Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ (luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÊ THỊ BÍCH HẰNG NGHIÊN CỨU CHẾ PHẨM XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHÀ MÁY RƢỢU ĐỒNG XUÂN, TỈNH PHÚ THỌ Chuyên ngành : Vi sinh vật học Mã số : 60 42 40 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BÙI THỊ VIỆT HÀ Hà Nội - 2010 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1- KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI NƢỚC THẢI 1.1.1- Khái niệm: 1.1.2 Phân loại nƣớc thải: 1.1.3 Các tƣợng ô nhiễm nƣớc 1.1.3.3- Ô nhiễm mặt sinh học 12 1.1.4 Các tiêu đánh giá độ nhiễm bẩn nƣớc thải 12 1.2 Đặc tính nƣớc thải nhà máy rƣợu Đồng Xuân - Phú Thọ 13 1.3 Các biện pháp xử lý nƣớc thải 14 1.3.1 Phƣơng pháp học 14 1.3.2 Phƣơng pháp hóa học 15 1.3.3 Phƣơng pháp hóa lý 15 1.3.4 Phƣơng pháp xử lý sinh học: 16 1.3.4.1 Phương pháp xử lý hiếu khí 17 1.3.4.2 Phương pháp thiếu khí (anoxic) 19 1.3.4.3 Quá trình khị khí (anaerobic) 20 1.4 CHẾ PHẨM SINH HỌC 25 1.4.1 Các vi sinh vật quan trọng xử lý nƣớc thải 25 1.4.2 Các chất hữu enzym vi sinh vật phân giải chúng 26 1.4.2.1 Tinh bột enzym amylaza 27 1.4.2.2 Xenluloza enzym xenlulaza 28 1.5 Tình hình nghiên cứu chế phẩm sinh học nƣớc nƣớc 29 1.5.1.Trong nƣớc 29 1.5.2 Ngoài nƣớc: 31 CHƢƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 32 2.1 NGUYÊN LIỆU 32 2.1.1 Vi sinh vật 32 2.1.2 Hoá chất 32 2.1.3 Thiết bị, dụng cụ 32 2.1.4 Môi trƣờng (xem phụ lục) 32 2.2 PHƢƠNG PHÁP 32 2.2.1 Phƣơng pháp phân lập tuyển chọn vi sinh vật 32 2.2.1.1 Phân lập vi sinh vật 32 2.2.1.2 Tuyển chọn chủng vi sinh vật 33 2.2.2 Phƣơng pháp xác định hoạt tính enzym hoạt tính kháng sinh 33 2.2.3 Xác định sinh khối phƣơng pháp đo mật độ quang học – OD (optical density) 34 2.2.4 Phƣơng pháp đếm số lƣợng tế bào 34 2.2.5 Phƣơng pháp xác định vi khuẩn G(+) hay G(-) 34 2.2.7 Phƣơng pháp xác định ảnh hƣởng điều kiện nuôi cấy đến khả tổng hợp enzym kháng sinh 35 2.2.8 Ảnh hƣởng số yếu tố đến hoạt tính enzym 35 2.2.9 Xác định tính đối kháng 36 2.2.10 Phƣơng pháp tạo chế phẩm 36 2.2.11 Phƣơng pháp xác định số đặc điểm sinh học vi khuẩn 36 2.2.12 Phân loại theo sinh học phân tử 37 2.2.13 Xác định nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) (ISO 8245:1987(E)) 40 ml mẫu 40 2.2.14.Xác định nhu cầu oxy hóa sinh hóa (BOD5) [60] 41 2.2.15 Xác định oxy hóa hòa tan (DO) (ISO 8245: 1987) 41 2.2.16 Xác định chất rắn tổng số (TS) (ISO 8245:1987) 41 2.2.17 Xác định chất rắn huyền phù: 42 2.2.19 Xác định pH 42 2.2.20 Xác định vi sinh vật sống nƣớc thải 42 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1 VI KHUẨN PHÂN GIẢI HỢP CHẤT HỮU CƠ 44 3.1.1 Tuyển chọn chủng vi khuẩn có khả sinh enzym cao 44 3.1.2 Phân loại chủng vi khuẩn đƣợc lựa chọn 45 3.1.2.1 Phân loại theo phƣơng pháp truyền thống 45 3.1.3 Lựa chọn điều kiện nuôi cấy thích hợp cho sinh tổng hợp enzym 50 3.1.3.1 Lựa chọn môi trường nuôi cấy thích hợp 50 3.1.3.2 Lựa chọn pH nuôi cấy thích hợp 53 3.1.3.3 Lựa chọn nhiệt độ nuôi cấy thích hợp 54 3.1.3.4 Lựa chọn thời gian nuôi cấy thích hợp 55 3.1.3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ bền enzym 56 3.1.3.6 Ảnh hưởng pH đến độ bền enzym 57 3.1.3.7 Ảnh hưởng thời gian đến độ bền enzym 59 3.1.3.8 Khả sinh kháng sinh ba chủng 60 3.2 BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM 61 3.2.1 Tính đối kháng chủng 61 3.2.2 Quy trình lên men dịch: 61 3.2.2.1 Tỷ lệ giống thích hợp lên men dịch 61 3.2.2.2.Hệ thống xử lý nước thải nhà máy 62 3.2.2.3 Tỷ lệ chế phẩm 63 3.2.2.4 Thử nghiệm xử lý nước thải phương pháp hiếu khí quy mô 100 lít 65 3.3 Quy trình lên men xốp: 67 3.3.1 Lựa chọn chất mang cho lên men xốp 68 3.3.2 Tỷ lệ thích hợp lên men xốp 69 3.3.3 Thời gian ủ thích hợp lên men xốp 70 3.3.4 Thử nghiệm xử lý nƣớc thải với chế phẩm lên men xốp phòng thí nghiệm 70 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC MỞ ĐẦU Nước nguồn tài nguyên vô quan trọng cho tất sinh vật trái đất Nước đóng vai trò quan trọng nhiều trình diễn tự nhiên sống người Từ 3000 năm trước công nguyên người Ai Cập biết dùng hệ thống tưới nước để trồng trọt ngày người khám phá nhiều khả nước đảm bảo phát triển xã hội tương lai, nước quan trọng nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt thể thao giải trí cho tất hoạt động khác người Vậy mà ngày nguồn nước hành tinh bị đe dọa Các hoạt động công nghiệp ngày thải vào dòng sông hàng ngàn chất bẩn độc hại Các hoạt động người tạo nên ô nhiễm nghiêm trọng Con người dùng nguồn nước để sống thải vào nguồn nước sản phẩm độc hại đầu độc lại Nước ta thực nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa đất nước, theo nhiều khu công nghiệp, chế xuất với hàng nghìn nhà máy, doanh nghiệp đời, song công tác xây dựng hạ tầng kỹ thuật thiếu đồng bộ, nhiều nơi quan tâm đến việc xử lý chất thải, hàng nghìn chất thải rắn, lỏng… hàng năm thể đổ vào ao hồ sông suối gây ô nhiễm trầm trọng tới nguồn nước, mầm mống gây bênh tật, kể bệnh hiểm nghèo ung thư dày, gan, ruột,v.v… 1m nước thải làm nhiễm bẩn 10m3 nước dó nguồn nước ngày cạn kiệt thiếu hụt nghiêm trọng Điều khiến cho việc cung cấp nước cho người trở thành vấn đề khó khăn Chính vậy, xử lý nước thải để quay vòng cho nước trở lại vấn đề trọng nghiên cứu mang lại sống tốt cho người Trong quy trình công nghệ xử lý nước thải bao gồm nhiều công trình thiết bị nối đặc tính kỹ thuật chia làm ba loại: Cơ học, hóa học sinh học, xử lý sinh học quy trình xử lý nước thải lợi dụng hoạt động, sống sinh trưởng vi sinh vật để đồng hóa chất hữu chất thải, biến chất hữu thành khí vỏ tế bào vi sinh vật để loại khỏi nước Trên Thế giới, vấn đề nghiên cứu bảo vệ môi trường ý từ lâu, nhiều nước đưa công nghệ thiết bị tiến tiến, hướng đến sản suất nước sạch, nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học làm môi trường nước bị ô nhiễm chế phẩm EM Nhật GEM… Nghiên cứu phát triển chế phẩm sinh học Việt Nam thực phát triển từ năm 1995, trung tâm nghiên cứu ngày trọng việc phát triển phát minh loại chế phẩm phục vụ cho hoạt động sản xuất kinh tế bảo vệ môi trường… Nhà máy Cồn, Rượu Sài Gòn- Đồng Xuân Thanh Ba- Phú Thọ thành lập 15/9/1965, chuyên sản xuất cồn thực phẩm công xuất 1,5 triệu lít cồn, triệu lít rượu phục vụ cho đời sống dân sinh xuất Do hàng năm nhà máy thải hàng nghìn m3 nước thải Bản chất nước thải sản suất rượu có nhiều chất hữu yếu tố vi lượng, đồng thời độc tố, thích hợp cho vi sinh vật sống phát triển, sở cho việc xử lý nước thải công nghiệp sản suất rượu phương pháp sinh học Mặc dù nhà máy xây dựng hệ thống xử lý nước thải chưa triệt để, hệ thống xử lý nước thải nhà máy xây dựng bao gồm quy trình xử lý sinh học đơn giản, lượng nước thải sau xử lý chưa đạt mức tiêu chuẩn cho phép Để góp phần hỗ trợ vào việc xử lý nước thải cho nhà máy rượu, tạo nguồn nước thải tái sử dụng cho người tiến hành đề tài “ Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân, Tỉnh Phú Thọ ” Chƣơng I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1- KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI NƢỚC THẢI 1.1.1- Khái niệm: Nước thải nước tạo trình sử dụng tạo trình công nghệ không giá trị trực tiếp trình công nghệ [13] 1.1.2 Phân loại nƣớc thải: Có số cách phân loại nước thải là: - Phân loại theo nguồn chất thải Phân loại theo tác nhân ô nhiễm (ô nhiễm vật lý, ô nhiễm hóa học, ô nhiễm vi sinh vật, ô nhiễm nhiệt ô nhiễm phóng xạ) Tùy theo nguồn thải mà người ta phân loại nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp hay nước thải nông nghiệp [20] Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt nước thải cộng đồng dân cư, thải từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học quan, có chứa đựng chất thải trình sống người [16] Đặc điểm nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu dễ phân hủy sinh học (hydratcacbon, protein, lipit), có nguồn gốc từ động thực vật, nguồn cung cấp chất dinh dưỡng vi sinh vật…Nước thải bao gồm 99,9% nước 0,1% chất rắn khoảng 58% chất hữu cơ, 42% chất vô lượng lớn vi sinh vật Các chất vô phân bố dạng tiềm tan nhiều so với chất hữu Các chất hữu phân bố dạng keo không tan [36] Nước thải công nghiệp Nước thải công nghiệp thải từ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải… Đặc điểm nước thải công nghiệp có chứa chất độc hại, kim loại nặng, chất hữu khó phân hủy sinh học (phenol, chất hoạt động bề mặt…), chất hữu dễ phân hủy sinh học từ sở sản xuất công nghiệp thực phẩm… Mỗi loại nước thải từ quy trình sản xuất công nghiệp khác có tính chất khác [40] Tính chất đặc trưng nước thải số ngành công nghiệp sau: Bảng 1.1: Tính chất đặc trưng số ngành công nghiệp Các tiêu (mg/l) Chế biến sữa Dệt sợi tổng hợp Sản suất thịt hộp BOD5 1000 1500 1400 COD 1900 3300 2100 Tổng chất rắn 1600 8000 3300 Chất rắn lơ lửng 300 2000 1000 Nitơ 50 30 150 Phốtpho 12 - 16 Dầu mỡ - - 500 Clorua - - - Phenol - - - - Nước thải nông nghiệp: Được thải từ trình sản suất nông nghiệp, nguồn gây ô nhiễm thường chất thải động vật Đặc tính ô nhiễm chất thải động vật chứa hàm lượng cao chất hữu dễ phân hủy nitrat, nhiều loại vi sinh vật gây bệnh Ngoài nước thoát từ đồng ruộng theo thuốc trừ sâu, phân bón vô hữu Nước thải nông nghiệp coi nguồn gây ô nhiễm cho sông, hồ [40] 1.1.3 Các tƣợng ô nhiễm nƣớc Hiện tượng ô nhiễm nước thể mặt vật lý hóa học sinh học [36] 1.1.3.1- Ô nhiễm vật lý: Hiện tượng ô nhiễm mặt vật lý thể màu sắc, độ đục nước, tượng nhiễm nhiệt - Ô nhiễm màu thường chất hữu màu gây nên, nhiên có số chất vô có màu đậm, đặc biệt hợp chất chứa sắt crom - Độ đục nước: Các chất gây đục cho nước bao gồm chất vô hữu Các chất hữu nước dùng làm thức ăn cho vi sinh vật Sự phát triển vi sinh vật lại gây thêm độ đục cho nước.Những chất dinh dưỡng vô (như nitơ phốtpho) có mặt nước thải từ vùng sản suất nông nghiệp làm thúc đẩy phát triển tảo làm cho độ đục nước tăng lên - Ô nhiễm nhiệt độ: nước thải từ nhà máy nhiệt điện, nước làm máy móc, nước sản xuất thường có nhiệt độ cao làm cho nhiệt độ thủy vực tăng lên (nước thải trình làm lạnh thường có nhiệt độ cao 10-150C so với nhiệt độ nước đưa vào làm nguội) Ô nhiễm nhiệt độ làm giảm nồng độ oxy hòa tan nước gây tình trạnh kỵ khí Tình trạng kỵ khí nhiệt độ tăng tạo điều kiện cho sản sinh sản phẩm phân hủy độc hại tượng ô nhiễm ngày trở nên trầm trọng Bảng 1.2: Các đặc tính vật lý, hóa học, sinh học nước thải nguồn thải Đặc tính Vật lý Nguồn thải Màu Nước thải sinh hoạt, công nghiệp, thối tự nhiên hợp chất hữu Mùi Do phân rã hợp chất hữu nước thải Chất rắn Từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp hay sói mòn đất 10 Chủng Vi khuẩn B1 B69 N2 Hoạt tính enzym (D – d, mm) Amylaza CMC-aza 33 35 33 32 30 29 24 26 23 21 35 34 30 31 28 30 25 26 15 17 30 31 28 30 23 23 15 18 11 10 Thời gian (tuần) 10 10 10 Tiếp theo, tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng thời gian đến độ bền enzym nhằm mục đích cho nghiên cứu khác enzym tạo sản phẩm có giá trị kinh tế xử lý môi trường ô nhiễm Kết nghiên cứu cho thấy hoạt enzym chủng tương đối ổn định từ 28 tuần điều kiện bảo quản nhiệt độ 0C Sau tuần, hoạt tính có giảm không đáng kể Từ tuần thứ -10 hoạt tính bắt đầu giảm mạnh Riêng chủng B1 hoạt tính sau 10 tuần bền hoạt tính phân giải CMC 23, Amylaza 21 3.1.3.8 Khả sinh kháng sinh ba chủng Ngoài khả sinh enzym phân giải hợp chất hữu mạnh, chủng N2, B1 B69 khảo sát khả ức chế số loại vi khuẩn gây bệnh thông thường, đặc biệt N2 có khả ức chế Escherichia coli vi khuẩn phổ biến gây bệnh đường ruột Bảng 3.10 Khả kháng số vi sinh vật gây bệnh thường gặp 60 Đƣờng kính vòng vô khuẩn (D-d, mm) Vi sinh vật kiểm định B1 B69 N2 Vibrio parahaemolyticus + - Escherichia coli - - 20 Klebsiella sp - - + Candida albicans + - - Salmonella typhi - - - Staphylococcus aureus - - - Pseudomonas sp + - +: có ức chế -: không ức 3.2 BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM 3.2.1 Tính đối kháng chủng Các chủng nuôi cấy lắc môi trường thích hợp để thu dịch nuôi có chứa kháng sinh Thử khả đối kháng chủng theo phương pháp nhỏ dịch kết khả quan cho thấy, chủng tính đối kháng mạnh, tạo điều kiện thuận lợi để nuôi cấy hỗn hợp chế phẩm Bảng 3.10 Tính đối kháng chủng vi sinh vật Chủng B1 B69 N2 B1 - - - B69 - - - N2 - - - (-) Không đối kháng 3.2.2 Quy trình lên men dịch: 3.2.2.1 Tỷ lệ giống thích hợp lên men dịch 61 Giống bổ sung vào MT4 theo tỷ lệ khác nhau: 1% ; 3%; 5%; 7%; 9% Ủ 370C hai ngày xác định khả sinh trưởng chủng Kết bảng cho thấy số ba chủng chủng N2 có số lượng thấp bổ sung 7%, hai chủng lại bổ sung với tỷ lệ 5% Bảng 3.11 Tỷ lệ giống thích hợp lên men dịch Số lƣợng tế bào (x 107 CFU/g) Tỷ lệ giống (%) (105 CFU/ml) B1 B69 N2 45 25 31 89 55 37 110 102 68 138 130 110 176 146 184 Sau xác định tỷ lệ chủng: Tiến hành nuôi cấy chủng riêng lẻ môi trường MT4 theo tỷ lệ giống B1 B69 5%, N2 7%, lắc 24 giờ, phối trộn với 3.2.2.2.Hệ thống xử lý nước thải nhà máy Nhà máy có hệ thống xử lý nước thải với bể kị khí tích 250m3 bể hiếu khí tích 400m3, cụ thể mô tả hình 3.10 Nước thải Bể trung hòa Bể kị khí Bể hiếu khí Bể lắng Nước thải đầu Bùn Hình 3.10 Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân Đầu tiên, nước thải đưa vào bể trung hòa có bổ sung NaOH cho pH đạt nước thải dẫn sang bể kị khí Thời gian lưu bể khị khí 62 ngày, nước thải dẫn sang bể hiếu khí ngày, bể hiếu khí xây dựng gồm có máy khuấy để cung cấp oxy cho trình xử lý 3.2.2.3 Tỷ lệ chế phẩm Nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân lấy sau qua bể xử lý kị khí Sau đó, bổ sung lượng chế phẩm với tỷ lệ khác vào nước thải, sau thời gian xác định (từ đến 16 giờ), tiến hành phân tích tiêu thủy hóa nước thải Kết thể bảng 3.12 Bảng 3.12.Khả phân giải chất hữu nước thải theo thời gian bổ sung 0.2 % chế phẩm vào nước thải Các tiêu (mg/l) COD BOD5 SS 12 16 1150 720 550 1000 610 420 800 400 360 460 300 250 380 270 180 TS 600 450 320 270 200 Thời gian (giờ) Bảng 3.13 Khả phân giải chất hữu nước thải theo thời gian bổ sung 0.4% chế phẩm vào nước thải Các tiêu Thời gian (giờ) 12 16 COD 1150 700 400 310 280 BOD5 720 510 360 200 150 SS 550 380 270 200 140 (mg/l) Bảng 3.14 Khả phân giải chất hữu nước thải theo thời gian bổ sung 0.6% chế phẩm vào nước thải Các Thời gian (giờ) 63 tiêu 12 16 COD 1150 600 270 100 120 BOD5 720 320 260 50 90 SS 550 280 190 115 120 TS 600 300 210 130 140 (mg/l) Bảng 3.15 Khả phân giải chất hữu nước thải theo thời gian bổ sung 0.8% chế phẩm vào nước thải Các tiêu (mg/l) 12 16 COD 1150 400 90 115 170 BOD5 720 220 50 70 110 SS 550 180 110 110 115 TS 600 200 120 140 145 Thời gian (giờ) Kết cho thấy: lượng chế phẩm tăng lên giảm hàm lượng chất hữu diễn nhanh Kết phù hợp với nhận định Bukov Mogen Henze [30] Tuy nhiên giảm hàm lượng chất hữu theo thời gian không tỷ lệ thuận với tăng lượng chế phẩm Khi tăng lượng chế phẩm từ 0.2-0.8% thể tích giảm chất hữu hòa tan có quy luật, phù hợp với tăng sinh khối vi sinh vật Sau 12 giờ, số nước thải giảm thấp Khi bổ sung chế phẩm đến 0.8% thể tích giảm hàm lượng chất hữu nước thải giảm nhanh sau tiêu nước thải đạt thấp sau hàm lượng chất hữu lại tăng lên Có thể giải thích nguyên nhân dinh dưỡng không để đáp ứng cho vi sinh vật hoạt động nữa, số sinh vật già chết thời gian ngắn làm cho hàm lượng chất hữu nước thải tăng lên Ở sảy tượng thiếu oxy cho phát triển vi sinh vật 64 Như chọn tỷ lệ chế phẩm 0.6% thể tích vào nước thải thời gian xử lý hiệu 12 3.2.2.4 Thử nghiệm xử lý nước thải phương pháp hiếu khí quy mô 100 lít Mô hình hệ thống hiếu khí: Một thùng nhựa 100 lít Một thùng Inox 500 lít Một thùng lắng Inox dung tích 500 lít Máy nén bơm khí… 65 Sơ đồ hệ thống xử lý: Thùng nhựa chứa nước thải (100l) Không khí 0.6l dịch chế phẩm Thùng xử lý sinh học hiếu khí (inox 500l) Thùng lắng (inox 500l) Bùn thải Nước thải xử lý Hình 3.11.Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải quy mô 100 lít Quá trình xử lý hiếu khí: Đối với hệ thống xử lý 100 lít, nước thải lấy từ bể hiếu khí nhà máy Trong nước thải có sẵn bùn hoạt tính, sau bổ sung thêm dịch chế phẩm với tỷ lệ 0.6% thể tích Mục đích nhằm so sánh hiệu xử lý không bổ sung vi sinh vật bổ sung vi sinh vật Kết sau 48 xử lý: - Bùn hoạt tính thu có mùi tanh, màu nâu đất, xốp, khả kết lắng tốt Kết thể bảng 3.16 66 Bảng 3.16 So sánh hiệu xử lý hệ thống xử lý với tiêu thủy hóa: Đầu vào Đầu không bổ sung chế phẩm Đầu bổ sung chế phẩm QCVN 24:2009/BTNMT COD 1200 150 90 100 BOD5 750 90 40 50 SS 550 160 100 100 TS 600 140 110 - Chỉ tiêu phân tích (đơn vị mg/l) Kết cho thấy hiệu rõ rệt dịch chế phẩm Đối với tiêu thủy hoá sau bổ sung dịch chế phẩm giảm nhiều chưa bổ sung dịch chế phẩm nước thải đạt tiêu chuẩn loại B 3.3 Quy trình lên men xốp: Tiếp theo tiến hành lên men xốp theo sơ đồ sau: Giống cấp Lạnh sâu (-800C), cấy môi trường NA MRS Môi trường thạch NA với B1, B69 N2 Giống cấp Môi trường nuôi cấy xốp riêng lẻ Ủ 370C Nghiền phối trộn Đóng gói 67 3.3.1 Lựa chọn chất mang cho lên men xốp Với tính chất probiotic - chế phẩm sinh học, mục đích xử lý môi trường, chế phẩm phải thực vai trò sản phẩm thân thiện với môi trường Chúng lựa chọn số chất mang như: Bột gạo (BG), bột đậu tương (BĐT), cám (C), bột thóc mầm (BTM) hỗn hợp hai vài chất để tìm chất thích hợp trình lên men xốp Kết trình bày bảng 3.16 Bổ sung 5% giống cấp vào túi chứa chất mang khử trùng, làm ẩm đến độ ẩm 45-50% Ủ 48 370C, sau thu mẫu xác định khả sinh trưởng chủng riêng lẻ Nhận thấy, chủng B69 thích hợp với chất mang là: bột đậu tương, bột thóc mầm, bột đậu tương cám, bột đậu tương bột thóc mầm Thực tế chất mang giàu dinh dưỡng vitamin, chọn chất mang hỗn hợp bột đậu tương cám với tỷ lệ (1:4) cho chủng B1 mang tính kinh tế Chủng B69, N2 thích hợp môi trường chứa cám, bột đậu tương bột thóc mầm hỗn hợp chất mang Để thuận tiện chọn chung chất mang cám bột đậu tương sử dụng với lượng lớn khó bảo quản, dễ ẩm tái nhiễm nhiều so với cám bột thóc mầm Bảng 3.16 Lựa chọn chất mang cho lên men xốp Số lƣợng tế bào (x 107 CFU/g) Chất mang B1 B69 N2 BG 45× 105 90 × 105 100× 106 BĐT 20× 108 102× 108 120× 107 C 25× 107 91× 108 95× 108 BTM 64× 108 31× 108 125× 107 BG+C 100× 105 84× 105 76× 105 BG+BĐT 107× 106 65× 106 52× 107 68 BG+BTM 195× 106 9× 106 80× 107 BĐT+C 115× 108 117× 107 75× 108 BĐT+BTM 145× 108 95× 108 32× 108 C+BTM 23× 107 5× 107 67× 108 BG+BĐT+C 81× 106 44× 107 20× 108 BG+BĐT+C+BTM 155× 107 25× 107 123× 107 BĐT+C+BTM 80× 106 5× 107 145× 106 BG+C+BTM 170× 105 55× 106 38× 105 BG+BĐT+BTM 5× 106 119× 106 45× 106 BG- bột gạo, C-cám, BĐT-bột đậu tương, BTM- bột thóc mần 3.3.2 Tỷ lệ thích hợp lên men xốp Giống cấp hai bổ sung vào môi trường chứa chất mang thích hợp loại vi khuẩn theo tỷ lệ khác từ: 0,1; 0,5; 1; 5; 10; 13; 15 20% Chủng B1 môi trường cám bột đậu tương, chủng N2 B69 môi trường cám Bổ sung nước đạt đến độ ẩm khoảng 45-50% Ủ 370C ngày, xác định khả sinh trưởng chủng Bảng 3.17: Ảnh hưởng tỷ lệ giống cấy ban đầu đến số lượng tế bào chế phẩm Số lƣợng tế bào (x 107 CFU/g) Tỷ lệ giống (%) B1 B69 N2 0,1 11 24 0,5 15 15 27 48 18 55 100 43 90 10 133 67 127 13 156 100 133 15 167 115 138 20 163 125 140 69 Trong số chủng chủng vi khuẩn B69 có số lượng thấp cần phải bổ sung lượng giống ban đầu nhiều (15% giống) Các chủng vi khuẩn lại bổ sung với tỷ lệ 10% 3.3.3 Thời gian ủ thích hợp lên men xốp Sau bổ sung 10% giống vi khuẩn N2, B1 15% giống vi khuẩn B69, tăng độ ẩm lên 45-50%, đem ủ chủng nhiệt độ 370C Cứ sau 24 tiến hành lấy mẫu để xác định khả sinh trưởng, hoạt tính kháng sinh enzym chủng Bảng 3.18: Biến động tế bào vi khuẩn chế phẩm theo thời gian ủ Số lƣợng tế bào (x 107 CFU/g) Thời gian (giờ) B1 B69 N2 24 28 45 66 48 103 60 97 60 132 120 140 72 141 125 152 96 140 127 150 Số lượng tế bào tăng dần từ 48 đến 72 Sau 72 số lượng tế bào tăng không đáng kể Cho nên, thời gian ủ thích hợp chủng Bacillus khoảng 60 3.3.4 Thử nghiệm xử lý nƣớc thải với chế phẩm lên men xốp phòng thí nghiệm Nước thải lấy sau xử lý kỵ khí sau tiến hành xử lý quy mô phòng thí nghiệm với chế phẩm lên men xốp Tiến hành bổ sung 3g bình nón chứa 500ml nước thải sau 48 tiến hành đo số thuỷ hoá nước thải so sánh số kết nước thải đạt loại B sau 48 xử lý với tỷ lệ chế phẩm 3/ 500ml 70 Bảng 3.18 Khả phân giải chất hữu nước thải theo thời gian bổ sung 3g chế phẩm xốp vào 500ml nước thải Các tiêu (mg/l) Thời gian ( giờ) 16 24 32 48 64 COD 1200 980 340 170 80 90 BOD5 750 500 250 150 40 65 SS 550 400 300 170 100 110 TS 600 440 370 200 110 120 Kết cho thấy thời gian xử lý nước thải chế phẩm lên men xốp dài xử lý dịch chế phẩm Ưu điểm lên men xốp bảo quản lâu dễ vận chuyển 71 KẾT LUẬN Đã phân lập sơ tuyển chọn 19 chủng có khả phân giải hợp chất hữu cơ, chọn chủng B1 B69 N2 có hoạt tính mạnh để nghiên cứu Đã xác định số đặc điểm sinh lý, sinh hóa phân loại chủng phương pháp truyền thống phương pháp sinh học phân tử Xác định ba chủng B1, B69 N2 thuộc chi Bacillus chủng B1 Bacillus licheniformis, chủng B69 Bacillus subtilis Đã nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến khả sinh trưởng, sinh tổng hợp enzym kháng sinh chủng Các chủng vi khuẩn Bacillus có khả sinh trưởng, tổng hợp enzym kháng sinh tốt môi trường MT4, pH 7, thời gian 48 Đã tiến hành thử nghiệm với nước thải nhà máy rượu Đồng Xuân quy mô phòng thí nghiệm kết COD BOD5 giảm 90%.Với tỷ lệ chế phẩm 0.6% thể tích thời gian tối ưu 12 5.Đã tiến hành thử nghiệm với nước thải nhà máy quy mô 100 lít có bổ sung thêm dịch chế phẩm kết kết giảm rõ rệt so với không sử dụng dịch chế phẩm Đã lựa chọn chất mang thích hợp để tạo chế phẩm cám bột đậu tương theo tỷ lệ giống B69 15% B1 N2 10% Đã tiến hành thử nghiệm xử lý nước thải với chế phẩm lên men xốp với tỷ lệ 3g/500ml thời gian 48 nước thải đạt tiêu chuẩn loại B (QCVN 24:2009/ BTNMT) 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Kiều Hữu Ảnh Giáo trình vi sinh vật học công nghiệp, Nhà suất khoa học kỹ thuật 1999,Trg 219-238 Gruller.J Công trình làm nước thải loại nhỏ (Bản dịch), Nhà xuất Xây Dựng Hà Nội.1985 Trang 50-115 Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (1997), Vi sinh vật học, Nxb Giáo Dục, Hà nội Ngô Tiến Hiển, Lê Đức Mạnh, Nguyễn Trung Anh, Nguyễn Hương Giang, Nguyễn Chí Thanh, Vũ Xuân Dũng, Hoàng Quang Vinh, Lê Đại Thắng Nghiên cứu kỹ thuật công nghệ sinh học để làm nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm Báo cáo tổng kết đề tài –Viện công nghiệp thực phẩm- Bộ công nghiệp 1997 Trg 54 Trần Hiếu Nhuệ (1992),Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp (tập I, II), Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Trần Hiếu Nhuệ, Lâm Minh Triết (1978), Xử lý nước thải, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội La Thị Nga, Võ Thị Thứ, Trương Bá Hùng, Nguyễn Minh Dương (2003) Nghiên cứu chế tạo phân Bioche đánh giá tác dụng chế phẩm đến môi trường nước nuôi tôm cá Tuyển tập báo cáo hội nghị CNSH toàn quốc, Hà Nội, trg 119-121 Trần Hiếu Nhuệ (1990), Xử lý nước thải phương pháp sinh học Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, tr3 – 103 Bùi Quang Tề (2003), Bệnh tôm nuôi biện pháp phòng trị, Nxb Nông nghiệp 10 Lê Ngọc Tú (1994), Hóa sinh công nghiệp, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 11.Hoàng Thanh (2002), "Sạch dư luợng kháng sinh thủy sản: khó ", Tạp chí thủy sản, (6-2003), p 9-10 73 12.Lê Trình, Phùng Chí Sĩ, Nguyễn Quốc Bình, Phạm Văn Vĩnh (1991) Các phương pháp giám sát xử lý ô nhiễm môi trường Ban khoa học kỹ thuật tỉnh Cần Thơ, trg 20- 81 13.Tiêu chuẩn Nhà nước Việt Nam môi trường( 1995).T1- Chất lượng nước, Trung tâm tiêu chuẩn chất lượng Tiếng Anh 14.American Public Health Association(1980), Standard methods for the examination of water and wastewater.15thed Washington 15 Brintin W.E, R West, and R William (1971) Air and Water pollution Colorado Associated Univ Press, UAS 16.Barcelo, D (1993), Environmental analysis, Technique.applications,and quality assurance.Amst, Elsevier Press 17.Berne, F, and Richard, (1991) Water treatment handbook.1:11 McGraw-Hill.Inc 18.Drake.R.A.R (1985), Instrumentation and control of water and wastewatertreatment and transport systems Oxford Pergamon Pr 74 [...]... không chứa các độc tố và dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật Nhà máy đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải theo phương pháp sinh học, hệ thống xử lý cũng bao gồm có bể khị khí và bể hiếu khí, tuy nhiên nước thải ra sau quá trình xử lý vẫn chưa đạt chỉ tiêu cho phép, nước có mùi rất hôi, và màu nâu đậm Vì đây là nước mà nhà máy cho là đã xử lý nên sau đó được thải ra các cống rãnh xung quanh, đặc biệt ở gần khu... trường nước ao nuôi tôm, cá, làm sạch nền đáy hồ sau mỗi vụ mùa và tăng năng suất nuôi tôm [7] Đối với chế phẩm xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp phải kể đến chế phẩm EM của Nhật hoặc GEM, VEM – là chế phẩm EM đã được nội địa hóa Các chế phẩm này với các tên thương hiệu GEM-P,GEM-K CTA-T do Nguyễn Văn Thu trung tâm Tư vấn Công nghệ Nông sản thực phẩm & Môi Trường CTA nghiên cứu sản... đến vấn đề xử lý chất thải, nước thải của các làng nghề, các nhà máy, các cơ sở sản xuất hoặc nước thải sinh hoạt… Một trong các sản phẩm của công trình này được ứng dụng rộng rãi trong thực tế, trong đó phải kể đến các sản phẩm xử lý chất thải nông nghiệp, công nghiệp góp phần làm sạch môi trường Ví dụ như chế phẩm Biochie dạng bột và lỏng trên cơ sở vi khuẩn Bacillus và Lactobacillus Chế phẩm Bio-DW... tăng hiệu quả xử lý BOD và COD (40-80%) trong hệ thống xử lý nước thải và giảm hàm lượng bùn trong hệ thống xử lý nước thải [41] Cùng với loại chế phẩm nói trên phải kể đến EM – Bokashi 1% Đây là chế phẩm EM cải tiến của Đại Học Nông nghiệp I- Hà Nội có tác dụng rất tốt trong việc xử lý môi trường [42] Năm 2005 Bà Võ Thị thứ Viện Công nghệ Sinh học và cộng sự đã hoàn thành dự án nghiên cứu “ Hoàn thiện... nấu rượu, nước làm lạnh, nước rửa thiết bị lọc, rửa bã chứa nhiều tinh bột Nước rửa thiết bị lọc rượu thành phẩm và rửa tec lên men có nhiều xác nấm men Nước vệ sinh nhà xưởng chứa nhiều bã malt Do nguyên liệu chính nhà máy dùng để nấu rượu là sắn có thành phần chủ yếu là tinh bột và xenluloza nên bã malt cũng gồm chủ yếu là tinh bột và xenluloza còn lại sau khi nấu rượu Nói chung nước thải nhà máy rượu. .. xuất chế phẩm sinh học phục vụ xử lý môi trường nuôi trồng thủy sản’’ Nghiên cứu này đã đưa được ra các quy trình trong quá trình sản xuất chế phẩm sinh học ứng dụng cho môi trường nuôi trồng thủy sản và nâng cao năng suất nuôi trồng Hoàn thiện công nghệ sản suất giống ổn định, công nghệ lên men sản xuất chế phẩm, công nghệ thu hồi, tạo chế phẩm và bảo quản chế phẩm Nước ta, ngày càng có nhiều chế phẩm. .. Từ nước thải sinh hoạt Các chất có tính Từ nước thải sinh hoạt kiềm Các hợp chất clo Nước thải công nghiệp Kim loại nặng Phốtpho Lưu huỳnh Từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp, các khu thương mại Từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp, các khu thương mại Khí Các thành phần sinh học CH4 Nước thải sinh hoạt đang phân hủy H2S Nước thải sinh hoạt đang phân hủy Động vật Từ các sông suối tự nhiên và các nhà máy. .. chất rắn lơ lửng có trong nước thải được giữa trên giấy lọc và được sấy ở nhiệt độ 1030C - 1050C đến khối lượng không đổi Đơn vị tính: mg/l - Chất rắn hòa tan (DS – Disolved Solids): DS = TS – SS 1.2 Đặc tính của nƣớc thải nhà máy rƣợu Đồng Xuân - Phú Thọ Nước thải công nghiệp sản xuất rượu gồm: Nước làm mát máy, nước trao đổi nhiệt nồi hơi lưu lượng nước lớn nhưng ít ô nhiễm 13 Nước rửa thiết bị dịch...Hữu cơ Hydratcacbon Thuốc trừ sâu Từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp, các khu thương mại Các hợp chất Nước thải công nghiệp Phenol Nước thải công nghiệp Chất béo Hóa học Từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp,các khu thươngmại Protein Dầu mỏ Từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp, các khu thương mại Nước thải công nghiệp Các hợp chất Từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp, các khu hữu cơ bay hơi... chế phẩm sinh học xử lý môi trường được nghiên cứu và ứng dụng, chúng góp phần không nhỏ trong việc bảo vệ môi trường, mang lại nguồn nước sạch cho con người 30 1.5.2 Ngoài nƣớc: Trên Thế giới, việc áp dụng các quy trình công nghệ hiện để xử lý chất thải hữu cơ để bảo vệ môi trường đã được thực hiện ở rất nhiều quốc gia Nổi bật trong các công trình nghiên cứu chế phẩm sinh học xử lý môi trường, cần ... sau xử lý chưa đạt mức tiêu chuẩn cho phép Để góp phần hỗ trợ vào việc xử lý nước thải cho nhà máy rượu, tạo nguồn nước thải tái sử dụng cho người tiến hành đề tài “ Nghiên cứu chế phẩm xử lý nước. .. suất rượu phương pháp sinh học Mặc dù nhà máy xây dựng hệ thống xử lý nước thải chưa triệt để, hệ thống xử lý nước thải nhà máy xây dựng bao gồm quy trình xử lý sinh học đơn giản, lượng nước thải. .. theo nguồn thải mà người ta phân loại nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp hay nước thải nông nghiệp [20] Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt nước thải cộng đồng dân cư, thải từ hộ