Nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm

Tài nguyên nước và sự ô nhiễm, các phương pháp xử lý nươc sông, hồ bị ô nhiễm, sử dụng chế phẩm sinh học để xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm Tài nguyên nước và sự ô nhiễm, các phương pháp xử lý nươc sông, hồ bị ô nhiễm, sử dụng chế phẩm sinh học để xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hµ néi - - Luận văn thạc sỹ khoa học nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm Ngành: công nghệ sinh học Mà số Phạm mai Hương Người hướng dẫn khoa học: ts Trần Liên Hà Hà nội, 2007 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội - - LuËn văn thạc sỹ khoa học Ngành: công nghệ sinh học nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm Phạm Mai Hương Hà nội, 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai Hương Mở đầu Nước có vai trò quan trọng sống nguồn nước vô tận, 97,6% khối lượng nước bề mặt trái đất nước mặn, có phần nhỏ lµ ngn n­íc ngät mµ ng­êi cã thĨ khai thác để phục vụ cho nhu cầu Trong công nghiệp nhiều nguyên liệu thay thế, riêng nước chưa có thay mà nguồn nước sử dụng ngày trở nên khan Vì vậy, người phải can thiệp vào vòng tuần hoàn nước, tạo nên vòng tuần hoàn nước nhân tạo Chúng ta xử lý nước thải làm giảm ô nhiễm môi trường mà tiết kiệm nước từ việc sử dụng lại nước thải sau đà làm Việt nam nói chung thủ đô Hà Nội nói riêng hầu hết nhà máy, xí nghiệp, bệnh viện v.v chưa có hệ thống xử lý nước thải nguồn, có kinh phí hạn hẹp không đủ điều kiện sử dụng hệ thống cũ kỹ lạc hậu không xử lý nên tất nước thải thải thẳng sông, hồ hệ thống thoát nước Thành phố mà không qua xử lý, gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường xung quanh, đến hệ sinh thái ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ dân cư sống gần Những năm gần với tốc độ đô thị hoá, công nghiệp hoá nhanh, Hà nội phải đối mặt với ô nhiễm suy thoái môi trường nghiêm trọng, không bị ô nhiễm nguồn nước ngầm mà nguồn nước mặt Hà nội tình trạng báo động Theo số liệu nghiên cứu từ Sở Tài nguyên Môi trường Nhà đất Hà nội, lượng nước thải Thành phố ngày tăng lưu lượng nồng độ chất ô nhiễm Hầu hết lượng nước thải chưa xử lý đổ thẳng sông, hồ dự báo đến năm 2010 510.000 m3/ngày Một số hồ Hà nội đà bị ô nhiễm tới mức báo động, ô nhiễm chất hữu cơ, nước sông, hồ đà bốc mùi hôi thối gây ô nhiễm không khí xung quanh cách trầm trọng Ô nhiễm hồ, sông Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai Hương thoát nước gây hậu đến ô nhiễm sông Nhuệ, sông Đáy ảnh hưởng đến tỉnh hạ lưu Theo số liệu quan trắc sông hồ Hà nội năm 2004 có nồng độ BOD, COD, T N cao từ 10 lần so với nồng độ mẫu quan trắc năm 1994 H thng sụng hồ Thủ Hà Nội có vị trí lịch sử - văn hóa quan trọng đồng thời chúng giữ vai trị điều hịa nguồn nước Hiện hƯ thống sông hồ Hà Nội cng tỡnh trng b ô nhiễm trầm trọng Hàng ngày chúng phải tiếp nhận khoảng 450.000m3 nước thải sinh hoạt; khoảng 260.000m3 nước thải từ sở sản xuất, dịch vụ chưa xử lý, với tải lượng ô nhiễm lớn Hệ thống sơng, hồ Hà Nội khơng cịn khả tự làm rơi vào tình trạng bị nhim, để đem li s sch cho sông, hå ë Hµ néi, ngồi việc cần xử lý nước thải nguồn phát sinh từ nhà máy, xí nghiệp trước xả mơi trường cÇn phải tìm cách cân trở lại hệ sinh thái sông hồ để tăng khả làm nước sơng, hồ Các nước tiên tiến giới hiƯn sư dơng chế phẩm sinh học để xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm làm giảm tải lượng nhiễm nước s«ng, hồ mà cịn cân hệ sinh thái vốn có nó, làm tăng khả tự làm nước sông, hồ Chế phẩm sinh hc tạo x lý nc sông, hồ, ao bÞ nhiễm khơng chứa vi sinh vật biến đổi gen mà chứa hỗn hợp vi sinh vật phân lập từ môi trường nước ao, hồ bị ô nhiễm nên không ảnh hưởng đến hệ sinh thái vốn có hồ Tuy nhiªn chế phẩm sinh học xử lý nước hồ ô nhiễm nước ứng dụng xử lý nước hồ nhiễm Việt nam khả thích nghi với điều kiện môi trường kém, hoạt lực bị giảm bị chết, giá thành cao Nghiên cứu để tạo chế phẩm sinh học phù hợp với điều kiện Việt nam để xử lý nước sông, hồ ô nhiễm thách thức lớn đặt nhà khoa học Việt nam, tạo chế phẩm sinh học sử dụng chủng VSV Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai Hương phân lập từ sông, hồ bị ô nhiễm Việt nam có khả thích nghi cao, hiệu xử lý nước tốt gim thiu ụ nhim mà mang lại cõn bng h sinh thỏi vốn cã cña nã Việc bổ sung chế phẩm sinh häc thực chất thúc đẩy hoạt động sống nhóm vi sinh vật vốn có sẵn tự nhiên khơng làm thay đổi đặc tính mơi trng, công nghệ cú chi phớ x lý thp, đem lại phát triển bền vững phù hợp với nn kinh t phỏt trin nh Vit nam Với mong muốn góp phần nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học để giảm thiểu ô nhiễm, làm nâng cao chất lượng nước sông, hồ Chúng tiến hành đề tài Nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học để xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm víi c¸c néi dung chÝnh nh­ sau: - Tun chän chủng vi sinh vật có khả phân huỷ hợp chất hữu cơ, hợp chất vô chứa nitơ, phốt để tạo chế phẩm sinh học - Lựa chọn chất mang phù hợp để tạo chế phẩm sinh học - Nghiên cứu điều kiện tạo chế phẩm sinh học để xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm - Xác định điều kiện bảo quản chế phẩm - Thử nghiệm khả xử lý nước hồ Kim Liên, nước hồ Văn nước sông Kim Ngưu chế phẩm sinh học tự tạo quy mô phòng thí nghiệm Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai Hương CHương - Tổng quan tài liệu 1.1 Tài nguyên nước ô nhiễm nước 1.1.1 Vai trò nước ô nhiễm nước mặt Nc l ngun ti nguyờn c bit vụ cựng quý giỏ, nú không môi trường cho loài thuỷ sinh vật mà nơi hình thành nên sống ban đầu Nước tham gia cấu trúc nên thể người, tham gia vào phản ứng sinh học trình trao đổi chất tế bào N­íc lµ mét lưu thông quan trọng tất chất c¬ thĨ, 2/3 thành phần thể cấu tạo t nc, 80% thành phần máu nước (1) Mỗi ngày người cần cung cấp 2lít n­íc cho nhu cÇu sinh lý, cc sèng cđa chóng ta bị đe doạ 15% nước c¬ thĨ (9) Nước tham gia vào hầu hết q trình sản xuất cơng nghiệp, nơng nghiệp, giao thơng sinh hoạt người Ngoµi n­íc đóng vai trò quan trọng cân sinh thái sinh tồn sinh vật, nước cần sống nước vô tận nên việc khai thác, bảo vệ sử dụng nước cách hợp lý vấn đề cấp bách đặt cho toàn nhân loại (5) Nc bao bc 3/4 b mt trỏi t, khối lượng nước dự trữ trái đất khoảng 1,4 tỷ km3 97,6% nước mặn (17), có phần nhỏ nước sông, hồ, nước ngầm tầng nông nguồn nước người khai thác cho nhu cầu Theo số liệu thống kê 73% lượng nước dùng cho sản xuất nông nghiệp, 21% dùng cho sản xuất công nghiệp có 6% dùng cho sinh hoạt người (21) Lượng nước vốn đà ỏi mà chịu ô nhiễm nghiêm trọng người gây Nước dùng cho sinh hoạt, cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ, sau sử dụng trở thành nước thải, bị ô nhiễm với mức độ khác lại đưa trở lại nguồn nước, không xử lý (làm Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai Hương sạch) làm ô nhiễm môi trường (29) Hơn nữa, hàng năm nạn phá rừng toàn cầu lớn làm cho lớp thực vật che phủ đất bị sút giảm, lượng nước dễ bay mức nước ngầm bị hạ xuống Như vậy, số lượng nước từ ao, hồ, sông, ngòi phần nước ngầm bị kiệt dần chất lượng nước bị suy giảm (16) ô nhiễm nước định nghĩa nhiều cách nồng độ nhiều chất cụ thể nước vượt tải lượng môi trường khoảng thời gian đủ để gây tác động hay hậu rõ rệt ta gọi ô nhiễm nước Chất lượng nước biểu thị kết phân tích thông số bao gồm lý, hoá sinh học (11) Nguyờn nhõn chớnh gây ô nhiễm nguồn nước nước thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp giao thông vận tải đường thủy xả không qua xử lý dẫn đến s thay i đặc tính nước tự nhiên, ảnh hưởng tới đời sống thuỷ sinh vật chất lượng nguồn nước ngầm (9) Khi cỏc hàm l­ỵng chÊt hữu n­íc q lớn, vượt q khả tự làm nước sơng hồ xảy q trình lên men kỵ khí, tạo sản phẩm trung gian SO , H S, CH , làm nước bị ô nhiễm thứ cấp Một số hợp chất hóa học nước có hàm lượng vượt tiêu chuẩn làm cho nước bị ô nhiễm gây độc hại cho ngi v thy sinh vt (20) Trong loại bệnh lan truyền theo nguồn nước loại bệnh quan trọng bệnh tả, lỵ, thương hàn bệnh ỉa chảy nước cấp thành phố không vệ sinh (1) Năm 1892 Hăm Buốc nước Đức đà xảy dịch tả làm 18.000 người bị bệnh chết 8.065 người, năm 1937 Ômitô (Nhật Bản) đà xảy dịch lỵ làm cho 11.272 người mắc bệnh vòng 24 ngày (22) Hm lng nitrat nước uống cao gây bệnh Methahemoglobin huyết học trẻ em (chứng xanh xao trẻ sơ sinh), lượng nitrit cao gây bênh ung thư dày (81) Tr­êng đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai H­¬ng Nước thải cơng nghiệp chưa xử lý đổ sông, hồ gây ô nhiễm kim loại nặng Pb, Cu, Hg, Cd, Cr, As Các kim loại nặng gây cản trở hay làm ngưng trệ trình tự làm thủy vực (31) Chúng tích tụ lồi tơm cua cá, ốc, trai qua chuỗi dinh dưỡng xâm nhập vào thể gây bệnh hiểm nghèo Các muối kim loại nặng gây ô nhiễm đất, tiếp tục vào mô thực vật cuối vào thực phẩm gây tác hại cho người sử dụng (9) 1.1.2 Tình trạng ô nhiễm nước mặt giíi Việc sử dụng mức sai mục đích nguồn nước làm cho hệ sinh thái sơng ngịi bị đe dọa Hơn nửa dịng sơng lớn giới bị nhiễm nghiêm trọng cạn kiệt sử dụng thiếu ý thức Cụ thể số 500 dịng sơng giới có tới 250 sơng bị nhiễm cạn kiệt Mỗi ngày, khoảng triệu chất bẩn thải vào nguồn nước (44) Khoảng 40% lượng nước Hoa kỳ bị ô nhiễm chất hữu cơ, kim loại hóa chất dùng nơng nghiệp(49) Ở châu Âu, có số 55 sơng đánh giá có nước xanh, có hệ sinh thái 14 sơng lớn trì hệ sinh thái khỏe mạnh(57) Trong châu Á, tất dịng sơng chảy qua thành phố bị nhiễm trầm trọng (73) Hai hệ thống sông lớn giới Amazon Saharan cịn trì hệ sinh thái đa dạng, nguyên nhân không chảy qua trung tâm công nghiệp khu dân cư (80) Trong hệ thống sông Nin, khoảng 10% nước sông Nin đổ vào Địa Trung Hải Và lượng nhỏ bị ô nhiễm nặng chất thải dùng công nghiệp nơng nghiệp Kết lồi cá Delta bị biến Cách 30 năm sông Nin có 47 lồi cá Delta đến chi cịn lại 17 lồi Những lồi khác bị tuyệt chủng có nguy bị tiêu diệt (27) Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai H­¬ng Hiện nay, 40% lưu lượng sông giới bị ô nhiễm nghiêm trọng Đầm lầy phận thiếu gia đình hệ sinh thái nước mặt Tuy nhiên nửa số đầm lầy giới biến Đầm lầy nơi cư trú nhiều loài động thực vật nên đầm lầy biến bị nhiễm bẩn với đa dạng sinh học vùng đầm lầy Ở Hoa Kỳ có tới 22 bang bị 50% số đầm lầy có từ trước năm 1990, đó, số bang Illinois, Iowa, Missouri, Ohio California 90% số đầm lầy Ở châu Âu, số quốc gia Pháp Đức, 80% đầm lầy bị biến vài thập kỷ trở lại (27) Nguyên nhân biến đầm lầy phát triển công nghiệp mở rộng khu cơng nghiệp, chí cịn hoạt động sản xuất nông nghiệp người gây Các chất thải xả vào đầm lầy với lượng lớn vượt khả tự làm tích tụ làm cho hồ bị cạn dần, kết bị lấp hồn tồn Cũng tình trạng tương tự đầm lầy, nửa số hồ lớn giới biến Nguyên nhân nhiễm, mở rộng sản xuất người Phần cịn lại bị nhiễm cách nghiêm trọng Ở Trung Quốc hàng trăm hồ bị ô nhiễm đến mức mà 70% lượng nước hồ bị nhiễm hóa chất cơng nghiệp khơng thể xử lý (30) Ở hồ Victoria, từ độ sâu 30m trở lên, nước hồ khơng có mặt oxy năm có tới triệu lít nước thải thô đổ vào từ thành phố Tanzania Điều khiến cho sản lượng cá giảm 17 lần so với trước Ở hồ Manzala ( Ai Cập), chất độc công nghiệp thải vào mở rộng khu công nghiệp Port Said nên hồ không cịn lồi cá (27) Việc nguồn nước mặt bị ô nhiễm gây tác hại vô nghiêm trọng: Thứ ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước phục vụ sản xuất nhu cầu sinh hoạt người; thứ hai, nguồn nước ô nhiễm l c trỳ ca Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai Hương cỏc loi bnh dịch, ký sinh trùng ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng; thứ ba ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước ngầm cuối gây cân cho hệ sinh thái (56) Với tình trạng ô nhiễm nước mặt trên, giới đứng trước thách thức lớn phải có biện pháp ngăn chặn xử lý kịp thời dòng sông, đầm lầy ao hồ, Nếu không loài người phải đương đầu với thảm họa lớn mà điển hình tình trạng thiếu nước cho nhu cu ca chớnh mỡnh (65) 1.1.3 Tình trạng « nhiƠm n­íc mỈt ë ViƯt nam Việt Nam nước phát triển, tập trung phát triển ngành công nghiệp dịch vụ, nhà nước khuyến khích nhà đầu tư hướng vào lĩnh vực Tuy nhiên trình phát triển, gặp hạn chế xử lý môi trường Sự buông lỏng quản lý việc xả nước thải từ nhà máy dẫn đến tình trạng chất ô nhiễm bị đổ cách bừa bãi ngồi mơi trường (20) Nguồn nước mặt khu đô thị khu công nghiệp ngày nhận khoảng 3.110.000 m3 nước thải sinh hoạt nước thải sản xuất Do đó, nguồn nước gần khu đô thị khu công nghiệp bị đe dọa nghiêm trọng (9,14) Theo thông tin từ Cục Bảo vệ Môi trường (Bộ Tài nguyên Môi trường), hệ thống ao, hồ, kênh, rạch thành phố lớn tình trạng nhiễm nghiêm trọng vượt mức tiêu chuẩn cho phép 5-10 lần; hồ nội thành thành phố lớn (Hà Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phịng, Huế) phần lớn trạng thái phú dưỡng, nhiều hồ bị phú dưỡng hóa đột biến tái nhiễm bẩn hữu (13) Ngồi ra, hàm lượng chất nhiễm (COD, tổng nitơ, tổng phốt kim loại nặng) bãi chứa rác chôn lấp rác cao, nước có độ màu lớn Khi xả vào mơi trường, nc r rỏc Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai Hương 80 Nc h Vn trc Nc h Vn sau Hình 3.32: ảnh nước hồ Văn trước sau xử lý chế phẩm sinh häc míi 3.6 øng dơng chÕ phÈm sinh häc míi xử lý ô nhiễm nước sông Kim Ngưu chế độ khác Chế phẩm sinh học xử lý nước hồ Văn chế độ đà mang lại hiệu cao, đặc biệt tiêu tổng nitơ tổng phốt Chúng tiÕp tơc sư dơng chÕ phÈm míi ®Ĩ xư lý nước sông Kim Ngưu vốn có tải lượng ô nhiễm cao, nguồn thải phức tạp để nghiên cứu khả xử lý chế phẩm Đánh giá hiệu xử lý chế phẩm nước sông Kim Ngưu đồng thời chế độ tĩnh chế độ khuấy 50 vòng/phút qua tiêu COD, BOD , SS, DO, pH, T-N, T-P, OD vµ kết thể bảng 3.9 đây: Bảng 3.9: Hiệu xử lý nước sông Kim Ngưu chế phẩm sinh học CP2 chế độ khác Bình nghiên cứu COD Hiệu xử lý sau ngày (%) BOD SS T-N T-P Bình 29,12 27,20 31,23 18,02 16,05 B×nh 54,03 51,20 57,02 51,18 48,15 B×nh 83,15 79,47 84,24 74,05 70,37 Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học 81 Phạm Mai Hương Qua bảng 3.9 thấy sau ngày xử lý nước sông Kim Ngưu chế phẩm sinh học CP2 bình cho kết hàm lượng COD giảm dần theo ngày bình hàm lượng COD giảm nhiều nhất, giảm 83,15% (từ 546 mg/l xuống 92 mg/l), chưa đạt TCVN 5945 2005 loại A kết tốt nước sông Kim Ngưu có nguồn thải phức tạp tải lượng ô nhiễm lớn Bình giảm 54,03% (từ 546 mg/l xuống 251 mg/l) Bình kiểm chứng có hiệu xử lý thấp giảm có 29,12% (từ 546 mg/l xuống 387 mg/l) Bình có hàm lượng BOD giảm nhiều nhất, giảm 79,47% (từ 375mg/l xuống 77 mg/l) Bình giảm 51,2% (từ 375 mg/l xuống 183 mg/l) Bình kiểm chứng có hiệu xử lý BOD thấp giảm có 27,2%, (từ 375 mg/l xuống 273mg/l) Kết phân tích hàm lượng SS giảm dần theo ngày giảm nhiều bình giảm 84,24% (từ 349 mg/l xuống 55 mg/l), nước sau xử lý lên nhiều, không váng mặt nước cặn lắng đáy bình gần đạt TCVN 5945 2005 nước thải loại A Bình giảm 57,02% (từ 349 mg/l xuống 150 mg/l) Bình kiểm chứng có hàm lượng SS giảm nhất, giảm 31,23%, (từ 349 mg/l xuống 240 mg/l), nước đục nhiều lắng cặn đáy bình Sau ngày xử lý bình cho kết nồng độ tổng nitơ giảm dần theo ngày giảm nhiều so với xử lý chế phẩm cũ Bình giảm 74,05% (từ 97,1 mg/l xuống 25,2 mg/l) Bình giảm 51,18% (từ 97,1 mg/l xuống 47,4 mg/l) cao hẳn so víi xư lý tÜnh b»ng chÕ phÈm sinh häc cị Bình kiểm chứng có hiệu xử lý thấp giảm 18,02% (97,1 mg/l xuống 79,6 mg/l) Hàm lượng tổng phốt cho kết tương tự, bình giảm 70,37% (16,2 mg/l xuống 4,8 mg/l) Bình giảm 48,15% (từ 16,2mg/l xuống 8,4 mg/l) Bình kiểm chứng có giảm 16,05% (16,2 mg/l xuống 13,6 mg/l) Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai Hương 82 * Sự biến động hàm lượng ôxy hoà tan xử lý n­íc s«ng Kim Ng­u b»ng chÕ phÈm sinh häc míi chế độ khác nhau: thể hình 3.33 đây: Hàm lượng DO (mg/l) Bỡnh Bình Bình 0 Thêi gian xö lý (ngày) Hình 3.33: Sự biến động hàm lượng DO xư lý n­íc s«ng Kim Ng­u b»ng chÕ phÈm sinh học chế độ khác Qua hình 3.33 chóng ta nhËn thÊy sau ngµy xư lý n­íc s«ng Kim Ng­u b»ng chÕ phÈm sinh häc CP2 bình có hàm lượng DO tăng nhiều từ 0,3mg/l tăng lên đến 5,6mg/l Trong bổ xung chế phẩm nồng độ 105 mà đặt chế độ tĩnh nồng độ ôxy hoà tan bình sau ngày tăng từ 0,3 lên đến 4,3 Bình kiểm chứng sau ngày có nồng độ DO tăng từ 0,3 mg/l lên đến mg/l Qua kết ta thấy sử dụng chế phẩm CP2 đà làm cho hàm lượng ôxy hoà tan nước sông Kim Ngưu nghiên cứu tăng cao tạo điều kiện thuận lợi cho trình phát triển vi sinh vật chế phẩm phân huỷ chất hữu gây ô nhiễm nước đem lại hiệu cao trình xử lý nước sông, hồ ô nhiễm * Sự thay đổi ®é ®ơc OD xư lý n­íc s«ng Kim Ng­u chế phẩm sinh học chế độ khác nhau: qua hình 3.34 bên nhận thấy sau ngày xử lý nước sông Kim Ngưu chế phẩm sinh học tạo bình nước nghiên cứu cho kết dần lên, độ đục giảm xuống giảm nhiều bình độ đục giảm từ 0,125 xuống Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai Hương 83 0,011, bình có độ đục giảm từ 0,128 xuống 0,019 Bình có độ OD giảm nước có nhiều lắng cặn đáy bình giảm từ 0,13 xuống 0,033 0,16 Độ đục OD 0,12 Bỡnh Bình 0,08 Bình 0,04 0 Thêi gian xư lý (ngµy) Hình 3.34: Sự thay đổi độ đục OD xử lý n­íc s«ng Kim Ng­u b»ng chÕ phÈm sinh häc chế độ khác * Sự thay ®ỉi ®é pH xư lý n­íc s«ng Kim Ng­u chế phẩm sinh học CP2 chế độ khác nhau: thể hình 3.35 đây: 10 Bình Bình §é pH Bình 6 Thêi gian xử lý (ngày) Hình 3.35: Sự thay đổi pH xư lý n­íc s«ng Kim Ng­u b»ng chÕ phÈm sinh học chế độ khác Qua hình 3.35 nhận thấy tất bình nghiên cứu cho kết độ pH tăng dần lên tăng nhiều kiểm chứng sau ngày mà pH tăng từ 7,34 lên đến 8,64, bình bình bổ xung chế phẩm sinh Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học 84 Phạm Mai Hương học nồng độ 105 nên độ pH tăng tăng không nhiều giữ môi trường trung tính Sau ngày xử lý bình có độ pH tăng từ 7,31 lên 7,95 bình tăng từ 7,55 lên 7,69 Chế phẩm sinh học đà đem lại hiệu xử lý cao đặc biệt đà nâng cao hiệu xử lý tiêu tổng nitơ tổng phốt Nước thải sông Kim Ngưu sau xử lý chế phẩm không đạt TCVN 5945 2005 loại A kết dấu hiệu đáng mừng, coi hướng đắn lĩnh vực xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cao N­íc s«ng Kim Ng­u tr­íc N­íc s«ng Kim Ngưu sau ử Hình 3.36: Nước sông Kim Ng­u tr­íc vµ sau xư lý b»ng chÕ phÈm sinh học chế độ khác Nuôi cá vào nước hồ Văn sau Nuôi cá vào nước sông Kim Ngưu sau ử Hình 3.37: Thả cá nước sau xử lý hồ Văn sông Kim Ngưu Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học 85 Phạm Mai Hương Nước Hồ Văn nước sông Kim Ngưu sau xö lý b»ng chÕ phÈm sinh häc CP2 chế độ tĩnh chế độ khuấy 50 vòng/phút, tiến hành thả cá vào bình nước sau xử lý từ ngày 31/7/2007 ngày bổ xung thức ăn cho cá lần Kết sau ngày (9/8/2007) cá chết bình kiểm chứng nước sông Kim Ngưu cá bình khác sống bình thường Ngày 15/8/2007 cá bình kiểm chứng nước Hồ Văn chết sau 15 ngày kể từ ngày thả vào bình Ngày 15/9/2007 dừng thí nghiệm có cá sống bình nước sau xử lý tức sống sau 1,5 tháng (45 ngày) thả vào bình nghiên cứu Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phạm Mai Hương 86 Kết luận I Qua kết nghiên cứu rút số kết luận sau: Lựa chän c¸c chđng Bacillus subtilis CN2, Bacillus megaterium N16 Bacillus licheniformis P32, Chromobacterium violaceum P2, Ochrobactrum S5, Rhodococcus erythropolis S6, Bacillus X1 Bacillus X5 để làm chế phẩm sinh học xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm thích hợp Cao lanh chất mang để tạo chế phẩm sinh học tốt chất mang Diatomit Tû lƯ phèi trén dÞch sinh khèi vi sinh vËt víi chÊt mang cao lanh hiƯu qu¶ nhÊt đạt mật độ tế bào x 109 CFU/ml Điều kiện bảo quản chế phẩm tốt đóng gói chế phẩm túi thiếc hút chân không, hàm ẩm 9% nhiệt độ lạnh 2oC 6oC (ngăn mát tủ lạnh) Thử nghiệm chÕ phÈm sinh häc xư lý n­íc hå Kim Liªn nước hồ Văn chế độ tĩnh quy mô phòng thí nghiệm đà tìm nồng độ chế phẩm xử lý tốt 103 CFU/ml, sông Kim Ngưu 105 CFU/ml Thử nghiệm chÕ phÈm sinh häc xư lý n­íc hå Kim Liªn quy mô phòng thí nghiệm tìm tốc độ lắc thích hợp 50 vòng/phút chế phẩm thích øng víi phỉ pH réng tõ ®Õn 10 Thư nghiƯm chÕ phÈm sinh häc xư lý n­íc hå Kim Liên, hiệu sau ngày đà giảm 90,91% COD, 87,41% BOD , 77,19% SS, 48,28% T– N, 42,16% T P đưa DO tăng từ mg/l lên đến 5,7 mg/l Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học 87 Phạm Mai Hương Thử nghiƯm chÕ phÈm sinh häc míi xư lý n­íc hå Văn sau ngày giảm 85,13% COD, 81,65% BOD , 86,67% SS, 76,33% T – N, 72,11% T P đưa pH từ môi trường kiềm mạnh 10,17 vỊ m«i tr­êng trung tÝnh pH = 7,21 Thư nghiƯm chÕ phÈm sinh häc míi xư lý n­íc sông Kim Ngưu sau ngày giảm 83,15% COD, 79,47% BOD , 84,24% SS, 74,05% T – N, 70,37% T P DO đà tăng từ 0,3 mg/l lên đến 5,6mg/l II Một số đề nghị cần tiếp tục nghiên cứu ứng dụng chế phẩm sinh học xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm thực tế trường Nghiên cứu tìm thời gian xử lý thích hợp chu kỳ bổ xung chế phẩm sinh học loại nước ô nhiễm Tiếp tục nghiên cứu tuyển chọn thêm chủng vi sinh vật có khả phân huỷ tốt hợp chất hữu làm nước thải để làm chủng giống tạo nên nhiều loại chế phẩm sinh học có hiệu cao Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học 88 Phạm Mai Hương Tài liệu tham khảo Tài liệu Tiếng Việt Kiều Hữu ảnh, Ngô Tự Thành (dịch) (1985) Vi sinh vật học nguồn nước Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Nguyễn Lân Dũng (1976), Các phương pháp nghiên cứu vi sinh vËt häc, tËp 2; NXB Khoa häc & Kỹ thuật Hà nội Nguyễn Lân Dũng (1984), Vi sinh vật đất chuyển hoá hợp chất cacbon, nitơ; NXB Khoa học & Kỹ thuật Hà nội Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (2000), Vi sinh vật họ ; Nhà xuất Giáo dục Nguyễn Lân Dũng, Phạm Thị Chân Châu, Nguyễn Thanh Hiền, Lê Đình Lương, Đoàn Xuân Mượu, Phạm Văn Ty (1997), Một số phương pháp nghiên cứu Vi sinh vật học, Nhà xuất KHKT Hà Nội Nguyễn Thành Đạt (1990), Thực hành vi sinh vật học, NXB Nông nghiệp 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 Trần Liên Hà, Nagano Hiroko (2006), Khả sử dụng B Subtilis CN2 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 Tô Phước Hải, Văng Văn Khoa, Trịnh Phát, Đỗ Hoàng Tuấn Trung, Đặng Hoàng Tuấn (2001), Ô nhiễm môi trường nước; Đại học An Giang 10 Nguyễn Thị Mỹ Hương (2007), Phân lập tuyển chọn nghiên cứu đặc tính chủng vi khuẩn có khả phân huỷ phốt khó tan chủng vi khuẩn có khả tích luỹ phốt pho, Đồ án tốt nghiệp 11 Đỗ Thị Huyền, Nguyễn Xuân Nguyên, Phạm Hồng Hải, (1998), Quản lý nước thải Thành phố, trang 246 253 12 Vũ Thị Lý (2005), Giải pháp xử lý nước hồ công nghệ sinh họcEM; www.nea.gov.vn Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học 89 Phạm Mai Hương 13 Châu Văn Minh, Nguyễn Kiên Cường, Nguyễn Thị Phương Thảo (2005), Ô nhiễm nguồn nước Hà nội; Http://www.cimsi.org.vn/ 14 Kiều Minh Nước thải chảy tràn đô thị http://www.nea.gov.vn/ 15 Trần Văn Nhân, Trần Hiếu Nhuệ, (1997), Giám sát ô nhiễm môi trường, phần 2: ô nhiễm nước xử lý nước thải 16 Lương Đức Phẩm (2000), Công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học NXB Giáo dục 17 Nguyễn Hữu Phú (2001) Cơ sở lý thuyết công nghệ xử lý nước thải tự nhiên NXB Khoa học Kỹ Thuật 18 Nguyễn Thị Thanh, Trần Liên Hà (2006), Phân lập chủng vi khuẩn phản nitrat hoá với mục tiêu ứng dụng xử lý nước hồô nhiễmTuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 20; Trường Đại Học Bách Khoa Hà nội, pp 243- 246 19 Trần Linh Thước (2003) Phương pháp phân tÝch vi sinh vËt n­íc, thùc phÈm vµ mü phẩm NXB Giáo dục 20 Lâm Minh Triết (1995) Đề tài KT 02 : Phát triển công nghiệp công nghệ môi trường Việt Nam Nhà xuất Hà nội 21 Trần Cẩm Vân (1998) Giáo trình vi sinh vật học môi trường Đại học khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà nội 22 Tạp chí thông tin môi trường (số năm 2003), Một số thông tin tiêu chuẩn cấp thoát nước môi trường nước, trang 15 21 Tài liÖu tiÕng Anh 23 Astrid A Van de Graaf et al (1995), Anaerobic Oxidation of Ammonium Is a Biologically Mediated Process, Applied and Environmental Microbiology, pp 1246-1251 24 Bond, P L., R Erhart, M Wagner, J Keller, and L L Blackall 1999 The identification of some of the major groups of bacteria in efficient and nonefficient biological phosphorus removal activated sludge systems Appl Environ Microbiol 65:4077-4084 25 Brodisch Keu and Joyner SJ (1983) The role of microorganisms other than Acinetobacter in biological phosphate removal in activated sludge process Water Sci Technol 15 117-125 Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học 90 Phạm Mai Hương 26 Bliss Barnes (1983), Nitrifying bacteria facts Microbial Ecology 43, pp 154-167 27 B Thomas (1994), Biology of micro – organisms Englewood Cliffts, New Jersey, pp 738 – 740 28 Carpenter, S.R., N.F Caraco, and V.H Smith (1998) Nonpoint pollution of surface waters with phosphorus and nitrogen Ecological Applications 8:559-568 29 C.E.F.I.G.R.E (1989) International training centre for water resources management – France, Sewage treatment plants management and maintenance, pp 116 – 127 30 E.D Schroeder (1977), Water and Wastewater Engineering Treatment, pp 126 – 268 31 Eikelboo,DH (2000), Proces control of activated sludge plant by microscopic investigation, IWA Publishing – London 32 E.P.A (1985) Composting municipal wastewater sludge US – Environment Protection Agency Report No625/4-85-014.Cincinate 33 Franhlin L Burton (1991) Wastewater engineering : Treatment, Disposal and Reuse Metcalf & Eddy Inc pp 359 – 434 34 Franklin L Burton & George Tchobanglous (1991) Wastewater engineering, pp 118 – 246 35 Folasade M, Olajuyigbe, Joshua O, Ajele (2005), Production dynamics of extracellular protease from Baccillus species, African Journal of Biotechnology, Vol (8), pp 776-779 36 Folasade M, Olajuyigbe, Joshua O, Ajele (2005), Production dynamics of extracellular protease from Baccillus species, African Journal of Biotechnology, Vol (8), pp 776-779 37 Grady et al (1999); Sources of Nitrogen to the Chesapeake Bay; www.deq.state.va.us/wastewater/douments/LoveNRemovalTechnologie s.pdf 38 Gaus, A.C and Gaind, S (1983) Microbial solubilization of phosphates with particular reference to iron and aluminium phosphate Science Culture 49, pp 110-112 Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học 91 Phạm Mai Hương 39 Hanada, S., Liu, W.-T., Shintani, T., Kamagata, Y., and Nakamura, K (2002) Tetrasphaera elongata sp Nov., a polyphosphate accumulating bacterium isolated from activated sludge Int J Syst Evol Microbiol, pp 883-887 40 Harold J Benson (2002), Microbiology Application, 8ths; McGraw Hill, NewYork Harold J Benson (2002), Microbiology Application, 8ths; McGraw Hill, NewYork 41 Hesham M A El-Komy, (November 22, 2004), Coimmobilization of Azospirillum lipoferum and Bacillus megaterium for Successful Phosphorus and Nitrogen Nutrition of Wheat Plants Department of Botany, Faculty of Science, El-Minia University, 61519 El-Minia, Egypt 42 Hesselmann, R P X., Werlen, C., Hahn, D., van der Meer, J R., and Zehnder, A J B (1999) Enrichment, phylogenetic analysis and detection of a bacterium that performs enhanced biological phosphate removal in activated sludge Syst Appl Microbiol., 22, 454-465 43 Henze M., Harramoes P., Jansen J.C., Arvin E (1996), Wastewater treatment – Biological and chemical process, Springger – Verlag, Berlin 44 Honrad Egli, Urs Fanger, Pedro J.J Alvarez (2001), Enrichment and characterization of an anammox bacterium from a rotating biological contactor freating ammonium-rich leachate; Arch Microbiol 175, pp 198- 207 45 H Lemmer, A Zaglouer and G Metzener, (1997), Denitrification in a methanol – fed fixed bed reactor Part 1: Physico – Chemical and Biological Characterisation Wat Res 46 Ingemar Ahlgren et al (1994), Nitrogen Budgets in relation to Microbial transformations in lakes, Ambio, Vol.23, No.6 47 Ingo Schmidt, Olav Sliekers, Markus Schmid, Irina Cirpus, Marc Strous, Eberhard Bock, J.Gijs Kuenen, Mike S.M Jetten (2002), Aerobic and anaerobic ammonia oxidizing bacteria – competitors or natural partners? Microbiology Ecology, Volume 39, page 175 48 Ingo Schmidt, Cristian Hermelink, Katinka van de Pas-Schoonen, Marc Strous, Huub J op den Camp, J Gijs Kuenen, and Mike S M Jetten Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học 92 Phạm Mai Hương (2002), Anaerobic Ammonia Oxidation in the Presence of Nitrogen Oxides (NO x ) by Two Different Lithotrophs; Applied and Environmental Microbiology Vol 68, No 11, p 5351-5357 49 Impact.W (May 1993), Biologycal Water Quality Enhancer , USA Environment Dynamic Inc, Rockbridge county VA 50 Iwahori K., Tattuda S., Yamakawa K., Fujita M (1995), Parametter Fitting and Model Simulation of Starch Wastewater treatment Using fungi pellets, Japanese J Wat Treat Biol., pp 43 – 50 51 Jetten et al (1997), Novel principles in the microbial conversion of nitrogen compounds; Antonie van Leeuwenhoek 71, pp 75-93 Jetten et al (1997), Novel principles in the microbial conversion of nitrogen compounds; Antonie van Leeuwenhoek 71, pp 75-93 52 Jetten et al (1999), The anaerobic oxidation of ammonium, FEMS, Microbiology Reviews Vol 22, pp 421-437 53 Jetten et al (2001), Microbiology and application of the anaerobic ammonium oxidation (anammox) process; Environmental Biotechnology 12, pp 283-288 54 Jos Schalk, Simon de Vries, J Gijs Kuenen, and Mike S M Jetten (2000), Involvement of a Novel Hydroxylamine Oxidoreductase in Anaerobic Ammonium Oxidation; Biochemistry 39, pp 5405-5412 55 J G Kuenen and M.S.M Jetten (2001), Extraordinary Anaerobic Ammonium-Oxidizing Bacteria; ASM News Vol 67, No 9, pp 456463 56 J.H.Wang, B.C.Baltzis and G.A.Lewandoski (1995), Fudamental Denitrification Kinetic Studies with Pseudomonas denitrificans; Biotech Bioeng Vol.47, pp 26-41 57 J R Danalewich, T.G Papagiannis, R.L Belyea, M E Tionbleson and L Raskin, (1998), Characterization of dairy waste streams, current treatment practices, and potential for biological nutrient removal, pp 3555 – 3568 58 Kai Neilson and D.W Smith (2005), Ozon- enhanced electroflocculation in municipal wastewater treament Environment Engineering Science No.4, pp 65- 75 Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học 93 Phạm Mai Hương 59 Kapoor K., (1996), Phosphate mobilization through soil microorganisms, plant – microbe interaction in sustainable agriculture, pp 124 – 315 60 Linping Kuai and Willy Verstraete (1998), Ammonium Removal by the Oxygen-Limited Autotrophic Nitrification-Denitrification Svstem; Applied and Environmental Microbiology, Vol 64, > No.11, pp 45004506 61 LOTTER LH (1985) The role of bacteria phosphate metabolism in enhanced phosphorus removal from the activated sludge process Water Sci Technol pp 127-138 62 Marc Sttrous, Eric van Gerven, J Gijs Kuenen, and Mike Jetten (1997), Effects of Aerobic and Microaerobic Conditions on Anaerobic Ammonium-Oxidizinq (Anammox) Sludge; Applied and Environmental Microbiology,Vol 63, No 6, pp 2446-2448 63 Marcos Von Sperling (1999), Performance evaluation and mathematical modelling of Coliform die – off in tropical and subtropical waster stabilization ponds, Wat Res Vol 33 No pp 1435 – 1448 64 Metcalf and Eddy (1991), ammonia and phosphorus removal in municipal wastewater treatment plant with extended aeration; the Int J Vol.1 No1 Metcalf and Eddy (1991), ammonia and phosphorus removal in municipal wastewater treatment plant with extended aeration; the Int J Vol.1 No1 65 Mogens Henze, Poul Haremoes, Jes la Jansen, Erik Arvin (1995), Wastewater treatment;Spring- Verlag Berlin Heidelberg, Germany 66 M Sidat, F Bux and HC Kasan, Polyphosphate accumulation by bacteria isolated from activated sludge, Center for Water and Wastewater Research, Technikon Natal, PO Box 953, Durban 4000, South Africa 67 Mike O’Neill and Nigel J.Horan (1995), Achieving simutaneos nitrification and denitrification of wastewaters at reduced cost; Wat.Sci.Tech Vol.32, No.9- 10, pp 303- 312 68 Pareek, R.P and Gaur, A.C (1973) Release of phosphate from tricalcium phosphate by organic acid Current science 42, 278-279 Trường đại học Bách khoa Hà nội CNSH 2005 - 2007 Luận văn Thạc sỹ khoa học 94 Phạm Mai Hương 69 Ralf Rabus et al (1996), Utilization of Alkylbenzenes during anaerobic growth of pure cultures of denitrification bacteria on crude oil; Applied and environmental microbiology, Vol.62, No.4, pp1238- 1241 70 Schimidt & E Bock (1998), Anaerobic ammonia oxidation by cellfree extracts of Nitrosomonas eutropha; Antonie van Leeuwenhoek 73, pp 271-278 71 Schmidt et al (2002), Aerobic and anaerobic ammonia oxidizing bacteria - competitors or natural partners?; FEMS Microbiology Ecology 39, pp 175-181 72 S Okabe, Y.Oozawa, K.Hirata and Watanabe (1996), Relationship between population dynamics of nitrifiers in bi ofilms and reactor performance at various C:N ratios; Wat.Res Vol.30, No.7, pp 15631572 73 Smith, V.H.; G.D Tilman, and J.C Nekola (1999) "Eutrophication: impacts of excess nutrient inputs on freshwater, marine, and terrestrial ecosystems" Environmental Pollution 100: 179-196 74 Standard Methods of Water and Wastewater Analysis, (1986), Americal public health association, New York 75 Standard Methods for examination of Water and Wastewater 76 Ubukata, Y And Takii, S (1994) Introduction ability of excess phosphate accumulation for phosphate removing bacteria Water Res., 28, 247-249 77 Cleaning & Wastewater http://www.bio-cat.com/ 78 Determination of nitrate in precipitation; http://www.nilu.no 79 Roetech104 http://www.roebictechnologyinc.com/ 80 Search for products by: clear pond products http://www.pet-dog-catsupply-store.com/ 81 http://www.Sawura com Trường đại học Bách khoa Hµ néi – CNSH 2005 - 2007 ... góp phần nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học để giảm thiểu ô nhiễm, làm nâng cao chất lượng nước sông, hồ Chúng tiến hành đề tài Nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học để xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm với... chọn chủng để tạo chế phẩm sinh học xử lý nước hồ thích hợp.(1) 1.3.5.2 Lựa chọn chất mang để tạo chế phẩm sinh học xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm Việc dùng chế phẩm vi sinh vật dạng khô thuận lợi... sinh học để xử lý nước sông, hồ bị ô nhiễm - Xác định điều kiện bảo quản chế phẩm - Thử nghiệm khả xử lý nước hồ Kim Liên, nước hồ Văn nước sông Kim Ngưu chế phẩm sinh học tự tạo quy mô phòng thí