các nước trên thé giới

(3) Phương pháp kế thừa, phân tích số liệu

(4) Phương pháp thực nghiệm: Trong phòng thí nghiệm thực hiện phân tích các thông

số đầu vào cia nước thải chăn nuôi lợn và áp đụng phương pháp sinh học sử dụng tảospirulina platensis.

(5) Phương pháp mô hình vật lý

(6) Phương pháp so sánh: So sánh các thông số Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước

thải chăn nuôi QCVN 62- MT: 2016/BTNMT.

HUONG 1: TONG QUAN VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU

L.A Tổng quan chất thai hn nuôi lợn và thực trạng môi trường

LILI Nguén gốc nước thải chăn nuối lợn

Nước thải chăn nuôi lợn fa nước thải do vệ sinh chuồng trại, máng ăn, mảng uỗng.loại nước thải này gây 6 nhiễm nặng nhất vì nỗ có chúa các chất vô cơ, hữu cơ, khoáng c Nước thải chăn nuôi lợn là hỗn hợp của phân tươi và nước từ việc tắm.rin lợn, vệ nh chuồng ti

Hình 1.1 Trang trai chin nuôi heo

“Thành phần nude thải ngoài thành phần hữu cơ, vô cơ, dinh đường thì vi khuẩn và vỉrit rit nhiều mang mim méng bệnh long mồng, dich ti xanh, tiêu chảy Do đổ, cầnphải có hệ thống xử lý nước thải muỗi lợn đễ trình ảnh hưởng tới môi trưởng và đặcbiệt là cuộc sống của người dân xung quanh,

1.1.2 Thành phần va tinh chắt nước thải chăn nuôi lợn

trưng và có khá năng gây ô nhiễm.

N,P và VSV

Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất 4

môi trường cao do có chứa him lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lừng,

gây bệnh Nước thải chăn nuôi gồm nước phân, nước tiễu, nước rửa chudng tri, nướcuống cho lợn nước phân chuồng rit giàu chất định dưỡng và có giá trị lớn về mặt phân

bón, Trong Im! nước phân có khoảng: 56kg N nguyên chit; 0.lky P.O 12kg

àu KaliK,016] :Nước phân chuồng thường nghèo ln, gidu đạm va

Theo kết quả điều tra đánh gii hiện trang mỗi trường của Viện chăn môi (2006) ticác sơ sử chăn nuôi lợn có quy mô tập trung thuộc Hà Nội, Hà Tây, Ninh Bình, NamĐịnh, Quảng Nam, Bình Dương, Đồng Nai cho thấy đặc điểm của nước thải chăn

+ Cúc chất hữu cơ: hợp chit hữu cơ chiếm 70-80% bao gồm cellulose, proti, axitamin, chất béo, hidra carbon và các dẫn xuất của chúng, thức ăn thửa Các chất vô cơchiếm 20-30% gém cất, đất mui ure, ammonium, mui chlorua, SO [1]

+N và P: khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi ănthức ăn cổ chứa N và P thì chúng sẽ bà tết ra ngoài theo phân và nước tễu Trongnước thai chăn nuôi lợn thường chứa hàm lượng N và P rat cao, Hàm lượng N-tồn;

200 ~ 350 mg] trong đỏ N-NH: chiếm khoảng 80.90%; P tổng = 60-100me/l [1]+ Vi sinh vật gay bệnh: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều lo vỉ tầng, virus và trứng

ấu rang giun sin gây bệnh.

Bảng 1.1 Thành phần và tinh chit nước thải chăn nuôi lợn (21

STr| ThôngSố | Bon vitinn | Giámj |CVN62MI2016BTNMT

xử lý yêu cầu đạt tiêu chuẩn loại B QCVN 62MT : 2016 / BTNMT )

113 Ảnh hưởng của nước thải chân nuôi lợn đẫn mỗi trường và con người

1.1.3.1 Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trưởng

"Nước thôi chăn nuôi lợn có nhiều thành phần và tải trọng 6 nhiễm cao vượt so vớiQCVN rất nhiều lần như ; BOD, COD, N, P, Nguồn nước thải có tới 80% hàmlượng chất hữu cơ cellulose, axitamin, là các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, chấtđịnh dưỡng gidu nito, phốtpho, các chất khoáng, Bên cạnh đó nhiề loại vi khuẩn,

vi trùng, virus và trứng ấu trùng giun sán gây bệnh Việc nguồn nước thải chăn nuôilợn chưa qua xử lý thải bỏ trực tiếp ra ngoài môi trường đã, dang và sẽ gây nhiều táchại tới môi trường.

+ Ô nhiễm môi tưởng

Nước thai chăn nuôi chứa lượng lớn chất hữu co dé phân bủy sinh học, các chất đinh.dưỡng giảu nitơ, phốtpho Đây là nguồn phân bón giảu đỉnh dưỡng, nhưng khi bón.trực tiếp vio dit quá mức cho phép, cây trồng không hấp thụ het, chúng sẽ tích t lạilàm bão hỏa hay quá bão hỏa chất dinh dưỡng trong đất, gây mắt cân bằng sinh thái

ly, giảm sin lượng cây rồng, đồngthoái hóa đt, gây các ác động như làm ch

11 kiện cho vi sinh vật ưa nitơ, phospho phát tiễn, hạn chế chủng loi vỉ

thời tạo,

sinh vật khác gây

Thêm vào đó, một số

trường hợp như ở các nước.

chăn nuôi công nghiệp,

thức ăn gia súc thường bổ.

sung chất kích thích tăng

trưởng (thành phần chủ yếu

là hợp chất đồng kẽm)

Khi các chất này được thải

ra cùng phân vả nước tiểu.

gia súc, din dẫn ích tụ Tình 1.2 Khu đất ti chuồng chăn môi lợn

thành lượng lớn trong đất, anh hưởng đến cây trồng và cuối cùng trở lại tác động vàocon người [3] Ngoài ra, trong phân tuoi gia súc chứa rt nhiều vỉ sinh vật gây bệnh,

chúng có thé sinh sối và phát triển, tổn tại rit lâu trong đất như Salmonella trong đất ở

độ sâu S0 cm và tổn tại được 2 năm, trứng ký sinh trùng cũng khoảng 2 năm

+O nhiễm mỗi trường nước

Việc thải bo trực tiếp nước thải chăn nuôi lợn chưa qua hệ thống xử lý nước thải gâyanh hưởng tới nguồn nước mặt và lâu dài nguồn nước ngắm bị ô nhiễm Ham lượng.chất hữu cơ, dinh dưỡng trong nước và thành phần khác khi thả bỏ ra môi trườngnước sẽ làm suy giảm lượng oxy hòa tan Cơ chế tự làm sạch nhờ vi sinh vật hiểu khi,sắc vi sinh vật này sử dụng khí oxy để phân hủy cúc hợp chit hữu cơ từ phân và nướcthải chan nuôi.

Với đt kin yyy L3 Nguồn nước bị nhiễm do nước tải chân môi lợn

thích hợp sự phát trign sinh sôi nhanh chóng là nỗi lo trực tiếp ô nhiễm nguồn nước,giấn tiếp ti sức khỏe con người Dặc biệt nghiêm trong hơn, nếu nước thải thấmxuống dit di vào mạch nước ngằm sẽ gây 6 nhiễm nước ngằm, nhất là các giếng machnông gin chuồng nuôi lợn hay gin hé chứa chất thai không có hệ hồng thoát nước antoàn

+6 nhiễm môi trường không khi

Gây ra mùi khó chịu ảnh hưởng tới môi trường xung quanh là do quá trình phân hủy.

ky khí va hiểu khí chất thải chăn nuôi lợn (chi yếu là phân và nước tiểu) Các khí may

6 nồng độ khác nhau tùy thuộc vào môi trường bên ngoài, nhiệt độ, độ ẳm, bức xạ)cùng phương thức thu gom, lưu trữ, vận chuyển, xử lý chất thải.

Các khí phát ra chủ yu là NHI, CHạ HS, CO, có mùi đặc tng, Công với hướng

giỏ mùi khó chiu được đưa di xa làm 6 nhiễm mỗi trường xung quanh Bên cạnh đó,thủ hồi nguồn khí thải

giàu CHy để làm khí đốiat

thân thiện mô trường đốt

thân thiện môi trường và

là nguồn nguyên liệu rẻ

tiên Tận dụng việc xây

hầm biogas để thu khí làm

nhiên liệu đốt giảm sự 6

nhiễm môi trường không

Hình 1.4 Gay mùi khó chịu do nước thải chân nuôi lợn

khí do phát tấn mùi

1.1.3.2:Tée động của nước thải chin mui lợn đến sức khỏe con người

Chit thải chăn mui tác động đến môi trường và sức khỏe con người trên nhiễu khíacạnh: gây 6 nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, môi trường khí, môi trường đất và cácsản phẩm nông nghiệp Đây chính là nguyên nhân gây ra nhiễu căn bệnh vẻ hô hijtiêu hoá, do trong chất thải chứa nhiều VSV gây bệnh, trứng giun Tổ chi y té thé

giới (WHO) đã cảnh báo: nu không có biện pháp thu gom và xử lý chất thai chin

"uôi một cách thỏa đáng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người, vật nuôi và gây

6 nhiễm môi trường nghiêm trọng

“Trong vài năm qua, chỉ có khoảng 10 bệnh nhân vào Viện Các bệnh truyền nhiễm và

"Nhiệt đới Quốc gia Trong hai năm 2005 - 2006, có 72 trường hợp nhiễm S.suis nhập

"Bệnh viện Bệnh nhiệt đối Thành phổ Hồ Chí Minh [1]

Nhung năm 2007 có tới hơn 48 ca (22 ca ở miễn Bắc, 20 ca ở miền Nam, 6 ca ở miền

‘Trung) được chin đoán bi bệnh liên céu lợn, có một số ca xé nghiệm xác định đượctác nhân giy bệnh là Ssuis fp IL Có 3 ca ong số nảy đã từ vong

ệnh nhiệt đói Thành phố Hỗ Chí Minh cho thấy

58 bệnh nhân (81%) là nam

“Theo một nghiên cứu của Bệnh viện

bệnh này có khuynh hướng xảy ra vào mùa hè nắng nón

giới [3] Phin lớn bệnh nhân là nông dân, 38% bệnh nhân có tiền sử tiếp xúc với lợnhay thịt lợn tuy nhiên chỉ có 6 bệnh nhân (8%) có tổn thương da nghỉ ngờ 69 bệnh:nhân (96%) biểu hiện bệnh cảnh viêm màng não như: sốt, nhức đầu, ói, cổ cứng, rồiloạn tri gi là những triệu chứng thường gặp 68% trường hợp viêm màng não mủ có

triệu chứng ù tai, die, Một bệnh nhân nhiễm khuẩn huyết bị sốc do nhiễm độc tổ liên

Hình 1.5 Bénh nhân bị viêm cầu khuẩn Hình 1.6 Bệnh nhân bị tả

‘Vige kiểm soát chất thải chăn nuôi là một nội dung cắp bách cần được các cắp quan lý,các nhà sin xuất và cộng đồng dân cư bit buộc quan tâm để: hạn chế 6 nhiễm môitrường, bảo vệ sức khỏe của con người, cảnh quan khu dân cư cũng như không kìm

Sau khi tích, nước thải được đưa sang các công trinh phía sau, còn phần chit rin đượcdem di ù để mm phân bón.

1.3.2 Phương pháp hóa lý

Sau khi xử lý cơ học, nước thải còn chứa nhiều cặn hữu cơ và vô cơ có kích thước

nhỏ, có thể dùng phường pháp keo tụ để loại bỏ chúng Theo nghiên cứu của Trương.

Thanh Cảnh (2001) với nước thai chân nuôi lợn: phương pháp cơ học và keo tụ có thé tích được 80-90% hàm lượng cặn trong nước thải chăn nuôi lợn [2| Tuy nhiên phương pháp này đồi hỏi chi phí cao không phù hợp với các cơ sở chăn nuôi Ngoài ra tuyển nổi cũng là một phương pháp để loại bỏ cặn trong nước thai chấn nuôi lợn, tuy

nhiên chi phí đầu tư và vận hành cao nên không phù hợp với các cơ sở chấn nuôi.

1.2.3 Phương pháp hóa học

Dùng trong hệ thông xử lý nước thải chăn nuôi gồm có: trung hỏa, øzon hoặc phản.

{img phân hủy các hợp chất độc bại Cơ sở của phương pháp niy là các phần ứng hóa

học diễn ra giữa chất 6 nhiễm và hóa chất thêm vio, Phương pháp Ozon hóa là Ozon

ác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chit hữu co, oxy hóa bằng ozon cho phép:đồi thời khử màu, khử mùi, tiệt trù au quá tình ozon hóa số lượng vikhuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99%, ozon còn oxy hóa các hợp chất Nito, Photpho [4] Do

46, ưu điểm của phương pháp là có hiệu quả xử lý cao, thường được sử dụng trong các

hệ thống xử lý nước khép kín, tự động hóa

1.3.4.Phương pháp sinh học

Sử dụng khả năng sống và hoạt động của các vỉ sinh vật, tảo có ích để phân huỷ các.

chit hữu cơ và các thành phần 6 nhiễm trong nước thi Việc sử dụng các vi sinh vật

và tảo vừa thân thiện môi tường Hiệu qua xử lý tương đối cao lê tơi 80-90% Cáccquá tình xử lý sinh học chủ yếu gm bốn nhóm chính: quả trình hiểu khí, quá trinhtrung gian thiếu khí, quá trình kj khí, qua trình kết hợp hiểu khí ~ trung gian anoxic —

ki khí [8].

125 Mật số công nghệ xử lý nước thải chân nuôi

1.2.5.1 Xữ lý nước hãi chân mui lợn bằng phương pháp sinh học ky khí

'Vào những năm 19 quá trình phân hủy ky khí được ứng dụng rộng rãi trong xử lý bùn thải và phan, sau đó phương pháp nay được áp dụng cho xử lý nước thải nhờ có những tru điểm sau [6]

— _ Khả năng chịu tải trọng cao so với quá trình xử lý hiểu khí

= Tho gian lưu bùn không phụ thuộc vào thời gian lưu nước Một lượng sinh

lớn được giữ lại trong bổ.

= Chi phí xử lý thấp (không phải cung cấp oxy như quá trình xử lý hiểu khi).

= Tyo ra một nguồn năng lượng mới có thể sử dụng (khí sinh học — Biogas).

— _ Hệ thống công trình xử lý đa dang: UASB, lọc ky khí, ky khí xáo trộn hoàn

toàn, ky khí tiếp xúc.

Bén cạnh các wu điểm trên, quá trình xử lý ky khí có một số nhược điểm sau:

= Nhay cảm với môi trường (nhiệt độ, pH, nồng độ kim loại nặng )

= Phat sinh mit

= Tốc độ phát triển sinh khối chậm

"rong công nghệ ky khí cần lưu ÿ 2 yếu ổ quan trọng:

— _ Duy tì sinh khối cảng nhiều cảng tốt.

vi khuẩn

~_ _ Tạo tiếp xúc đủ giữa nước thai và sinh khối

(Qué tình phân hủy ky khí các hợp chất hữu cơ là quá tình sinh hóa phúc tạp, baogém hàng trăm phản ứng và hợp chất trung gian, mỗi phan ứng được xúc tác bởinhững enzym đặc biệt [7]

Giai đoạn thủy phân: Nước thải chăn nuôi lợn có chứa nhiều polyme hữu cơ phứctap và không tan rong nước (protein, chất béo, carbon hydra, cellulose, lgin.) Tronggiai đoạn thủy phân những polyme hữu cơ bị bẻ gãy bởi các enzym ngoại bảo do VSV thủy phân sinh ra để tạo thành, ác hợp chất hữu cơ đơn giản hơn Phản ứng th phân

sẽ chuyển hóa protein thành acid amin, carbon hydrat thành đường đơn và chất béo,

thành acid bữu cơ mạch dai và glyxerin Nhung phản ứng thủy phan cellulose vả các

chất hữu cơ phúc tạp thành các chất hữu cơ đơn giản xây ra chậm hơn rit nhiễu tong

giai đoạn I và các giải đoạn sau, yêu tổ này cũng sẽ hạn chế

ky khí [8]

ốc độ quả trình phân hủy

“Tốc độ của quá tình thủy phân phụ thuộc vào ning độ chất nền, lượng vi khuẩn và cácyếu tổ môi trường khác (ốc độ thủy phân xây ra ắt chậm khi nhiệt độ < 20'C)

Giai đoạn acid hóa: các hợp chất hữu cơ đơn gián từ quá trình thủy phân được các vikhuẩn acetogenic chuyển hóa thành acid acetic, H; và CO,

Gi mà acetate hộia Sản phẩm của quá trình acid hóa được tiếp tục chuyển hóa thành nguyên li tực tếp cho quá tình methane hóa Trong sơ d 3.1 cho thấy70%COD của nguồn được chuyển thành acid acti và 30%4COD côn ại đồng vai trồ

Tà chất cho điện từ và được chuyển hóa thành CO; và H; [8]

Gi loạn methane hóa: là giai đoạn chậm nhất rong quá tỉnh xử lý yém khí Khí

methane hình thành từ phản ứng của acid acetic hoặc khí CO; và H; Quá tình này

cđược thực hiện bởi loại VK acetotrephic và hydrogenotraphic.

CH;COOH >CH,+CO;; 4H,+CO, CH, +H.

Vi sinh vật tạo methane từ hydro va carbonic (Indrogenotrophic) có tốc độ phát triểnnhanh hơn nên đồng vai trỏ quyết định trong quá trình này Song song với quả trình

phân hủy các chất hữu cơ là quá trình tổng hợp tế bảo của tắt cả các nhóm vi sinh có

~ Bê EGSB (Expanded Granular Slugde Bed)

1.2.5.2 Xie lý nước thai chan nuôi lợn bằng phương pháp sinh học hiễu khí

Ci quá tình trong quả trình hiu Bhi

(Qua trình xử lý nước thai bằng phương pháp hi khí bao gồm 3 giai đoạn:

- Oxy hóa các chất hữu cơ

C.H,O,£O; —#2% y CO; +H,O + AH

~ Tổng hợp tế bào mới:

C\H\O,+ Os + NHy—22 16 hợp vi khuẩn (C2H;O,N}+CO, + HO - AH

= Phân hủy nội bảo:

CsH,0,N + 0, —#2—y SCO, + 2H;O + NH; + AH

Cie công trình hiếu khỉ có triễn vong dp dụng cho xử ý nước thải chấn nuôi

~ Xử lý nước thải chăn nui lợn bằng thuỷ sinh thực vật

->Xữ lý nước thải bằng tảo Tảo có Khả năng quang hợp, chúng cổ tốc độ sinh trưởng

nhanh, chịu được các thay đổi của mỗi trường, cổ khả nang phát triển trong nước thi,

có giá trị dinh đưỡng cao Do đó người ta đã lợi dụng các đặc điểm này của tảo để:

chuyển đổi năng lượng mặt ri và chất dinh dưỡng trong nước thải thành năng lượngsinh khối tio, Thông thường người ta kết hợp việc XUNT với sản xuất và thu hoạch

tảo dé loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải,

Các yếu tổ cần thiết cho quá tình xử lý nước thải bằng tio

Dưỡng chit: Ammoni là nguồn đạm chính cho quá tình tổng hợp nên protein của tẾbảo thông qua quá trình quang hop của tảo, Các nguyên tổ vỉ lượng ảnh hưởng đến sựphấttiển của to, tong tẾ bảo tảo ty lệ P: Mẹ: K là 15:1:065 8]

TĐộ sâu của to: độ sâu của táo được lựa chọn trên co sở tối ưu hóa khả năng sử đụng

ánh sáng trong quá trình quang hợp của tảo, độ sâu thưởng là 40 - 50em.

“Thời gian lưu chit thải trong ao: thường chọn lớn hơn 2-8 ngày [9]

+ Xử lý bằng thực vật thủy sinh có kích thước lớn: Thực vật thủy sinh kích thước lớn

số the sử đụng tong xử lý nước thải chủ lãm 3 nhôm

Nhóm nỗi: béo tắm (Lemna minor), bdo Nhật ban (Eichhornia crassipe9), loại này cóthân, lá nỗi trên mặt nước, chỉ có pt 1a chim trong nước

Nhóm nửa chim, nửa nổi: sậy (Pharagmites communis), lau (Cirpus lacustris) Loạinày có bộ rễ cắm vào đất, bùn còn phn thân chìm trong nước, phần còn lại và lá ởphía trên Mực nước thích hợp của cây là >1,Sm.

Nhóm chim: rong xương cá (Potamogeton crispus), rong đuôi chó (Littorella

taniJira), thực vật loại này chim hẳn trong nước, rễ của chúng bám chặt vio bin đấtcòn thân và lá ngập trong nước [10]

Bảng 1.2 Một số loại thuỷ sinh vật tiêu biểu

Loại Tên thông thường “Tên Khoa học

Thuy sinh vật sống chìm _ | Hydnlla Hydrilla verieilaa

‘Water milfol Myriophyllum spicatum Biyxa Blyxa aubertit

Thuỷ sinh vật sống tôi | Lục bình Eichiornia crassipes

nổi Bào tim Wolfia arrhiga

Bào tai tượng Pistia stratiores

Salvinia| Salvinta spp

Thuy sinh thực vật sống | Cattails Typha spp

nổi Bulrush ‘Scirpus spp

Sây Phmngmites communis

2B

1.3 Tảo Spirulina Platensis trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn

13, inh hình nghiên cứu tảo lam Spirulina Platensis

1.3.1.1 Tình hình nghiên cứu tảo lam Spiruina trên thé

Tap đoàn hóa chất lớn của Nhật Bản ( DIC) đã bắt đầu tập trung nghiên cứu và thành

công trong việc nuôi tring tio Spirulina vào năm 1974 Ngày nay, tại Mỹ, Trung Quốc

và Thái Lan có 3 trại nuôi trồng của tập đoàn DIC đã musi trồng và sản xuất tảoSpirulina với sân lượng hàng năm lên đến 900 tin, Sau đồ, vào năm 1982, Earthrise đã

số trang trại nuôi trồng tảo Spirulina đầu tiên ở Mỹ Đến bây giờ là trang trại nuôi tảo

ty)

Spirulina én nhất th

Năm 2000, tai Malaysia, Spirulina được sử dụng trong xử lý nước thai từ nhà máy sản

xuất dầu cọ Tại Thái Lan năm 2003, khả năng làm sạch nước thải ao nuôi tôm của

Spirulina cũng đã được chứng mình [12] Hiện nay việc áp dụng kỹ thuật ADN tái tổ

hợp và công nghệ gen để chuyển gen vào tảo Spirulina dang được tiễn hành ở Nhật

Bản nhằm tạo ra những chúng ng tảo có đặc tính mong muốn là một hướng dytriển vọng trong việc sử dụng tảo này trong xử lý một số loại nước thải Các nhà khoahọc tại Mexico đã nghiên cứu sử dung Spirulina để loại bỏ NH,* và PO¿” trong nướcthải chin nuôi lợn có hiệu quả Năm 2010, Spirulina cũng được các nhà khoa học TâyBan Nha chúng minh có khả năng xử lý nước tht ô nhiễm nite và phốtpho một cách

1.3.1.2.Tinh hình nghiên cứu tảo lam Spirulina tại Việt Nam

Từ c ối những năm 1970, tảo Spirulina được sản xuất đại trà ở một số nước như Mỹ,Nhật Bán, Mehico Trung Quốc, An D9, Thái Lan, Dai Loan, Cuba và Việt Nam

nội từ Pháp năm 1972 Nó đã trở thành một đối

ệ Sinh

© Việt Nam, tảo Spirulina được nbs

tượng nghiên cứu sinh lý, sinh hóa, tại Viện Sinh vật học (nay là Viện Cong ns

học) do cố Giáo sư Nguyễn Hữu Thước chủ ì Những nghiên cứu về tác động củaánh sing, nhiệt độ, pH đã cho phép diy nhanh quá tình thích ứng của tio này với iễmkiện khí hậu của Việt Nam

Một quy tình công nghệ tích chiết ắc tổ lam từ Spirulina để ứng dung cho bệnh nhânung thư và tai, mũi, họng cũng đã được hoàn chỉnh Chế phẩm “Phycobleu” đã được trường Đại học Y Hà Nội thử độc tính và ding thử nghiệm cho bệnh nhân tại Viện Tai Mũi Họng Hà Nội.

Sinh khỏi của tio lam Spirulina ding để tách chiết các chất có hoạt tinh sinh học, cósid tị dịnh dưỡng làm thực phẩm chức năng cho người và động vit, nguồn phân bónsinh học và vai trò của nó trong xử lý môi trường cũng đã được đi sâu nghiên cứu Khảnăng nuôi trồng tạp dưỡng, ảnh hưởng của một số nguồn cacbon hữu cơ (như glucose,fructose, galactose, saccarose, L-arginine, axetat nari) [1đjiên sự sinh trường của tảo lam Spirulina platenss cũng như quang hợp va sinh trưởng của tảo này trong điều kiệnthiểu no, phoApho và kali đều đã được nghiên cứu

(Che kết quả thú được cho thấy các điều kiện nêu trên đã ảnh hưởng rt rõ ột lên tốc độcquang hợp, sinh trưởng cũng như hàm lượng sắc tổ của Spirulina platensis Các nguồn

phế thải hữu cơ như ri đường, nước thải ươm tơ, phế thải công nghiệp rượu bia cũng.

cđược thử nghiệm để nuôi sinh khổi tio này [I5] Hướng nghiên cứu này có triển vọng tắt to lớn vì vừa đảm bảo làm sạch mối trường vừa hạ gid thành sản phẩm, đồng thờirất có ý nghĩa về mặt sinh thấi mỗi trường Tắt nhiên vin dé kỹ thuật và công nghệ,hướng nghiên cứu này edn được tiếp tục nghiên cứu.

Sinh kk của tảo lam Spirulina không chỉ được nghiên cứu dùng để tách chiết các chit có hoạt tính sinh học có giá tỉ dinh dưỡng làm thực phẩm chức năng cho con

người vả động vật mà vai trò quan trọng trong xử lý môi trưởng của tảo lam Spirulina

cũng được đi sâu nghiên cứu Tảo lam Spirulina đã được sử dụng trong xử lý nước that

agit amoni từ một số nguồn phân hóa học trong trồng trọt ở Việt Nam để giảm thiểu 6 nhiễm môi trường và giảm giá thành sản phim từ Spiratina, Ne ra, các thử nghiệm.

1s

muối trồng tio này bằng nguồn nước thải ươm tơ tim, nước thải của nhà mấy phânđạm, nước thả từ him biogas đã được triển khai, ngay cả các nguồn phế thải hữu cơ

như rỉ đường „ phế thải công nghiệp, rượu bia cũng đã được thử nghiệm để nuôi trồng

và thu sinh khối tio này [16] Nhiều cơ sở nuôi tring, sản xuất và chế bin các sản

phẩm từ tảo Spirulina” đã được thành lập với công nghệ nuôi tio trên các bé nông xây

bằng xi mang sử dụng khí CO; của công nghệ tạo nguồn cacbon, nguồn CO, rực tiplắy từ các nhà máy bia, cồn, rugu nén hóa lồng vào bình chứa Đồ là các cơ sở nhưVinh Hảo (Binh Thuận), Châu Cát, Suối Nghệ (Đẳng Nai), Đắc Min (Đắc Lie)

Trước thực trang ô nhiễm môi trường ở Việt Nam nói chung và đặc biệt mỗi trườngnước thải sinh hoạt ở các đô thị lớn nói riêng đang bị ô nhiễm ở mức đáng báo động,việc sử dụng vi tio lam Spirulina để xử lý môi trường là hoàn toàn có thể áp dung

được, có tính khả thi cao và có ý nghĩa cả vé khoa học và thực iễn

1.3.3 Đặc diém sinh học của tảo Spirulina Platensis

1.3.2.1 Phân loại ảo

Loại Spirulina có nhiều loài (35 loài) đã được phát hiện, hai loài có nguồn gốc châu

Phi và Nam Mỹ là: S geitleri (S maxima) và S platensis được nghiên cứu đầu tiên, nhỉ nhất Ở nước ta đã thấy 10 loài Spirulina, [9] Các loài Spirulina tiên

nhiên trong ao, hỗ, ruộng lúa, sông ngòi, đơn độc hay kết thành đám trên mặt nước

“Trong cách phân loại, đặt tên khoa học thường các đặc tính quan trọng nhất về hình

thái, kiểu dinh dưỡng, tế bào học và cấu trúc gen di truyén được biểu đạt ngắn gonnhất Tên Spirulina do gốc từ Ltinh và Anh ngữ “Spiral” có nghĩa là “xoẩn”, do tảonày có dang tiêu biểu nhất là sợi xoắn ốc, nên còn gọi là ảo xoắn, hay tạo dang xoắnTrong cách phân loại mới hiện nay tảo Spirulina được Xếp vào ngành vi khuẩn(Bacteriophyta), trên các tình tảo khác, thay cho xếp chung vào ngành tio như cũ, lý

do của sự thay đổi hợp lý này là các nghiên cứu (những năm 1970 — 1980), thay cáctảo lam có nhiều đặc điểm chung với vi khuẩn như: nhân chưa hoàn chính tiễn nhân),nhân chưa có ming, không có ty thể và lục lạp Tên mới din thông dụng của Spirulina là vì khuẩn lục lam Spirulina,

Do đặc điểm có thể di động được trong môi trường nước, Spirulina còn được gọi là phiêu sinh vật (Spirulina plankton ~ thực vật trôi nỗi, phiêu sinh) Tên gọi mô tả nàynhằm phân biệt với động vật phiêu sinh, di động thực sự với cơ quan chuyên biệtmao của vi khuẩn, vây của cá.

1.3.2.2 Hình dang và cầu tạo

Spirulina là một loi tao lam da bảo dạng sợi xoắn kiễu lò xo với các vòng xoắn khá

cđều nhau, nhưng ở cuối 2 đầu sợi lại thường hẹp và mút lại Nhưng tùy thuộc vào chu

kỷ sinh dưỡng và phát rién mà hình dạng có thé xoắn kiểu chữ C, S Các dang này có

chiễu dài khác nhau , ngay trong một dạng chiều dài mỗi sợ cũng khác nhau Ví dụ sợitốn song có thé cong từ 5-7 nếp gấp, cũng có thé lên đến 27 nếp gắp Dưỡng kính của

tẾ bào từ 1-12 mieromet, chiều dài tế bào có thé dầi 10 mieromet và chigu dài chuỗi

có thé 110 micromet [14] Các sợi tảo có tinh di động trượt đọc trục của chúng.

1.3.2.3 Chu kỹ sinh sản

Hình thức sinh sản của tảo Spirulina : sinh sản vô tính ( từ 1 tế bào mẹ trưởng thành )

‘Tir một sợi tảo mẹ, hình thành. nha đoạn Necridia( gồm những tế bào chbiệt cho sự sinh sản ) Trong các Necridia hình thành các đĩa lõm ở hai mặt và sự tách rời tạo các hormogonia ( hình thức tảo đoạn).

“Trong sự phát trién dần din phần diu gắn tiêu giảm, 2 đầu hormogonia trở nên tròn

nhưng vách tế bào vẫn có chiều diy không thay đổi Các hormogonia phát triển „ trường thành và chu kỳ sinh san được lặp di lp lại một cách ngẫu nhiên, tạo nén vòngđời của tảo 6] Trong thời kỳ sinh sản tảo Spirulina nhạt màu í sắc tổ xanh hơn bìnhthường, Vòng đồi tao đơn giản và tương đổi ngắn Trong điều kiện tối ưu (mui trong

iệm ) vòng đời khoảng 1 ngày Ở điều kiện tự nhiên là khoảng 3- 5 ngày.

1.3.2.4 Chu ky sinh trưởng của tảo

Sự sinh trưởng của tảo được diễn tả bằng sự phân chí tế bio, Với chế độ dinh dưỡngthích hợp và điều kiện sin lý học thuận lợi, quá tình sinh trưởng của tảo ri qua ítnhất các pha sau [14]

17

Pha chậm: Sự vô hiệu hóa các enzim, sự giảm tốc độ trao đổi chị của tảo giống, t

bảo gia tăng kích thước do tăng các thành phần mới nhưng không có sự phân chia,

su tổ khi

một số th các té bào tì cần cho qua tình cổ định fh tần được tạo ra do etcacbon, hoi động của các độ tổ nào đồ có mặt rong môi trường, hy do cấy tảo vàomôi trường có chứa một vài chất có nằng độ quá cao

Pha tăng trường: là giải đoạn mà tế bào phân chia rt nhanh và liên tục Tốc độ tăngtrường trong giai đoạn này tùy thuộc vào kích thước tế bảo, cường độ ánh sáng, nhiệt

độ

Pha tăng trưởng chậm: Khi có một vài nhân tổ xuất hiện như: sự giảm sút của yếu tổdinh đưỡng nào đó, tỷ lệ cung cấp oxi và cacbonic, sự thay đối pH, sự hạn chế ánhsáng, sự xuất hiện các yếu 16 ngăn cản sự phân chia các tế bào do một chất độc nàođó thì quá trình sinh trướng của tảo bị ức chế, đây là giai đoạn đầu của pha tăngtrưởng chậm, Tuy nhiên, pha này diễn ra rất nhanh với sự cân bằng được tạo ra giữatốc độ tăng trưởng và các nhân tổ giới hạn, nó được xem là pha quân bình

Pha suy tin: khi các chất nh dưỡng trở nÊn can kiệt không đủ cung cấp cho sự sinhtrưởng và trao đổi chất đến mức trở nên độc hại ảo sẽ bị suy tần gọi là pha chết

1.3.3.Cée yếu t môi trường trong bé nuôi tảo

13.3.1 Ảnh sáng

Cũng như các loài thực vật khác, tảo tổng hợp cacbon vô cơ thành các vật chất hữu cơ

nhờ quá trình quang hợp do đó ánh sing đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.

Cường độ ánh sáng cần thiết cho nuôi cấy tảo thay đổi tay theo mật độ tảo, độ sâu

nước nuôi, dụng cụ nuôi cấy Quá tn ih quang hợp của tảo sẽ gia tăng khi cường độ

bức xạ mặt tri gia ting và sẽ giảm khi cường độ bức xạ mặt tri giảm [17] Ở điều

Xiện phòng thí nghiệm, ánh sing được xác định cho sự phát triển của tảo Spirulina là150-200 pmol/m’/s, Năng lượng nào mà tảo hấp thu được chuyển hóa từ dạng cacbon

vô cơ (khí COs, độ kiểm HCO, thành dạng cacbon hữu cơ ở dạng đơn giản nhất là đường đơn qua quá trình quang hợp Cường độ ánh sáng thích hợp khi nuôi trong bìnhthủy tinh dung tích nhỏ khoảng 1000lux, với bỄ nuôi lớn cường độ ánh sáng à 5.000-10,000 lux [18]

1.3.3.2 Nhiệt độ

Mỗi loài tảo cin nuôi ở một khoảng nhiệt độ thích hợp, ngoài ngưỡng nhiệt độ tảo sẽ

không phát triển và có thể bị chết Tuy nhiên, tảo Spirulina platensis có thé nuôi trong

26C vịnăm mức nhiệt độ khác nhau là 26-34°C, ở mức nhiệt đ mật độ nuôi cấy banđầu 5,000 ế bào/ml, nuôi trong môi trường Zarouk (Godia el al, 2002) thi sau 25 ngàymuôi cấy tảo có thể đạt mật độ ôi da 2.508.148 ế bào/ml [19] Nuôi tảo trong phòng sẽ

dễ dàng không chế được nhiệt độ trong khi nuôi ngoài trời thời sit thay đổi bat thườngnên không khống chế được nhiệt độ

có thể sống trong 4 mức pH khác nhau từ 4 — 10, ở mức pH = 8 với mật độ nuôi cấy

ban đầu là 5.000 tế bio/ml trong mỗi trường Zarouk (Godia el al, 2002) thì saw 15

ngày nuôi cấy tio có thể dat mật độ tối da là 458.642 tế bào/ml [19] Spirulinaplatensis có thể thích nghi với môi trường thay đổi pH, tuy nhiên sự thay đổi này xảy

ra đột ngột sẽ din đến sự phá hùy tế bảo, điều này xây ra đối với mỗi trường có dungdich đệm không tốc Sự hip thu ion NO; sẽ dồn đến sự tăng pH của môi trường vàngược lại sự hip thu NH," sẽ làm giảm pH (Oh ~ Hama, 1986) pH có thé khống chếtrong phạm vi thích hợp bằng cách sục khí hay bổ sung Ca(HCO,); [20] Trong quátrình nuôi cấy mật độ tảo càng cao sự thay đổi pH trong ngày càng lớn, thấp nhất vàosing sớm và cao nhất vào lúc xế chiều.

Ngoài các yếu tổ trên sục khí cũng có vai trỏ quan trọng giúp tảo lơ lửng trong nước.tránh lắng xuống đáy, làm tảo có cơ hộ tiếp xúc đều với ánh sáng và chit dinh dưỡng

‘Dong thời, sục khí hạn chế sự phân ting nhiệt độ, sự kết tha của kim loại cũng như sự

g xuống đầy của các kim loại nặng

1.3.34 Dinh dưỡng

a, Dam

Nitrogen được tảo sử dụng dé tạo ra các amino acid, acid nucleic, chlorophyll và các

hp chit hữu eo chứa no khác Nito chiếm 1-10% trong lượng khô của bào tio [4]Niưat được sử dụng nhưng với nỗng độ rất thấp Các muối ammonium cũng đượctảo sử dụng tong thai gian dài như NH” nhưng nồng độ phải thắp hơn 100 mg/l trong:khi NOy được tảo sử dụng chính [2I] Việc bổ sung ammonium vào tế bào tảo khidang hip thu nitrate thì ngay lập tức sẽ hạn chế hoàn toàn quá tình này TẾ bàoSpirulina platenss tăng trường tắt nhất khi him lượng ure bổ sung vào môi trường

Ấy là 500 mg/l với cường độ ánh sáng là 5600 lux Sự thay đổi quá trình trao đổichit kết hợp với tốc độ phát tiển của tổ bào giảm dưới điều kiện thiếu nitrogen (Ohhama, 1986) [20] Nguồn nitrogen cung cấp không những ảnh hưởng đến quá trìnhhít tiển của tio mà nó còn ảnh hưởng đến thành phần sinh hóa của ế bào tio

b.Lan

Lân là một tong những nhân tổ chính trong thành phẫn của tio Lan có vá trò chính trong da số các quá trình xảy ra wong tế bào đặc bit là quá trình chuyển hóa năng

16 giới hạn sinhlượng và tổng hợp acid nucleic Giống như đạm, lần cũng là

trưởng của tảo Tảo sử dụng chủ yếu là phốt pho vô cơ Phốt pho hữu cơ thường được

thủy phân bởi các enzim ngoại bảo như phosphoesterase, phosphatase dé chuyển sang

dạng phốt pho vô cơ dễ iêu 22] Việc hip th lân ở tảo được kích thích bởi ánh sáng.Lân thường tồn tại ở hai dạng phosphat hữu cơ (DIP) hoặc phospho vô cơ hòa tan

(DOP) Hầu hết phospho hòa tan là DOP Dip thưởng ở dạng Orthophosphat (PO, `) và

một ít Monophosphat (HPO,È) và Dihydrogen Orthophosphat (H;PO, ) Tảo chỉ có thểsir dụng phosphat hữu cơ hòa tan, Khi mỗi trường thiếu phosphat hữu cơ hòa tan, tảo

có thể tiết ra enzym alkaline phosphatase, đây là một loại enzym ngoại bào có khảnăng giải phóng phosphat trong phạm vi chất hữu cơ [23] Hơn nữa, khi hàm lượng.phosphat hữu cơ hòa tan biển động trong khoảng thời gian ngắn th ảo có thể hấp thu

‘va dự trữ phosphat trong tế bào.

© Kali

+ Kali thười 1g có nồng độ cao trong nước thiên nhiên Ý nghĩa Kali trong đời sốngthủy sinh vật rất lớn: Kali xúc tiến quá tình quang hợp bằng cách thúc dy quá tìnhvận chuyển glucid từ phiến lá vào các cơ quan khác Khi thiểu Kali sự hình thành các

I4)

++ Natri: lon Nat phổ biến rộng rãi rong nước thiên nhiên và mức độ phổ biển wong

ết cao năng bị chậm lại và hàm lượng phospho trong các acid nucleotie bị giảm.[

sắc cation chiếm vị tí hàng div, Trong nước ngọt chiếm khoảng 5-15%, trong thànhphần co thé của thủy sinh vật chiếm khoảng 0.5-1% trọng lượng cơ thể chúng

++ Magie: Mg" rất quan trong đối với thực vật vi nó có cầu từ rung tâm của điệp lục

tổ Thiếu Mgˆ" thực vật không tạo được digp lục tổ nên không quang hợp được chất

ân thiếtfin H

hữu cơ Mg” rấ ết cho việc hấp thu và di chuyển lân [21]Mg* cũng

trong thức ăn của enzyme

+Ca”": Là sản phẩm của quá trình phân hóa đất đá, đặc biệt là quá trình rửa đá vôi,dolomit và thạch cao lon Ca” thường kết hợp với ion CO,Ÿ, HCO;, §O/Ÿ: dạngHCO; dễ chuyển hóa thành CaCO, và phóng thích CO; cho quá trình quang hợp củathực vật phù du trong nước Ca làm cho nước bớt chua, im tang độ hòa tan, đồnghóa các chất dinh đưỡng khác như đạm phospho, tạo sự quân bình giữa các mỗi dinhcđưỡng trong nước, giáp cho vi sinh vật hoạt động tốt hơn, cung cấp Ca cho thực vật3e: Sắt là một trong những nhân tổ rit cin thiết cho đồi sống thủy sinh vật mặc dù

nh cầu về nó không lớn lắm Chất digp lục cây xanh không thé tạo thành được nếukhông có sit, mặc dit trong thành phần điệp lục không có sắt Him lượng sắt trongnước ngọt cao hơn trong nước biển đến hàng chục ppm Hàm lượng các muối sắt hòa.tan ti lệ nghịch với pH (pH càng cao muối hòa tan của sắt căng thấp), do đó khi quátrình quang hợp của thực vật phù du trong ao xây ra mạng làm pH của nước tăng cácmuối hòa tan sắt hầu như hết hản [14]

++Mangan: Ở him lượng thấp (0.001-0.002ppm) có tác dụng kích thích sự tăng trường của thực vật, hàm lượng Mn thích hợp cho tảo là 0 00 2 ppm) [14]

+Cu”: cũng là nguyên tổ vi lượng cin cho thực vật phát triển TiẾp xúc với lượng

đẳng cao sẽ ức chế thực vật phát trién hoặc giết chết thực vật do phá hủy chức năng

của tế bảo đảm nhận các quá tinh quang hợp, hô hấp, tổng hợp chlorophyll và phânchia tế bào của thực vật [22]

++ Zn": fa thành phần cấu tạo carbonicanhydrase (x tác phân ứng hydrase hóa), làm, tăng khả năng vận chuyển oxy.

a

1.3.4, Các phương pháp nuôi tảo

“Có 3 phương pháp nudi tảo nuôi cấy iên tục, nuôi cấy theo mẻ, nuôi bán hiên tục [18]

hôi theo mẻ: Nuôi tio trong các bé nuôi có môi trường đỉnh dưỡng , sau một vài ngày

khi mật độ tảo lên đến cực đại hoặc gin cực đại thì thu hoạch Đây la phương pháp kháphổ biến được áp dụng nhiều nơi vì nó đơn giản, thuận tiện , có thể xử lý khi môitrường nuôi gặp sự cổ.

Nuôi bán liên tục: Phương pháp này nhằm mục đích kéo dai thời gian nuôi bằng cách

thu hoạch táo từng phần Sau ki thụ hoạch tì cấp thêm nước và môi trường din dưỡng để cho tảo tp tục phát triển Thông thường thì mui bán liên tục không tínhđược thời gian nuôi kéo dài bao lâu vì còn phụ thuộc vào chất lượng nước và các loàiđộng vật dữ sử dụng làm thức ăn hoặc cạnh tranh không gian sống.

Nuôi liên tục: Là phương pháp nuôi tương đối hiện đại, giá thành cao và đòi hỏi quy.trình nuôi chặt chẽ Nguyên tắc nud là ign tue dẫn tảo đến b nuôi âu trùng đồng thôicấp nước có môi trường dinh dưỡng cắp phải bằng nhau Nuôi theo phương pháp này

số thể kéo đài thời gian nuối 2 3 thắng.

1.3.5 Cúc cơ chế xử lý mước thải của tảo Spirulina Platensis

1.3.5.1 Hệ v sinh vật trong nước thi

'VSV là những sinh vật có kích thước vô cùng nhỏ bể, TẾ bào của chúng không thể

nhìn thấy được bằng mắt thường mà phải sử dụng kính hiễn vi với độ phóng đại ừ 400đến 1000 lần [2S]

“rong nhiều trường hợp, mỗi loi nước thải có một khu hệ vi sin vật đặc trưng, Nướcthải sinh hoạt chứa phân, nước rửa, tắm giặt, thức ăn thừa chứa rắt nhiều vi khuẩn ,

trung bình từ vài triệu đến vai chục triệu cá thể trong Iml Trong đó chủ yếu là:

- Vi khuẩn gây thối như Pseudomonas fluorescens, P aeruginosa, Proteur vulgaris, Bac.cereur, Bac.subtilis, Enterobacter cloacae [36]

- Đại điện của các nhóm khác như vi khuẩn phân giải đường, tinh bột, cellulose, urea.

“Các vi khuẩn thuộc nhóm Corliform, là vi sinh vật chỉ thị cho mức độ 6 nhiễ n phân

trong nước ở mức độ cao, có thé dao động từ vải nghin đến vài trim nghìn cá thé tong

Do sự phát triển mạnh của Sphaerotilus, oxygen bị tiêu thụ nhiễu Khi một lượnglớn Sphaerorilus natans tích tụ ở những ving nước lặn sẽ xuất hiện tỉnh trạng biođộng về oxy Nó sẽ nhanh chóng làm cho oxy trong nước biến mắt hoàn toàn Cuốicùng rồi ä khối Sphaerotilus natans cũng chết vi bị thi ria, H;S sẽ xuất hiện cũngmột lúc với một số chất khác Trong mỗi trường lúc này khí HS được tạo thành còn

đo quá trình phản ứng sulfate hoá của vi khuẩn phản sulfate như Desufovibri

desufuricans

Bên cạnh vi khuẩn, trong nước thải giàu chất hữu cơ cũng có chứa nhiều loại nắm.men Có thể dao động từ vài ngin đến vài chục ngân t bào nắm men trong Il Phổbiến nhất là đại điện của Saccharomyces; kế là Candida, Cryptococcus, Rhodotorula(27)

“rong nước thai sinh hoạt cũng chứa nhiều bio từ sợi nắm mốc Nắm mốc tiêu biểu

1a Leptomitus laclews, Fusarium aquaeducteum Giống như Sphaerolilus natans, ở

những nơi 6 nhiễm mạnh (như nhiễm dịch kiềm fulite cia công nghiệp chế biển gỗ),eáee giống nim này phát triển rộ lên và tạo thành những đám nắm đáng sợ:Một sốnước thải cũng phit hiện nhiều vi khuẩn phản nitrat hod như Thiobacilus denitrificans, Micrococcus denitrificans; vi khuẩn sinh methane (CHỊ) Trong nướcthải chứa đầu, người ta cũng tìm thấy các vì khuẩn phân giải hydrocarbon

2B

như Pseudomonas, Nocardia Trong nước thải có thé còn có một tập hợp khá đồng đúc các loài tảo (Alage), gồm Khoảng 15,000 loài Chúng thuộc Tảo silic(Bacillariophyta), Tảo lục (Chlorophyta), Tảo giáp (Pyrrophyta) [2T] [28]

Ngoài vi khuẩn, trong nước thải còn có nhiều loại nấm, nhất là nấm men như:

Saccharomyces, Candia, Cryptococcus, Rhodotorula, Leptomitus lacteus, Fusarium

daquaeductewm Trong đồ, nắm Leptomitus lacteus có Khả năng phát triển thành khốinhầy cùng vì khuẩn Sphaerptilus natans rong 90-120 phút và có thể bịt kín hoàn toànsắc song chắn rác làm cản trở đồng chảy sây phién hà trong việc thải nước [27]Leptomitus lacteus có thể sống xung quanh năm ở sông hỗ và phát triển mạnh vào mùa đông,

1.3.5.2 Cơ chế làm sạch nước bing vi sinh vật

“Các quá tình vật lý, hóa học như sự sa lắng va sự oxy hồa giữ vai trd quan trọng trong

quá trình lầm sạch nước thải Tuy nhiên, đóng vai trỏ quyết định tong làm sạch nước

thải vẫn là các quá trình sinh học Tại chỗ nước thải đổ ra, thường tụ tập các loại chim,

cá Chúng sử dụng các phế thải từ đỗ ăn và rác làm thức an Tiếp sau đó là các độngvật bộc thấp như ấu tring của côn tring, gi và nguyên sinh động vật Chứng sử dụngcác hạt thức ăn cực nhỏ làm nguồn dình dưỡng Song cin phải nhấn mạnh vai rồiquyết định của các VSV trong quá tình làm sạch nước thải Cơ chế của quá tình làm

sạch nước thải đo các VSV bao gồm ba giai đoạn sau:

ìo VSV,

mặt

+ Các hợp chất hữu cơ tiếp xúc với

+ Quá tình khuếch tấn và hắp thy các chất ô nhiễm nước qua màng bán thắm vào

é bào VSV

các chit 6 nhiễm trong nội bio để sinh ra năng lượng và tổng hợp vật

liệu mới cho tế bào VSY.

Ca ba gai đoạn này có mỗi iên quan rất chặt chế với nhau làm ndng độ các chất sây 6nhiễm trong nước giảm dẫn

Theo phương thức đình dưỡng, các VSV được chia làm hai nhóm chính [29]

+ Nhóm VSV tự dưỡng: Nhóm VSV này có khả năng oxi hóa chất vô cơ để thu nănglượng và sử dụng CO; làm nguồn cacbon cho quá tình sinh tổng hợp Trong nhómnày có các vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn sắt, vi khuẩn lưu huỳnh.

+ Nhóm V§V dị đưỡng: Nhóm VSV này sử dụng các chất hữu cơ làm nguồn eacboninh đưỡng và nguồn năng lượng để sinh trưởng, xây dựng tế bào và phát tiễn CácVSV dị dưỡng có thể chia thành ba nhóm nhỏ dựa theo hoạt động sống cia chúng đốivới nhu cầu oxy:

+ Nhóm VSV hiểu khí: là nhóm VSV cin oxy để sống, giống như quá trình hô hap ởđộng vật bậc cao Sự phân hủy các chit hữu cơ ở điều kiện hiểu khí th hiện ở phản

ở điều kiện kj khí được thể hiện ở các phân ứng saul27Ì

Chất hữu cơ + NO; + SO,” VSV ki khí „ CO; + H;O +CH, + Ny + H;§ + NH +anit hữu cơ + sinh khối VSV + năng lượng

+ VSV tay nghỉ hay còn gọi là V§V ky khí ty tiện: Nhóm VSV này có thể sinh trường trong điều kiện có hoặc Không có oxy Chúng luôn có mặt trong nước thi [Nang lượng được giải phóng ngoài một phần thoát ra ở dạng nhiệt, phin cồn li được

sử dụng cho vige sinh tng hợp hình thành tế bao mới

“Trong số các nhóm VSV làm sạch nước thải, vi khuẩn có số lượng nhiễu nhất và cũngđồng vai trò quan trọng nhất, Ngoài ra, cũng có các nhôm VSV khác như nắm men,nắm mốc, xạ khuẩn nhưng số lượng it hơn vi khuẩn Những nhóm này là các V§V didưỡng hiểu khí Nhiề loi nắm, kể cả nắm độc có khả năng phân hủy xenlulo2o,hemixenlulozo va đặc bigt là lignin Tuy nhiên, vai trd của nắm, kể cả nắm mốc, nắmmen, cũng như xạ khuẩn trong quá trình xử lý nước thải không quan trong bằng vi khuẩn,

1.3.5.3 Khả năng xử lý nước bằng vi tảo,

25

“Tảo là thực vật bậc thấp, sống theo kiểu quang tự dưỡng, di dưỡng hoặc tạp dưỡng Cóloại tảo có cấu trúc đơn bảo, có loại mọc nhánh đài Chúng là thực vật phù đa, có thể tồi nổi ở trong nước hay móc vào các giá đỡ (oi

50.000 loài tảo trên thể giới thì vi tảo chiếm đến 2/3 Nhiễu loi

thực vật khác) Trong số khoảng,

tảo, như ví táo cònđược xếp vào nhóm VSV, tảo lam được xếp vào nhóm vi khuẩn lam Tảo phát triểnJam nước có màu sic, thực chất là màu sắc của tảo (tảo lam Anabaena cylindrica làm

cho nước có màu xanh lam, Oscilatoria rubecens làm cho nước ngà màu hồng, các

loài khué tii Melorisa, Navicula làm cho nước có mau ving nâu ) [7]

Trong nước thải gid nguồn N va P la điễu kiện tốt nhất cho tảo phát triển Nguồn CO,

có thể do VSV hoạt động thải ra trong nước, phân hủy các chất hữu cơ tạo thành vàcủng cấp cho tảo hoặc từ không khí

Cor sở sinh học của việc sử dụng một số loài tảo để xử lý nước thải là dựa vio đặc tính sinh trưởng tự nhiên của chúng Tảo sử dung CO; hoặc bicacbonat làm nguồn cacbon

và nguồn nơ, phốt pho vô cơ để cầu tạo tế bào đưới tác dung của năng lượng ánh

sáng mặt trời, đồng thời thải ra khí oxy, Qúa trình quang hợp của táo được biểu diễn như sau:

CO; + NH,’ + PO,* > TẾ bào tảo mới (tang sing khối) +Các khí oxy phân từ sink ra im giu thêm him lượng oxy hòa tan trong nước, tạo điềuXiện thuận lợi giúp vi khuẩn hiểu khí phát triển và thúc đẩy các phản ứng oxy hóa —khử tong quá tình phân hủy hiểu khí các chất hữu cơ xây ra nhanh hơn

Vai trd chính của tảo và thực tập thủy sinh là khử nguồn amonium hoặc nitat, cùngnguồn photphat có trong nước Việc làm giảm các chất hữu cơ ö nhiễm trong nướcchủ yếu là nhờ một số loại vi khuẩn, tảo và thục vật khác chỉ sinh oxy và có rễ để vi

khuẩn bám vào, cùng tần lá che chin làm giảm tác động của ánh sáng mặt trời giúp vi khuẩn khỏi chi và tạo đi kiện cho chúng hoại động tốt hơn

Các loài vi tảo có thể làm thức ăn tự nhiên rong nuôi trồng thủy sản Một sé loài tảo

có khả năng phát tiễn rên một số loại nước thải đồng vai trỏ quan trọng trong quá tình lầm sạch nước thi Cũng với các VSV khác, vi tảo giữ vai tò như may lọc sinhhọc tự akin, trụ tếp hip thụ tắt cả những sin phẩm thừa, sin phẩm su cũng củaphân hủy hữu cơ và chuyển hóa ching sang dang ít độc hại hơn hoặc phân giải chúng

thành những vật chất khác đơn giản và vô hại Những loài tảo và vi khuẩn lam nước

hingọt được sử dung phổ biển trong qué tinh xử lý nước thải chủ yếu thuộc c

Chlorella, Spirulina, Seenedesomus 7[Tl nhiều năm qua đã có nhiều nghiên cứu

«quan trong trong và ngoài nước vé việc ứng dụng các loài tảo tong xử lý nước 6

nhiễm

Mặc dù phương pháp sinh học sử dụng thực vật thủy sinh hay vật liệu sinh học vẫn có.khả năng hip thu kim loại thành công, nhưng hiệu quả khi sử dung vỉ tảo là vượt trộihơn so với những nguyên liệu khác, Một số tu thể đặc biệt khi sử dụng vỉ tảo so vớitắt cả các phương pháp khác:

Nhiễu loại vi tio có khả năng thu nhận kim loại nặng ở mức độ cao, nồng độ kim loạinăng ích lũy bên trong các cấu trúc tễ bào của chúng có thé cao gắp hàng nghĩn lẫnnồng độ trong tự nhiên Diện tích bề mặt riêng của sinh khối vỉ tảo vô cùng lớn làm

‘cho chúng rất hiệu quả trong việc loại trừ và tái thu hồi kim loại nặng trong nước,

Sự hp tha sinh học các on kim loại nhờ tảo tốt hơn so với sự kết tia hóa học ở dạngthích nghĩ với sự thay đổi pH và nồng độ kim loại nặng; tốt hơn phương pháp trao đổi

à dả

ion thấu ngược ở khả năng nhạy cảm với sự hiện diện của chit rn lơ lửng,các chất hữu cơ, và sự hiện diện của các kim loại khác [30]

C6 khả năng xử lý với một thể tích lớn nước thải với tốc độ nhanh

'Có tính chọn lọc cao nên nồng độ kim loại nặng còn lại sau xử lý sinh học có thể chỉcòn thấp hơn 1 ppm trong nhiễu trường hợp

Hệ thống xử lý sinh học không cần các thiết bị hóa chit đắt iễn, dB vận hành, phù hợpvới các điều kiện hóa lý khác nhau nên giá thành thp (chỉ bằng khoảng 1/10 giá thànhccủa phương pháp trao đổi ion).

“Trong hoạt động quang hợp của mình vi tio còn thu nhận một lượng lớn khí Ct

muối dinh dưỡng, có tắc dụng làm giảm hiệu ứng nhà kính, ngăn ngừa và khắc phục.tình trạng phì dudng (eutrophication) của môi trường nước.

'Các yếu tô cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng tảo [7]:

Pa

Daring chét: Ammonia fi nguồn đạm chính cho ảo tổng hợp nên protein của tế bàothông qua quá trình quang hợp Phospho, Magiesium va Potassium cũng là các dưỡngchit anh hưởng đến sự phát iển của tảo Tỷ lệ P MẸ : K trong các bào ảo tươngứng là 15: 1:05

.Độ sâu của ao téo: độ sâu của ao tảo được lựa chọn trên cơ sở tối wu hóa khả ning ia

nguồn sang trong quá tình tổng hợp của áo Theo các cơ sở lý thuyết thi độ sâu tối dacủa ao tảo khoảng 12,Sem, Nhưng những thí nghiệm trên mô hình cho thấy độ sâu tối

vụ nằm tong khoảng 20 *u của ao tảo25cm Tuy nhiên trong thực tẾ sin xu, độnên lớn hơn 2em ( và nằm trong khoảng 40 ~ S0em) để tạo thời gian lưu tồn chất thảitrong ao tảo thích hợp và trừ hao thể tích mắt đi do cặn lắng

Thời gian lưu tbn của nước thải rong ao: thời gian tỒn của nước thải ỗi ưu là thời

gian cần thiết để các chất dinh dường trong nước thải chuyển đổi thành chất định

dưỡng trong t bào tảo Thường tl chọn thời gian lưu tổn của nước thải trong các aolớn hơn 1,8 ngày và nhỏ hơn 8 ngày

Lượng BOD nạp cho ao tả: lượng BOD nap cho ao ảo ảnh hưởng đến năng suất to,nếu lượng BOD nap quá cao môi trường rong ao tảo sẽ tr nên ym khí ảnh hưởngđến quá trình cộng sinh của tao vi khuẩn

Khu Íy trộn và hoàn lưu: quá tình khuẨy trộn trong các ao ảo rất cần thiết nhằm ngănkhông cho các tế bào tio lắng xuống đáy và tạo điều kiện cho các dinh dưỡng tiếp xúcvới tio thúc dy quá trình quang hợp Trong các ao tảo lớn khuấy trộn còn ngăn được quá tình phân ti hiệt độ trong ao tảo Nhưng việc khuấy trộn cũng tạo nên bất lợi

vì nó làm cho các cặn lắng nổi lên và ngăn cản quá tình khuếch tán ánh sáng và ao

1.4-Một số ứng dụng của tảo Spirulina Platensis trong xử lý

ĐỀ tài do tác gid Hoàng Sỹ nam, Đặng Diễm Hồng ( Viện Công nghệ sinh học) thựchiện đánh giá khả năng sinh trưởng và chất lượng của các chủng tảo trong 3 môitrường nước khoáng thuộc 3 địa diém (31) Ding thời đánh giá các chỉ tiêu hóa lí củamôi trường nước và sau khi nuôi tảo làm cơ sở cho việc thiết lập quy trình nuôi đại trà

tim chi phí đầu tư, kéo di thời gian và thu sinh khổi tả tối da giữa các đợt mui.Vật liệu để én hin thí nghiệm bao gồm : Nguồn nước khoảng được lễ từ các nguồn nước khoáng thuộc 3 tinh Thạch Thành ~ Thanh Hóa, Thanh Tân ~ Thừa Thiên Huế,

“Thanh Liêm ~ Hà Nam được ký hiệu lương ứng là TH HU HN Các hóa chất cổ độ

tỉnh sạch cao được dung để pha môi trường Zarouk Phân hóa học NPK của nhà máy

sản xuất phân bón Lâm Thao Các hóa chit chuyên dung như axtton, clo-ro-phooc,metanoa ngoài ra còn dung một số loài thuốc thử để phân tích ham lượng các chất

6 trong môi trường nuôi tảo Kết qua thí nghiệm cho thấy, trong 3 loại nước khoáng

TH, HU, HN được sử dụng để mui trồng tảo Spirulina platensis, nước khoáng TH cóthành phần dinh đưỡng tốt nhất để

phần thông số lý hóa tương tự nhau Cả ba loại nước khoáng TH, HU và HN đều có

tôi trồng tảo, Hai loại nước khoáng này có thành.

thể sử dụng để nuôi tảo Spirulina platensis, trong đó nước khoáng TH cho tốc độ sinhtrưởng của tio cao nhất Như vậy, có thể sử dụng nước khoảng TH để nuôi trồng cảhai chúng táo $.platensis CNT và C¡ với công thức môi trường MT2 Với mỗi trường,

dam bio so vớinày chỉ phí cho nuôi tảo có thể giảm được 1⁄4 mà chất lượng tảo

nuôi bằng môi trường Zarouk chuẳn Trong hai chủng CNT và Cy, ching CNT có tốc

độ sinh trưởng cao gp 5 lần so với chủng Cạ Thành phần hóa học của hai chúng tảo

NT và C, khi được nuôi tring trong các môi trường khác nhau có khác nhau song

vẫn đảm bảo chất lượng dé làm thực phẩm cho con người và động vật nuôi.

‘Theo Nguyễn Huỳnh Quang Thái, 2008, bổ sung tio Spirutina plarensis vào thức an

lâm tăng tỷ lệ sống của cá chép NhậN38] từ 46,8%(NTBC) lên 62.2% (NTH, 83,39%4NT2) và 80%(NT3), Tuy nhiền tảo Spirulina platensis bổ sung vào thức ăn không ảnh hướng đến sự phát rin về trong lượng cá Chép Nhật [24]

Spirulina platensis còn được nghiên cứu và ứng dụng trong công nghệ dược phẩm Ue

chế khả năng ti tạo của sự sinh sản HIV-1 bằng nước chiết xuất Spirulina: Nước chitxuất Spirulina ngân ngừa sự sinh sản HIV-1 ở con người nhờ các bạch cầu lumpo T và

‘bach cầu đơn nhân của hệ mi côdich được gia ting trong máu ngoại biên Chiét x đặc 5-10ug/ml cho thấy làm giảm sự sản sinh virus khoảng 50%, và chiết xuất cô đặc

100 pgimÌ cho thấy ức chế 90-100% mà không độc tinh đối với tế bào thườngCalcium Spirulina từ tảo xanh Spirulina, ức chế sự tái tạo màng bao virus: Việc phân.

29