Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật để phát triển giải pháp thích ứng xử lý nước thải sinh hoạt đô thị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Thị Hạnh Nguyên NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT ĐỂ PHÁT TRIỂN GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT ĐÔ THỊ Chuyên ngành : Công nghệ sinh học LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS Nguyễn Văn Cách Hà Nội – 2011   LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tới Thầy PGS.TS Nguyễn Văn Cách toàn thể thầy cô Viện Công nghệ Sinh học Thực Phẩm tạo điều kiện thuận lợi hướng dẫn em nhiệt tình chu em hoàn thành khóa học này! Em xin chân thành cảm ơn tới tập thể cán Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, ĐHBK Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em phân tích tiêu nước trình nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn Phòng Công nghệ sinh học Môi trường, Viện Công nghệ sinh học Việt Nam Phòng Sinh thái học, Viện Vi sinh vật Công nghệ sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp dỡ em trình em làm đề tài Cuối em xin chân thành cảm ơn tới gia đình bạn bè em tạo điều kiện, giúp đỡ động viên em nhiều để em hoàn thành khóa luận mình! Hà Nội, Ngày 20 tháng 09 năm 2011 Học viên Nguyễn Thị Hạnh Nguyên Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN 1  DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2  DANH MỤC CÁC BẢNG 3  DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .4  MỞ ĐẦU 5  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 7  1.1 Tình trạng ô nhiễm nước giới Việt Nam 7  1.1.1 Tình trạng ô nhiễm nước giới 7  1.1.2 Tình trạng ô nhiễm nước Việt Nam 8  1.1.3 Hiện trạng xử lý nước thải sinh hoạt Hà Nội 12  1.2 Số lượng, thành phần tính chất nước thải sinh hoạt 14  1.2.1. Các loại nước thải 14  1.2.2 Số lượng nước thải chế độ thải nước 16  1.2.3 Thành phần nước thải 19  1.3 Đặc điểm vật lý, hóa học, sinh vật vi sinh nước thải đô thị 20  1.3.1 Đặc điểm vật lý 20  1.3.2 Đặc điểm hóa học 21  1.3.3 Đặc điểm sinh vật, vi sinh vật 21  1.4 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt đô thị 22  1.4.1 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt đô thị 22  1.4.2 Phương pháp sinh học xử lý nước thải sinh hoạt đô thị 23  1.4.2.1 Ao hồ sinh học 23  1.4.2.2 Lọc sinh học 28  1.4.2.3 Bùn hoạt tính – Aeroten 33  1.5 Tình hình áp dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đô thị Việt Nam .40  1.6 Tổng quan phương pháp xác định vi sinh vật nước thải 43  1.6.1. Khái quát phương pháp phân loại vi sinh vật truyền thống 43  1.6.2.Phương pháp phân loại dựa kỹ thuật sinh học phân tử 45  1.6.2.1 Các phương pháp dùng phân loại phân tử 45  1.6.2.2 Sử dụng kỹ thuật DGGE nghiên cứu đa dạng tập đoàn VSV 45  CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .49  2.1 Nguyên liệu 49  2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 49  2.1.2 Hóa chất 49  2.1.3 Máy móc thiết bị 49  2.2 Phương pháp nghiên cứu 50  2.2.1 Phương pháp tách chiết DNA tổng số từ bùn hoạt tính 50  2.2.2 Phương pháp điện di DNA gel agarose 51  2.2.3 Phương pháp khuếch đại đoạn DNA phản ứng PCR 52  2.2.4 Phương pháp điện di gel gradient biến tính DGGE 53  2.2.5 Một số phương pháp xác định thông số môi trường nước 54  2.2.5.1 Xác định pH 54  Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên 2.2.5.2 Xác định nhu cầu oxy hóa học (COD)[15] 54  2.2.5.3 Xác định nhu cầu oxy sinh hóa BOD5 57  2.2.5.4 Xác định tổng nitơ Kjeldahl [16] 59  2.2.5.5 Xác định tổng Photpho[17] 63  2.2.5.6 Xác định tổng cacbon hữu (TOC) 66  2.2.5.7 Xác định hàm lượng kim loại nặng 66  CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 67  3.1 Khảo sát tiêu nước thải đầu vào 67  3.2 Tách chiết DNA tổng số trực tiếp từ mẫu bùn mẫu nước thải 68  3.3 Nhân đoạn gen 16S rDNA PCR 69  3.4 Kết phân tích DGGE 69  3.5 Khảo sát hàm lượng bổ sung chế phẩm sinh học 71  3.6 Xác định hiệu xử lý chế phẩm sinh học quy mô pilot .73  3.6.1 Sự biến động hàm lượng COD trình xử lý nước sông Kim Ngưu 75  3.6.2 Sự biến động hàm lượng BOD5 trình xử lý sông Kim Ngưu 76  3.6.3 Sự biến động hàm lượng T-N 78  3.6.4 Sự biến động hàm lượng T-P 79  3.6.5 Sự biến động hàm lượng TOC 80  3.6.6 Khảo sát thay đổi pH trình xử lý 81  3.6.7 Khảo sát hàm lượng kim loại nặng 81  CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83  4.1 Kết luận 83  4.2 Một số kiến nghị cần tiếp tục nghiên cứu 83  TÀI LIỆU THAM KHẢO 84  PHỤ LỤC 87  Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật để phát triển giải pháp thích ứng xử lý nước thải sinh hoạt đô thị” PGS.TS Nguyễn Văn Cách hướng dẫn thực hiện, không chép tác giả hay tổ chức nước Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung trình bày luận văn! Hà Nội, ngày 20 tháng 09 năm 2011 Học viên Nguyễn Thị Hạnh Nguyên Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD5 : Biochemical oxygen Demand (5 days) (Nhu cầu oxy sinh hóa) COD : Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học) TSS : Total suspended solids (Tổng chất rắn lơ lửng) T-P : Tổng Photpho T-N : Tổng Nitơ MLSS : Mixed Liquor Suspended Solids (Hàm lượng sinh khối) DO : Disolved oxygen (Oxy hòa tan) WHO : Tổ chức Y tế giới TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam MBR : Membrane bioreactor (Màng phản ứng sinh học) Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt .16  Bảng Lưu lượng nước thải bệnh viện .17  Bảng Lưu lượng nước thải tiêu biểu khu dân cư 18  Bảng Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp APHA (GTZ, 1989) 20  Bảng Hiệu xử lý số phương pháp .23  Bảng Phân biệt tải trọng bể lọc sinh học nhỏ giọt 30  Bảng Lựa chọn thể tích mẫu để xác định BOD5 58 Bảng 2 Lựa chọn thể tích mẫu để xác định Nitơ Ken-đan 61  Bảng Lựa chọn thể tích mẫu chiều dày cuvet để xác định T-P 65  Bảng Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt đô thị 67 Bảng Giá trị thông số ô nhiễm làm sở tính toán giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt (QCVN 14:2008/BTNMT) 74  Bảng 3 Hàm lượng kim loại nặng nước thải trước sau xử lý 81  Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1 Ảnh chụp nước thải ô nhiễm sông Kim Ngưu, Yên Sở 13  Hình Nguồn gốc nước thải từ hộ gia đình 15  Hình Thành phần chất bẩn nước thải sinh hoạt .19  Hình Ao hồ sinh học tự nhiên 25  Hình Nguyên lý hoạt động lọc sinh học 28  Hình Bể lọc đá 29  Hình Đĩa quay sinh học 33  Hình Bể Aeroten .33  Hình Địa điểm lấy mẫu bùn nước sông Kim Ngưu 49  Hình DNA tổng số tập đoàn vi khuẩn mẫu môi trường 68  Hình Sản phẩm PCR-DGGE gen 16S rDNA vi khuẩn mẫu môi trường 69  Hình 3 Điện di biến tính (DGGE gen 16S rDNA vi khuẩn mẫu môi trường 70  Hình Sự biến động hàm lượng COD mật độ tế bào (mg/l) 72  Hình Sự biến động hàm lượng BOD5 mật độ tế bào 72  Hình Hệ thống xử lý nước thải quy mô Pilot 74  Hình Hiệu xử lý COD sử dụng chế phẩm sinh học 75  Hình Sự biến động hàm lượng COD ngừng bổ sung chế phẩm sinh học .76  Hình Hiệu xử lý BOD5 bổ sung chế phẩm sinh học 77  Hình 10 Sự biến động hàm lượng BOD5 ngừng bổ sung chế phẩm sinh học .78  Hình 11 Sự biến động hàm lượng T-N sử dụng chế phẩm sinh học 79  Hình 12 Sự biến động hàm lượng T-P sử dụng chế phẩm sinh học 79  Hình 13 Sự biến động hàm lượng TOC sử dụng chế phẩm sinh học 80  Hình 14 Sự thay đổi pH trình xử lý 81  Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên MỞ ĐẦU Trong trình phát triển không ngừng xã hội, loài người đạt nhiều thành tựu to lớn lĩnh vực kinh tế xã hội với trình độ khoa học kỹ thuật đại, đồng thời gây nhiều hậu nghiêm trọng cho môi trường, đặc biệt môi trường nước Cùng với việc bảo vệ cung cấp nguồn nước sạch, việc thải xử lý nước bị ô nhiễm trước đổ vào nguồn vấn đề xúc toàn thể loài người Nó không giới hạn quốc gia, khu vực mà vấn đề nóng bỏng toàn nhân loại Vấn đề ô nhiễm nước thực trạng đáng ngại hủy hoại môi trường tự nhiên văn minh đương thời Khủng hoảng nước hoành hành hành tinh, không riêng Mỗi ngày có hàng triệu nước thải không xử lý quy định chất thải công nghiệp, nông nghiệp đổ vào vùng biên giới Ô nhiễm nước làm suy yếu phá hủy hệ sinh thái tự nhiên, ảnh hưởng xấu tới sản xuất lượng thực, đa dạng sinh học sức khỏe người Hàng năm, giới số người chết hậu ô nhiễm nước lớn tất dạng xung đột bạo lực, kể chiến tranh gây ra, số chiếm khoảng 3,1% tất ca tử vong – tương đương với 1,7 triệu người chết hàng năm (theo WHO 2002) Ở Việt Nam vậy, hàng ngày có hàng triệu m3 nước thải đổ vào môi trường hoạt động sinh hoạt gia đình người, chưa kể đến hoạt động công nghiệp, nông nghiệp… mà phần lớn lượng nước thải sinh hoạt số không xử lý mà đổ trực tiếp môi trường đất hay nước Điều không gây nguy hại cho môi trường xung quanh phân hủy chất dinh dưỡng mà nguy hiểm chất ô nhiễm ngấm xuống tầng nước ngầm gây ô nhiễm nước ngầm vốn nguồn nước sinh hoạt nhiều người dân Chính vậy, vấn đề vệ sinh môi trường mối quan tâm hàng đầu nhà quản lý môi trường đô thị giới Việt Nam Ngay nước công nghiệp phát triển gặp phải nhiều khó Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên khăn độ ổn định bền vững Bên cạnh đó, chi phí vận hành hệ thống thường cao, tiêu thụ nhiều lượng không phục hồi Các chất dinh dưỡng có giá trị Nitơ, Phốt bị thải bỏ Những nghiên cứu khoa học gần cho thấy lượng chất hóa học hoóc môn ngày sử dụng nhiều sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp bị thải môi trường từ trạm xử lý tập trung, gây nên hậu lâu dài khó lường trước người môi trường xung quanh Ô nhiễm môi trường gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng mà trở lực thực cho phát triển bền vững kinh tế - xã hội Sự ô nhiễm đánh giá chiếm tới 5% GDP nước công nghiệp Ở nước ta, việc phát triển kinh tế đặt nhiều vấn đề bảo vệ môi trường phát triển bền vững Trong đó, công nghệ cao lĩnh vực công nghiệp môi trường chưa thể đáp ứng yêu cầu đặt Và việc nghiên cứu giải pháp Việt Nam cần thiết, hiệu kinh tế kịp thời Chính lý mà em chọn đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật để phát triển giải pháp thích ứng xử lý nước thải sinh hoạt đô thị” Mục đích đề tài: - Khảo sát đặc trưng ô nhiễm nguồn thải - Xác định đa dạng vi sinh vật bùn hồ Từ xác định chế phẩm vi sinh vật cần bổ sung - Bổ sung chế phẩm vi sinh vật đánh giá chất lượng nước sau xử lý thông qua thông số môi trường Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên Đ u vào Đ u ra 300 250 200 COD (mg/l) 150 100 50 Th i gian (ngày) Hình Sự biến động hàm lượng COD ngừng bổ sung chế phẩm sinh học Kết cho thấy ngừng bổ sung chế phẩm sinh học hàm lượng COD giảm, hiệu xử lý có giảm đảm bảo quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT mức B Hiệu suất xử lý COD ngày đạt 80%, hiệu suất xử lý ngày đạt 78,7% Hàm lượng COD đầu ngày 54 mg/l, hàm lượng COD đầu ngày giảm xuống 45 mg/l Điều chứng tỏ sau ngừng bổ sung chế phẩm sinh học, vi sinh vật sống sót thời gian dài có khả phát triển tốt 3.6.2 Sự biến động hàm lượng BOD5 trình xử lý sông Kim Ngưu a Khi bổ sung chế phẩm sinh học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 76 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên 200 180 160 140 120 BOD5 (mg/l) 100 80 60 40 20 Đ u vào Đ u ra Th i gian (ngày) Hình Hiệu xử lý BOD5 bổ sung chế phẩm sinh học Qua hình 3.9 ta thấy hiệu xử lý BOD5 có bổ sung chế phẩm sinh học cao Tất kết đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT mức A Ngày khả xử lý BOD5 xuống tới mg/l, ngày hàm lượng BOD5 sau xử lý 10 mg/l Hiệu suất xử lý 92,6% ngày 3, ngày hiệu suất xử lý BOD5 đạt 91,9% b Khi ngừng bổ sung chế phẩm sinh học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 77 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên Đ u vào Đ u ra 200 150 BOD5 (mg/l) 100 50 Th i gian (ngày) Hình 10 Sự biến động hàm lượng BOD5 ngừng bổ sung chế phẩm sinh học Qua hình 3.10, ta thấy ngừng bổ sung chế phẩm sinh học hiệu xử lý BOD5 tốt Các kết đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT mức B Hiệu suất xử lý BOD5 ngày đạt 86,3%, hàm lượng BOD5 sau xử lý giảm xuống 19 mg/l Hiệu suất xử lý BOD5 ngày đạt 83%, hàm lượng BOD5 sau xử lý 17 mg/l Điều chứng tỏ ta ngừng bổ sung chế phẩm vi sinh vật khả phát triển tốt 3.6.3 Sự biến động hàm lượng T-N Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 78 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên 50 45 40 35 30 T‐N (mg/l) 25 20 15 10 Đ u vào Đ u ra Th i gian (ngày) Hình 11 Sự biến động hàm lượng T-N sử dụng chế phẩm sinh học Qua hình 3.11 ta thấy sử dụng chế phẩm sinh học hàm lượng N-T giảm đáng kể Hàm lượng T- N sau xử lý đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT Hàm lượng T-N sau xử lý ngày giảm xuống 8,41 mg/l, hiệu suất xử lý đạt 66% Hàm lượng T- N sau xử lý ngày có 8,40 mg/l Hiệu suất xử lý T-N ngày đạt 61,02% 3.6.4 Sự biến động hàm lượng T-P 18 16 14 12 10 T‐P (mg/l) Đ u vào Đ u ra Th i gian (ngày) Hình 12 Sự biến động hàm lượng T-P sử dụng chế phẩm sinh học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 79 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên Nhìn vào hình 3.12, ta thấy hàm lượng T-P giảm đáng kể sử dụng chế phẩm sinh học Hầu hết kết T-P đầu đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, mức A Hàm lượng T-P sau xử lý ngày giảm xuống 0,57 mg/l, hiệu suất xử lý T-P ngày cao, đạt 96% Hiệu suất xử lý T-P ngày cao, 90,9%, hàm lượng T-P sau xử lý 0,04 mg/l 3.6.5 Sự biến động hàm lượng TOC Đ u vào Đ u ra 20 15 TOC (mg/l) 10 5 Th i gian (ngày) Hình 13 Sự biến động hàm lượng TOC sử dụng chế phẩm sinh học Nhìn vào hình 3.13 ta thấy hàm lượng TOC ngày giảm, vi sinh vật phân giải hợp chất cacbon Ngày 4, hàm lượng TOC đầu vào 16,7%, hàm lượng TOC đầu giảm xuống 8,5% Ngày 9, hàm lượng TOC đầu vào 17,4%, hàm lượng TOC đầu giảm xuống 9,2% Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 80 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên 3.6.6 Khảo sát thay đổi pH trình xử lý 8.2 pH 7.8 7.6 pH 7.4 7.2 6.8 Th i gian (ngày) Hình 14 Sự thay đổi pH trình xử lý Qua hình 3.14 ta thấy pH nước thải trình xử lý có thay đổi giữ mức pH trung tính 3.6.7 Khảo sát hàm lượng kim loại nặng Trong nước thải sinh hoạt đô thị có lẫn số loại kim loại nặng Nếu hàm lượng chúng cao, vượt tiêu chuẩn cho phép ta phải đề xuất biện pháp xử lý Bảng 3 Hàm lượng kim loại nặng nước thải trước sau xử lý Ngày lấy mẫu: 23/12/2010 Kim Loại TCVN 5945:2005 Đơn vị Hàm lượng đầu vào Hàm lượng đầu Đồng mg/l 0,0575 0,0460 Chì mg/l < 0,0001 < 0,0001 0,1 Asen mg/l 0,0112 0,0103 0,05 Cadimi mg/l < 0,0001 < 0,0001 0,005 Niken mg/l 0,0049 0,0055 0,2 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (mức A) CNSH 2008-2010 81 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên Crom (III) mg/l 0,008 0,003 0,2 Crom (VI) mg/l 0,011 0,003 0,05 Như hàm lượng kim loại nặng có nước thải đầu nhỏ mức quy định cho phép tiêu chuẩn TCVN 5945:2005 mức A – Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 82 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận • Đã thử nghiệm ứng dụng kỹ thuật nhận diện đa dạng sinh học DGGE nước thải bùn để nhận diện loài vi sinh vật dự kiến xác định có mặt số loài có lực chuyển hóa ô nhiễm cao chờ đợi là: loài Bacillus sp xuất mẫu bùn mẫu nước thải Loài Nitrosomonas sp xuất mẫu nước thải Từ xác định chế phẩm sinh học hợp lý bổ sung để xử lý nước thải sinh hoạt đô thị, chế phẩm sinh học có chứa vi sinh vật thuộc loài Bacillus sp • Đã nghiên cứu thử nghiệm chế phẩm sinh học xử lý nước thải sinh hoạt chế độ tĩnh quy mô phòng thí nghiệm để tìm nồng độ chế phẩm xử lý tốt 103 CFU/ml • Đã thử nghiệm bổ sung chế phẩm sinh học xử lý nước thải sinh hoạt quy mô pilot, hệ thống hoạt động liên tục, hiệu xử lý BOD5 đạt 92,6%, hiệu xử lý COD đạt 83,9% Khi ngừng bổ sung chế phẩm sinh học, khoảng tháng sau, hiệu xử lý BOD5 COD cao, hiệu xử lý BOD5 đạt 86,4%, hiệu xử lý COD đạt 80,3% Điều kết luận chế phẩm sinh học có chứa chủng vi sinh vật thích nghi nhanh, phát triển tốt môi trường nước thải 4.2 Một số kiến nghị cần tiếp tục nghiên cứu • Giải trình tự băng loài vi sinh vật xác định có mặt mẫu bùn mẫu nước thải • Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý bổ sung chế phẩm sinh học nhằm thiết lập chế độ vận hành tối ưu cho hệ thống để đưa vào thực tiễn Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 83 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Kiều Hữu Ảnh, Ngô Tự Thành (1985), Vi sinh vật học nguồn nước, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [2] Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (2000), Vi sinh vật học, NXB Giáo Dục [3] Hoàng Huệ (2005), Xử lý nước thải, NXB Xây Dựng [4] Trần Liên Hà, Đặng Ngọc Sâm (2006), Phân lập tuyển chọn vi khuẩn Bacillus để xử lý nước hồ bị ô nhiễm – Tuyển tập báo cáo hội nghị Khoa học lần thứ 20, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, pp 55 – 58 [5] Trần Liên Hà, Nagano Hiroko (2006), Khả sử dụng B.Subtilis CN2 để xử lý nước hồ bị ô nhiễm – Tuyển tập báo cáo hội nghị Khoa học lần thứ 20, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, pp 34 – 37 [6] Trần Đức Hạ (2002), Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ vừa, NXB Khoa học & kỹ thuật [7] Dương Văn Hợp, Nguyễn Lân Dũng (2007), Phân loại vi sinh bẳng sinh học phân tử, vietsciences [8] Tạ Thành Liêm (2006), Công nghệ xử lý nước thải đô thị, NXB Xây Dựng [9] Nghiêm Ngọc Minh (2005) Sử dụng kỹ thuật điện di gel gradient biến tính để nghiên cứu đa dạng vi sinh vật Tạp chí Công nghệ Sinh học, 2(4): 397-406 [12] [10] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2005), Công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [11] [11] Nguyễn Xuân Nguyên (2003), Nước thải công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 84 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên [12] Lương Đức Phẩm (2000), Công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học, NXB Giáo Dục [13] Khuất Hữu Thanh (2006), Kỹ thuật gen nguyên lý ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật [14] Quyền Đình Thi (2005), Công nghệ sinh học tập 1, Nhũng kỹ thuật phân tích DNA, NXB Khoa học kỹ thuật [15] Tiêu chuẩn Việt Nam, Chất lượng nước – Xác định nhu cầu oxy hóa học, TCVN 6491:1999 [16] Tiêu chuẩn Việt Nam, Chất lượng nước – Xác định Nitơ-Kjeldahl, TCVN 5987:1995 [17] Tiêu chuẩn Việt Nam, Chất lượng nước – Xác định Photpho, Phương pháp trắc phổ dùng Amoni molipdat TCVN 6202:1996 [18] Quy chuẩn Việt Nam, Chất lượng nước – Nước thải sinh hoạt – Giới hạn ô nhiễm cho phép, QCVN 14:2008/BTNMT Tiếng Anh: [19] A Mulder (2003), “The quest for sustainable nitrogen removal technologies”, Wat Sci.Technol,48(1), pp.67-75 [20] APHA/AWWA/WEF (1992), Standard methods for the Examination of Water and wastewater, 18th ed., Washinton, USA [21] B Szatkowska, E Płaza, J Trela, “Partial nitrification/anammox and Canon-nitrogen removal systems followed by conductivity measurements”, Department of Land and Water Resources Engineering, Royal Institute of Technology, Brinellvägen 32,S-100 44 Stockholm, Sweden [22] Changhyun Roh, Francois Villatte, Byung-Gee-Kim & Rolf D Schmid, “A comparative study of extraction and purification method for environmental DNA from soil and sludge samples”, Institute of technical biochemistry, University of Stuttgart, Germany Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 85 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên [23] G.Muyzer, E.C.De Waal, A.G Uitterlinden (1993) , “Profiling of complex microbial population by denaturing gradient gel electrophoresis analysis of polymerase chain reaction amplified genes coding for 16S rRNA”, Appl Environ Microbiol 59 [24] Hemant J Purohit, Atya Kapley, Aditi A.Moharikar, Gurpreet Narde (2002), “A novel approach for extraction of PCR-compatible DNA from activated sludge samples collect from different biological effluent treatment plants”, National Environment Engineering research Institute Nehru Marg, India [25] Jizhong Zhou, Mary Ann Bruns & James M.Tiedje (1995), “DNA recovery from soilts of Diverse composition”, Center for microbial Ecology & Department of crop & Soil sciences, Michigan State University, East Lansing, Michigan [26] K Smalla, N Cresswell, L.C Mendonca-Hagler, A Wolters & J.D van Elsas, “Rapid DNA extraction protocol from soil for polymerase chain reaction-mediated amplification”, Institute for Biochemistry and Plant Virology, Biologische Bundesanstalt, Braunschweig, Germany [27] Lucas Seghezzo (2004), Anaerobic treatmen of domestic wastewater in subtropical regions, Thesis Wageningen university, Wageninggen, the Netherlands [28] Melcalf & Eddy Inc Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse, 3rd edition, McGraw-Hill.Inc., New York, 1991 [29] Purkhold U.et al (2000), “Genomic DNA extraction from activated sludge”, Appl Environ Microbiol [30] Shan Guobin, Jin Wenbiao, Edward K H LAM, Xing Xinhui (2007), “Purification of total DNA extraction from activated sludge”, China Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 86 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên PHỤ LỤC Bảng 3.4 Sự biến động hàm lượng COD bổ sung chế phẩm mật độ tế bào Thời gian xử lý (ngày) Mật độ tế Hiệu bào (%) KC 145 144 140 133 124 115 109 101 30,34 101 145 143 137 130 121 112 105 97 33,10 102 145 143 135 126 115 108 95 84 42,06 103 145 138 127 110 92 80 71 65 55,17 104 145 142 133 120 110 96 84 72 50,34 105 145 142 136 134 109 98 87 76 47,58 Bảng 3.5 Sự biến động hàm lượng BOD5 bổ sung chế phẩm mật độ tế bào Mật Hiệu Thời gian xử lý (ngày) độ tế bào (%) KC 95 93 89 87 82 78 75 69 27,37 101 95 90 86 85 79 76 70 60 31,68 102 95 88 83 76 70 64 59 55 42,1 103 95 88 76 69 60 52 48 40 57,89 104 95 89 83 73 65 60 56 48 49,47 105 95 89 85 70 62 58 55 52 45,26 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 87 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên Bảng 3.6 Sự biến động hàm lượng COD sử dụng chế phẩm sinh học COD Ngày1 Ngày2 Ngày3 Ngày4 Ngày5 Ngày6 Ngày7 Ngày8 Ngày9 Đầu 259 111 211 200 264 269 154 264 204 96 58 34 47 96 48 58 163 41 62,9 47,74 83,9 76,5 63,6 82,15 62,3 38,3 79,9 vào (mg/l) Đầu (mg/l) HQXL (%) Bảng 3.7 Sự biến động hàm lượng COD ngừng bổ sung chế phẩm sinh học COD Ngày1 Ngày2 Ngày3 Ngày4 Ngày5 Ngày6 Ngày7 Ngày8 Ngày9 258 238 197 224 190 215 160 280 59 55 82 54 109 85 61 45 55 74 78,7 65,5 72,6 51,3 55,2 71,6 71,8 80,3 Đầu vào 228 (mg/l) Đầu (mg/l) HQXL (%) Bảng 3.8 Hiệu xử lý BOD5 qua ngày sau bổ sung chế phẩm sinh học BOD5 Ngày1 Đầu vào 184 Ngày2 Ngày3 Ngày4 Ngày5 Ngày6 Ngày7 Ngày8 Ngày9 90 135 62 190 145 60 175 145 38 10 25 40 25 25 36 (mg/l) Đầu 24 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 88 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên (mg/l) HQXL 86,9 57,8 92,6 91,9 92 79,3 61,5 85,7 75,2 (%) Bảng 3.9 Sự biến động hàm lượng BOD5 sau ngừng bổ sung chế phẩm sinh học BOD5 Ngày1 Ngày2 Ngày3 Ngày4 Ngày5 Ngày6 Ngày7 Ngày8 Ngày9 185 140 110 130 138 100 125 105 35 38 19 38 48 39 17 30 47 78 79,5 86,4 65,4 63,1 71,7 83 76 55,1 Đầu vào 160 (mg/l) Đầu (mg/l) HQXL (%) Bàng 3.10 Sự biến động hàm lượng T-N bổ sung chế phẩm sinh học T-N Ngày1 Đầu vào 33.50 Ngày2 Ngày3 Ngày4 Ngày5 Ngày6 Ngày7 Ngày8 Ngày9 34,32 24.90 41.33 24.56 40.6 14.00 47.63 32.22 25.22 8.41 16.11 12.43 21.0 8.40 36.43 16.11 26.5 66.2 61.02 49.4 48.3 40.0 23.5 50.0 (mg/l) Đầu 12.10 (mg/l) HQXL 63.9 (%) Bảng 3.11 Sự biến động hàm lượng T-P bổ sung chế phẩm sinh học T-P Ngày1 Đầu vào 5.98 Ngày2 Ngày3 Ngày4 Ngày5 Ngày6 Ngày7 Ngày8 Ngày9 6.84 9.89 6.76 6.27 6.37 10.49 17.1 1.01 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 89 Luận văn Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên (mg/l) Đầu 0.98 2.29 5.6 3.89 0.57 1.83 4.25 7.09 0.04 66.5 43.4 42.5 90.9 71.3 59.5 58.5 96.0 (mg/l) HQXL 83.6 (%) Bảng 3.12 Sự biến động hàm lượng TOC sử dụng chế phẩm sinh học TOC Ngày1 Đầu vào 17.8 Ngày2 Ngày3 Ngày4 Ngày5 Ngày6 Ngày7 Ngày8 Ngày9 13.2 13.2 16.8 16.7 16.3 16.4 10.5 17.4 13.0 12.5 9.4 8.5 9.3 4.3 7.0 9.2 (mg/l) Đầu 10.7 (mg/l) Bảng 3.13 Sự thay đổi pH trình xử lý Ngày pH 7.35 7.63 7.32 7.5 7.63 7.24 8.01 7.87 7.95 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CNSH 2008-2010 90 ... chúng chất thị quan trọng thể hiệu xử lý công trình xử lý sinh học nước thải 1.4 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt đô thị 1.4.1 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt đô thị Với thành... đáp ứng yêu cầu đặt Và vi c nghiên cứu giải pháp Vi t Nam cần thiết, hiệu kinh tế kịp thời Chính lý mà em chọn đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật để phát triển giải pháp thích ứng xử lý nước. .. Thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hạnh Nguyên LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật để phát triển giải pháp thích ứng xử lý nước thải sinh hoạt đô thị PGS.TS Nguyễn Văn