Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm vi hóa sinh ứng dụng trong công nghệ môi trường nguyễn thị sơn, trần lệ minh

NG U Y ỄN TH Ị SƠ N - TRAN l ệ m i n h TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM VI - HỐ SINH ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG ÌĨA ỈĨ 3000025634 XUẤT BẢN BÁCH NỘI PG S TS NGUYỄN T H Ị SƠN - THS TRẦN LỆ M IN H TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM VI - HĨA SINH ỨNG DỤNG TRONG CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA - HÀ NỘI Mã số: 285-2008/CXB/03-57/BKHN LỜI MỞ ĐẦU “Tài liệu thi nghiệm Vì - Hóa sinh ứng dụng công nghệ môi trường” biên soạn phù hợp với nội dung môn học tương ứng chương trình khung Bộ Giáo dục Đào tạo thông qua cho ngành Kỹ thuật môi trường Tài liệu sử dụng hướng dẫn thực hành cho sinh viên đại học học viên cao học ngành kỹ thuật môi trường Tài liệu biên soạn gồm phần bàn Thí nghiệm Hóa sinh ứng dụng cơng nghệ mơi trường Thí nghiệm Vi sinh ứng dụng công nghệ môi trường Thí nghiệm chuyên đề Xử lý sinh học nước thải Phụ lục giới thiệu số dụng cụ, thiết bị cần thiết phục vụ cho thí nghiệm (hiện có Viện Khoa học cơng nghệ mơi trường - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) Nội dung tài liệu viết nhằm củng cố phần lý thuyết hai mơn học: - Hóa sinh ứng dụng cơng nghệ mơi trường - Ví sinh ứng dụng công nghệ môi trường đồng thời cung cấp cho sinh viên số kỹ thực hành nghiên cứu vi sinh vật phương pháp phân tích số tiêu sinh học quan trọng xử lý đánh giá chất lượng mơi trường Phần thí nghiệm chuyên đề giúp sinh viên bước đầu làm quen với phương pháp xử lý sinh học Trên sở vận hành, phân tích tính tốn thơng số kỹ thuât thu được, sinh viên đánh xử lý cô phát sinh trình vận hành hệ thống xử lý sinh học nước thải Chúng hy vọng sách dùng làm tài liệu tham khảo bổ ích cho công tác đào tạo nghiên cứu lĩnh vực công nghệ sinh học môi trường cho cán kỹ thuật ngành liên quan Do biên soạn lần đầu, tài liệu không tránh khỏi cịn thiếu sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc đồng nghiệp để bổ sung chinh sửa tài liệu tái Các tác giả PHẦN I HĨA SINH ỨNG DỤNG TRONG CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG 1.1 NUÔI CÁY VI SINH VẬT THU CHÉ PHẨM ENZYM VÀ XÁC ĐỊNH HOẠT LỰC ENZYM TỪ VI SINH VẬT Tế bào vi sinh vật nhỏ bé trao đổi chất không ngừng Sự sống vi sinh vật đặc trưng hàng loạt phản ứng chuyển hoá vật chất, có phản ứng thực tể khơng xảy ống nghiệm ỏ' điều kiện bình thường tế bào vi sinh vật phản ứng xảy với tốc độ nhanh gấp hàng triệu lần nhờ chất xúc tác đặc biệt: chất xúc tác sinh học hay gọi Enzym 1.1.1 Đặc trưng số Enzym ứng dụng công nghệ môi trường I/Những đặc trưng Enzym từ vi sinh vật Hệ Enzym cùa vi sinh vật đa dạng, phong phú Từ vi sinh vật thu nhiều Enzym khác nhau, có Enzym chi cỏ vi sinh vật zenlulaza, razemaza - Enzym từ vi sinh vật có hoạt lực cao hon Enzym tưong tự ỏ' động vật thực vật - Vi sinh vật nhạy cảm với môi trường nên thay đổi điều kiện sống tác động yếu tố khác nhau, thay đổi hệ Enzym hoạt lực Enzym cùa chúng Nhờ tạo Enzym theo yêu cầu với hoạt lực cao - So với sinh vật khác, vi sinh vật phát triển nhanh hơn, kích thước nhỏ hiệu suất sinh tổng hợp Enzym tỷ lệ Enzym tế bào tương đối lớn nên hiệu suất thu hịi Enzym cao, quy trình sản xuất đơn giản - Nguyên liệu sử dụng nuôi cấy vi sinh vật để thu Enzym rẻ tiền, dễ kiếm, thường loại phụ phàm, phế liệu Do đó, giá thành Enzym từ vi sinh vật thấp nhiều so với Enzym nguồn gốc động, thực vật /Một số Enzym ứng dụng rộng rãi công nghệ môi trường a/ Enzym Amylaza - Enzym Amylaza Enzym có ứng dụng rộng rãi Amylaza tên chung nhóm gồm Enzym có khả xúc tác thuỷ phân tinh bột thành dextrin, đường maltoza glucoza a - amylaza, ß - amylaza, glucoamylaza, dextrinaza - Amylaza có số nấm mốc: + Aspergillus: Asp oryzae, Asp usami, Asp niger, Asp awamori + Rhizopus: Rh delemar Rh japonium + Mucor: M rouxii Nấm men có khả tổng hợp Amylaza: + Endomycopsis: E fỵbuliger, E species + Endomyces: Endomyces spc Vi khuẩn có khả tổng hợp Amylaza: + Bacillus: Bacillus subtilis Bac macerans + Vi khuẩn ưa nhiệt có hoạt lực amylaza mạnh: Bac diastilicus, Bac circulans Enzym Amylaza cịn có thực vật (hạt nảy mầm, thóc mầm, hạt malt khoai lang), động vật (nước bọt) b/ Enzym proteaza Proteaza có nhiều động, thực vật vi sinh vật Proteaza vi sinh vật tồn dạng nội bào ngoại bào, phân hủy liên kết peptit Proteaza có vi khuẩn, xạ khuẩn nấm mốc: • -Vi khuẩn tổng họp Proteaza: + Bacillus: Bac subtilis, Bac thermophilus + Clostridium: d o s t, perfringen, Clost histolyticum -Nấm mốc: + Aspergillus: Asp oryzae, Asp fumigatus, Asp flavus + Penicillum: Pen janthinellum Proteaza có thực vật (promelin dứa, papain quà đu đủ xanh ), động vật (tụy tạng, dày ) c / Enzym Pectinaza Pectin thành phần lóp gian bào có chức kết dính tế bào tạo thành mô thực vật Pectin thực chất axit Polygalacturonic đirợc tạo thành nhờ liên kết a - 1,4 - glycozit axit D - Galacturonic, gốc cacboxyl vị trí C6 metyl hóa Khi số lượng gốc cacboxyl metyl hóa vượt 75%, pectin trở nên bền, không tan gọi Protopectin Enzym thủy phân pectin thực chất gồm nhóm: Enzym thủy phân liên kết este (Esteraza) chuyển Pectin không tan thành pectin tan Enzym thủy phân liên kết a ,4 - glycozit (Depolymeraza) thủy phân pectin tan thành axit D - Galacturonic Enzym Pectinaza có ý nghĩa lớn công nghệ môi trường, đặc biệt xử lý chất thải rắn (sinh hoạt công nghiệp) có nguồn gốc thực vật vỏ quả, cuống rau, chất thải nông nghiệp (thân, lá, vỏ hạt ), chúng phân hủy pectin, giải phóng Xenllulo, giúp q trình chuyển hóa Xenllulo q trình vơ hóa xác thực vật xảy nhanh Pectinaza có vi sinh vật, Protopectinaza Hoạt lực Enzym Pectinaza xác định phương pháp đồng (Cu) pectat Vi sinh vật có khả tổng họp Pectinaza gồm nhiều lồi nấm sợi vi khuẩn Mơt số loài ký sinh thực vật, chúng phân giải pectin, phá hủy mô thực vật gây hư hỏng sản phẩm, chúng có nhiều đất (1 o tế bào/g đất) Các vi sinh vật cỏ thể xâm nhập vào khối rác thải thực vật trình thu gom, vận chuyển lầm thay đổi tính chất lý rác, gây khó khăn cho phân loại xử lý rác Một số chủng điển hình có hoạt lực Pectinaza: - Một số loại nấm đa bào Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum ký sinh hầu hết thảo mộc, Erwinia carotovora gây hư hỏng rau xà lách, carot, cần tây Enzym Pectinaza sản xuất nhờ Asp niger, Penicillum, Fusarium soỉani - Một số vi khuẩn có hoạt lực Pectinaza mạnh Bacillus macerans, Bacillus polymyxa\ số chủng Pseudomorm (Pseud fluorescens), nhiều vi khuẩn cỏ, số vi khuẩn ưa nhiệt thuộc nhóm Clostridum (Clost pectinovorun, Clost felsineun) d/ Enzym Zenlulaza Hệ Enzym zenlulaza gồm Enzym chủ yếu: Exo ß 1,4 - glucanaza Endoglucanaza Zenlobiaza thuỷ phân zenluloza thành đường glucoza Zenlulaza có xạ khuẩn, nấm mốc vi khuẩn: Nấm mốc: Trichodenna reesei Tri lignoran, Fusarium lini, Fus solani Xạ khuẩn: Streptomyces flagrogrisens Vi khuẩn: Clost thermicillum, Cellulomonas sp, Bacillus thermospoza spc Các Enzym nói có vai trị chất thải rắn giàu chất hữu CO' 1ÓT1 cơng nghệ xử lý nước thải Nhờ có hệ Enzym phong phú vi sinh vật, chất hữu Cơ dạng protein, gluxit, pectin zenlulo chuyển hố, góp phần ổn định chu trinh tuần hồn vật chất tự nhiên, đồng thịi góp phần làm mơi trường Các Enzym nói có vai trò lớn xử lý yểm - hiếu khí chất thải rắn, nước thải giàu chất hữu 1.1.2 Phương pháp nuôi cấy thu chế phẩm Enzym Các vi sinh vật sử dụng để thu Enzym gồm nhiều loại nấm mốc, nấm men, vi khuẩn xạ khuẩn phương pháp nuôi bề mặt nuôi chìm Như trình bày, nhiều vi sinh vật có khả tổng hợp Enzym, chí có vi sinh vật có khả tổng hợp Enzym khác mơi trường có chất khác Để thu Enzym từ vi sinh vật cần tiến hành nuôi cấy chúng Hầu hết vi sinh vật sinh tổng hợp Enzym điều kiện có oxy Vì vậy, ngun tắc có hai phương pháp ni cấy vi sinh vật thu Enzym là: - Nuôi cấy bề mặt - Nuôi cấy chim 1/Phương pháp nuôi bề mặt Phương pháp sử dụng chủ yếu với lồi nấm mốc, xạ khuẩn nấm men có khuẩn ty thật khuẩn ty giả Enzym tạo thành dạng Enzym nội bào a) Nguyên tắc: Tạo môi trường có bề mặt riêng lớn (có độ xốp cao) đủ dinh dưỡng cho hệ sợi nấm phát triển sinh tổng hợp Enzym b) Nguyên liệu yêu cầu đổi với môi trường sinh tổng hợp Enzym Một yếu tố ảnh hưởng định đến sinh trưởng, phát triển khả sinh tổng hợp Enzym vi sinh vật ià thành phần môi trường Môi trường dinh dưỡng phải đảm bào có đủ thành phần cần thiết có chứa c, N, H, o, nguyên tố khoáng đa lượng p, s, Ca, Mg, K số trường hợp cịn có số ngun tố vi lượng chất kích thích sinh trưởng sinh tổng hợp enzym axit amin, bazo pyrin (Adenin, Guanin), bazo Pyrimidin (Timin, Xytozin ) Trong thực tế, môi trường ni cấy bề mặt mơi trường tự nhiên môi trường bán tổng hợp Nguyên liệu để pha chế môi trường nuôi bề mặt cám gạo, cám lúa mi chúng khơng chứa chất hữu khác nguồn cung cấp c, N, mà chứa nhiều nguyên tố khoáng đa, vi lượng yếu tố sinh trưởng cần thiết cho phát triển sinh tổng họp Enzym axit amin, Vitamin Trong nuôi cấy vi sinh vật tổng họp, Enzym cần tác nhân điều hòa sinh tổng họp khác nhau, đặc biệt chất câm ứng, ví dụ để thu Amylaza cần tinh bột, dextrin; thu Proteaza peptit, protein; Pectinaza Hydratpectic, protopectin Xenllulaza Xenllulo, CMC (Cacboxyl Metyl Cenllulo) Trong thực tế sản xuất, để giảm giá thành sản phẩm, nguyên liệu thường sử dụng bột ngô, gelatin, bột carot, củ cải bột giấy hay CMC Trong trường hợp cần thiết bổ sung nguồn nitơ dạng hữu (bột khô lạc, khô đậu tương, sữa bột ) hay vô Amonsunphat (NH 4)2S 04 , NH 4NO ) Các nguyên tố khoáng, p s thành phần cấu trúc nhiều hợp chất quan trọng trao đổi chất vi sinh vật Nucleotit, Protein, Lipit phức tạp Vitamin bổ sung thêm dạng muối photphat (KH 2PO4, K2HPO4, ), muối sunphat (MgSƠ 4, (NH 4)2S04 ) Một nguyên liệu thiếu nuôi cấy bề mặt vật liệu làm tăng độ xốp, tăng bề mặt tiếp xúc cho mơi trường Nhờ vậy, oxy khơng khí khuyểch tán tốt vào môi trường giúp cho hệ sợi nấm, xạ khuẩn phát triển tốt, đồng môi trường, nâng cao hiệu quà sinh tổng họp Enzym c) Các bước tiến hành làm môi trường Phối trộn nguyên liệu: Thành phần môi trường nuôi bề mặt gồm: + Cám gạo: 35 - 40% + Trấu: 40 - 50% + N guyên liệu cảm ứng: 10% (bột ngô: 10 %, gelatin: 10 %, khô lạc: %, CMC: %, bột carot: 5%) - Môi trường dinh dưỡng cần có độ ẩm khoảng 65% Để tạo độ ẩm, sử dụng nước cất (trong phịng thí nghiệm), nước máy (trong sản xuất đại trà) bô sung vào môi trường trộn - Môi trường cần khử trùng nồi áp lực áp suất atm thời gian 30 phút Trường hợp cần bổ sung chất kích thích sinh trưởng dạng hữu axit amin, vitamin , nguyên liệu khử trùng riêng áp suất 0,5 atm 15 phút, sau bổ sung vào mơi trường - Sau khử trùng, mơi trường để nguội đến nhiệt độ thưịng d) Cấy nuôi vi sinh vật - Canh trường giống phải canh trường khiết dạng rắn lỏng - Với nấm mốc xạ khuẩn, canh trường thường dùng bào tử pha lỗng nước vơ trùng với tỷ lệ 1% - 1%0 - Sau cấy, canh trường nuôi trộn Nếu ni quy mơ lớn, mơi trưịng phân phối vào khay dàn ni với lóp dày không cm - Thời gian nuôi cấy thường từ 36 - 48 tùy thuộc thời gian tạo Enzym cùa loài vi sinh vật - Nhiệt độ nuôi cấy khoảng từ 28 - 30°c, độ ẩm: 58 - 60% Trong - đầu, bào tử trương nỏ' nảy mầm, nhiệt độ mơi trường ni biến động Từ 15 - 30 tiếp theo, hệ sợi nấm phát triển mạnh Quá trình hơ hấp giải phóng lượng nước làm cho nhiệt độ độ ẩm môi trường tăng Nếu lớp môi trường dày cần đảo trộn làm thống khí để cung cấp oxy giải nhiệt Q trình làm cho độ ẩm mơi trường giảm, canh trường tơi, xốp Chế phẩm Enzym thô thu có hệ sợi phát triển mạnh, đồng đều, tránh để bào tử phát triển Nếu nấm mốc già, hoạt lực Enzym giảm rõ rệt Tính tốn kết quả: r s _ (m2 -m ,).1 0 Q y ’ ® mỵ: Khối lượng chén cân có cặn, g mg Khối lượng chén chưa có cặn, g V: Thế tích mẫu lẩy để lọc, ml Định lượng axit tông - Lấy m ột lượng mẫu xác định ch o vào bình nón (V m) Thêm - giọt thị phenolphtalein, lắc - Đ em chuẩn đ ộ N aO H ,1 N - N gừ n g chuẩn độ ch o đến dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng bền khoảng 30 giây ngừng chuẩn độ - G hi kết thể tích N aO H 0,1 N dùng để chuẩn độ ( V n ) - Làm lần lấy giá trị trung bình Hàm lượng axit tổng tính theo cơng thức: Ar = — x ó x i o o o , mg / l Kư đó: V\: Thể tích NaOH 0, IN tiêu tổn chuẩn độ, ml VM: Thế tích mẫu lấy đế phân tích, ml 6: Đương lượng ỉ mỉ NaOH 0, ỈN quy axít axetic (CHị COOH) Chú ý: Nồng độ đương lượng NaOHphải chuẩn lọi hàng ngày dung dịch axit Oxalìc chuẩn H2C2O4 0, ỈN Định lượng axit bay Lấy thể tích mẫu xác định (khoảng 200 ml) vào bình chưng cất 500 ml Dùng khoảng 50 ml nước cất tráng bình đựng mẫu phễu (tráng nhiều lần với lượng nhỏ) Cho vài viên đá bọt vào bình cầu cấ t khoảng 40 phút tính từ sơi đến lượng dung dịch ngưng tụ thu khoảng 100 - 120 ml Chuẩn d ung dịch thu dung dịch NaO H 0,1N với chi thị phenolphtalein 129 Hàm lượng axit bay hai đưạc tính sau: Trường hạp khơng định mức lại: Ah = —— X X 1000 mg / ì VKi đó: v,\ì Thể tích mẫu đem chưng cất, mỉ VN: Thể tích NaOH0,ln dùng để chuẩn độ, mỉ Trường hạp định mức lại: AH = —— — VM X h đó: X c X X 1000 , mg/1 V\: Thể tích NaOH 0,ln chuẩn mẫu, mỉ VM: Thể tích mẫu đem chưng cất, mỉ c: Dung tích định mức, mỉ h: Dung tích mâu đem chuân, ml Xác định hàm tượng cácbon dioxyt (C02) Biogas thu chứa chủ yếu khí CH4 CO Các tạp chất khác N 2, H2S, NH'„ H2, chi chiếm khoảng - 2% a) Nguyên tắc Cacbon dioxyt tác dụng với Ba(OH )2 tạo thành kết tủa BaCC>3 C + B a (0 H )2 = B a ( C ) ị + H 20 Chuẩn Ba(OH)2 dứ axit oxalic với thị phênolphtalein Từ lượng Ba(OH)2 tiêu tốn tính lượng khí C có mẫu b) Chuẩn bị dung dịch thuốc thử - Dung dịch Baryt B a(0H )2.2H20 : 6,4 g BaCl2 : 0,32 g Pha nước cất hai lần đun sôi để nguội vừa đủ 1000 ml - Dung dịch axit oxalic Cân 0,56 g axit oxalic pha với nước cất vừa đủ 1000 mi (lm l dung dịch axít oxalic tương đương 0,1 ml CO 2) - Dung dịch phènoĩphtaỉein (0,1 % cồn 90°) 130 c) Cách tiến hành tính kết Cách tiến hành - Lấy mẫu biogas từ thiết bị UASB tủi chứa khí chuyên dụng để phân tích - Bình phản ứng thể tích 500 ml (sạch, khô) - Dùng pipet lấy 50 ml (v) dung dịch Baryt cho vào bình phản ứng - Dùng bơm hút chân khơng để loại hết khơng khí - Nạp biogas vào bình phản ứng - Thực trình hấp thụ thời gian h Chú ý: thời gian hấp thụ mầu cần lắc thường xuyên (15 phủt/lân) đẻ dam hào CƠ2 hâp phụ hoàn toàn Sau lấy 10 ml (a) cho vào bình nón, thêm giọt phênolphtalêin chuẩn lại băng dung dịch a\it oxalic đên mât màu hông Ghi lượng axit oxalic dùng Chuan mẫu trắng lấy 10 ml (a) dung dịch Baiyt Thêm giọt phênolphtalêin chuân lại với dung dịch axit oxalic ghi thê tích dung dịch axít oxalic dùng chuân mẫu trắng Tính kết Nống độ khí CƠ2 biogas tính %0 (ml/l) theo cơng thức sau: = ( j v - ^ o ,i,.io o o o (K -v ) đó: r Vo: thẻ tích khí dã lấy điều kiện tiêu chuẩn, ml V.' thè tích dung dịch baryt cho vào chai (50ml) a: thê tích dung dịch hấp thụ lấy phân tích (lOml) N: Thè tích dung dịch axit oxaỉic chuẩn mẫu trắng, mỉ n: Thế tích dung dịch axit oxalic chuẩn mẫu phân tích, mỉ III.2.4 Đánh giá kết - Lập bảng theo dõi vận hành sở đánh giá hiệu xử lý cùa thiết bị - Đánh giá số liệu thu được: + Hiệu khử COD, BOD5 + Giá trị TS thu + Tương tác hàm lượng axit bay axit tổng + Chất lượng biogas thu thông qua kết phân tích c o - Đánh giá hiệu tạo biogas - Tính tải trọng COD hệ thống 131 BẢNG THEO DÕI VẬN HÀNH BÉ UASB TT Thời gian lưu, ngày Lưu lượng nước, líưgiờ Nhiệt COD BOD5 mg/1 độ°c (%) Tải lượng (gCOD/ngày) Tk Vßiogas gCOD/l/ngày (Vngày) Hệ số tạo biogas 1/gCODcH Vào Ra Vào Ra Tk: Hiệu khử COD, % Tải trọng khối, g COD (BOD)/lít/ngày V biogas: Lượng biogas thu được, lít/ngày K: Hệ số tạo bìogas, ỉít/gCODcH C O D ch ' COD chuyển hóa Y cod : Y pH Vào Ra PHẢN IV PHỤ LỤC M ộ t số d ụ n g cụ , th iết bị p h ụ c vụ ch o thí n ghiệm H óa sinh , V i sinh thí nghiệm ch u y ên đ ề X lý n c thải b ằn g p h o n g p háp sinh học (hiện có Viện Khoa học công nghệ môi trường - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) IV.1 MỘT SÓ THIẾT BỊ s DỤNG TRONG THÍ NGHIỆM HĨA SINH ỨNG DỤNG TRONG MƠI TRƯỜNG Hệ thống thiết bị phân tích tổng nitơ phương pháp Kịeldahl (DK.6, UDK.126 UDK.l.32) VELP ítalia •Mảv so màu UV/vis (Lambda 35) Perkin Elmer Mỹ 133 Máy chiết Soxlet (Type S306AK), Gerhardt, Đức Thiết bị phân tích dầu nước (OCMA-350), Horiba, Nhật, May ly tarn cao toe Model: Mikro 22, Thiet bi li tam lanh, Universal 320R Hettich Dire (vnwx: 18000 vong phut) Hettich, Dire (vmax: 1500 vong /phut) May lac on nhiet 3031, GPL Due May lac on nhi^t GFL 1092, Due 10 -s- 250 vong/phut) (10 - 250 vong/phut) May lac Model K.S 260 control IKA Dire (0 -5 0 vong/phut) thong di?n di mao quan, G1602A, Agilent My 134 Máy khuấy từ gia nhiệt, Cimarec, Đức VI.2 Một số dụng cụ, thiết bị sử dụng thí nghiệm Vi sinh ứng dụng công nghệ môi trường Máy đo DO dê bàn, Orion Star Mỹ Kính hiến vi Nikon mắt có Camera chụp ánh Y S 100 Nhật 135 Máy đo pH để bàn (510A), Thermo, Mỹ Nồi trùng Hyrayama HV-50, HV1 ¡0, Hyrayama, Thiết bị nuôi cấy hiếu khí với hệ thống thiết bị phụ trợ BIOSTAT B B Braun Đức Thiết bị phân tích BOĐ OxiTop IS6-WTW, Dức Máy đếm khuẩn lạc BZG50, Cole - Parmer Mỹ Tủ cấy vô khuẩn (MCV-B91 IS), Sanyo, Nhật Buồng cấy vô khuẩn NU425400E Nuaira, Mỹ Tủ bảo quản mẫu (V: 700 lít), MEDIKA700; (V: 1500 lít), MEDIKA1400 Italia Thiết bị phân tích vi sinh nhanh truờng, Potalab Anh 136 ị Bế Aeroten duna tích 60 lít IV.3 Thiết bị sử dụng thí nghiệm chuyên đề Xử lý nước thải phương pháp sinh học Thiết bị xử lý yếm khí, Be UASB dung tích 38 lít Bổ UASB dung tích 100 lít BIOA/EV 350 lít, Electronicaveneta, Italia 137 Thiel bị lọc hút chân không, GAST, nniclcl D< )A - l>504 - B Mỹ Thiết bị đo pH, D O , đ ộ đục, độ muối, độ dần, nhiệt đô, WQC 22A, TOA, Nhật 138 Tu sin I ('(K i l l MMM Đức Tủ sấy chùn không VACUCELLI11 Dức Máy đo pH để bàn với điện cực ion chọn lọc MA235 Thụy Sỳ Thiết bị đông khô (10 cồng) Free Zone 4.5 - Labconco - Mỹ Thiết bị phàn tích nguyên tố c, H, N o s mẫu rắn lỏng (bán tự động) CE440 EA1 (Exeter Analytlcal Inc.) Mỹ 139 TÀI LIỆU THAM KHẢO Dickscheit, R und Janke, A handbuch der Mikrobiologischen Laboratoriunstechnik, Verlag Theodor Steinkopff, Dresden 3ed 1987 Mandelstam, J Biochemistry o f Bacterial Growth Blackwell Sei Publ., Oxford 3ed 1982 Rudolf, H Zur Ausscheidung von Glucoamylase durch Endormycopsis z allg Microbiologic, 10(5), 1975, 3 -3 Nguyễn Lân Dũng Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật tập II Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Eberspacher, Verlag, 1987 s Biochemisch - Microbiologisches Praktikum springer Sevlor, R.J Microbilogy o f activated sludge, 2001 Wilex, L Wastewater microbiology, 2001 APHA 2540D standard method for the examination o f water and wastewater, 19* Edit 1995 TC VN 6491 -1999 Định lượng COD K.2Cr207 môi trường acid 10 APHA 521 OB Định lượng BOD phương pháp pha lỗng 11 Tài liệu phân tích nội Trung tâm nghiên cứu môi trường Leipzig Cộng hòa liên bang Đức, 1976 140 MỤC LỤC Lời mở đầu PHẨN I HÓA SINH ỦNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG 1.1 NUÔI C Ẩ Y VI SINH VẬT THU CHẾ PHẢM ENZYM VÀ XÁC ĐỊNH HOẠT Lực ENZYM T Ừ VI SINH VẬT L1 Đặc trưng số Enzym ứng dụng công nghệ môi trường 1.1.2 Phương pháp nuôi cấy thu chế phẩm Enzym I 1.3 Xác định hoạt lực Enzym 1.2 ĐỊNH LƯỢNG ĐƯỜ NG KHỪ THEO LUFF - SCHOOL CẢI TIẾN 12 19 1.3 ĐỊNH LƯỢNG NITƠ AM IN BẰNG PHƯƠNG PHÁP LOWRY 20 1.4 ĐỊNH LƯỢNG TƠNG NITƯ BẰNG PHƯƠNG PHÁP KJELDAHL 22 1.4.1 Ngun tắc định lượng yêu cầu 1.4.2 Các bước tiến hành 23 23 1.5 ĐịNH LƯỢNG TÔNG PHOTPHO BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG 26 1.5.1 Nguyên tắc yêu cầu lấy mẫu 26 1.5.2 Hóa chất thiết bị 27 1.5.3 Các bước tiến hành 28 1.6 ĐỊNH LƯỢNG LIPIT BẰNG SOXHLET 30 1.6.1 Nguyên tắc 31 1.6.2 Hỏa chất thiết bị 31 1.6.3 Các bước tiến hành 32 PHÀN II VI SINH ỦNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ MỒI TRƯỜNG 34 11.1 PHÂN LẬP VÀ ĐỊNH LƯỢNG VI SINH VẬT 34 II 1.1 Môi trường dinh dưỡng 34 II 1.2 Phân lập vi sinh vật 42 II 1.3 Gieo cấy quan sát phát triển cùa vi sinh vật 46 II 1.4 Định lượng vi sinh vật 11.2 QUAN SÁT HÌNH THÁI VÀ s ự PHÁT TRIỂN CÙA VI SINH VẬT 141 47 56 11.2.1 Làm tiêu bàn nhuộm màu vi sinh vật 56 11.2.2 Quan sát hình thái vi sinh vật 61 II.3 PHÂN TÍCH COLIFORM VÀ ĐỊNH LƯỢNG E Coli TRONG NƯỚC THẢI 77 II.3.1 Phân tích Coliíịrm phương pháp nhiều ống với bảng chì số MPN 78 II.3.2 Định lượng E coli II.4 XÁC ĐỊNH NHU CÀU OXY SINH HÓA CỦA NƯỚC 11.4.1 Khái niệm BOD5 nguyên tắc xác định 80 107 107 11.4.2 Định lượng BOD5 phương pháp pha loãng (TCVN 6001-1995) 107 11.4.3 Xác định nhu cầu oxy hóa sinh hóa thiết bị Oxitop 109 PHẦN III THÍ NGHIỆM x LÝ NU'ỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC III XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG BÙN HOẠT TÍNH 113 113 III 1.1 Nguyên lý tác nhân sinh học xử lý nước thải bùn hoạt tính 114 III 1.2 Phần thực nghiệm 116 III 1.3 Phân tích đánh giá kết quà 118 III XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG THIẾT BỊ UASB THU BIOGAS 124 111.2.1 Nguyên tắc trình phân giải yếm khí tạo khí metan 124 111.2.2 Phần thực nghiệm 126 111.2.3 Phân tích đánh giá kết 128 111.2.4 Đánh giá kết quà 131 PHÀN IV - PHỤ LỤC 133 IV Một số thiết bị sử dụng thí nghiệm Hóa sinh ứng dụng mơi trường 133 VI.2 Một sổ dụng cụ, thiết bị sử dụng thí nghiệm Vi sinh ứng dụng cơng nghệ môi trường 135 IV.3 Thiết bị sử dụng thí nghiệm chuyên đề Xử lý nước thải phương pháp sinh học 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO 140 142 TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM VI - HĨA SINH ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NHÀ XƯẤT BẨN BÁCH KHOA - HÀ NỘI SỐ - ĐẠI CỔ VIỆT - HÀ NỘI ĐT: (043) 8684569; 22410605; 22410608; FAX: 043 8684570 Chịu trách nhiệm xuất bản: Giám đốc: LÊ CỘNG HOÀ Tổng biên tập: TỐNG ĐÌNH QUỲ Biên tập: PHẠM HỒNG QUYÊN C h ế bẩn: TRẦN HUONG LY Trình bày bia: TRẦN THỊ PHUONG In 500 khổ 16 X 24 cm, Xưởng in Tạp chí Tin học Đời sống Giấy phép xuất số: 285 - 2008/CXB/03 - 57/BKHN Cấp ngày 28 tháng 11 năm 2008 In xong nộp lưu chiểu tháng 12 năm 2008 ... sử dụng hướng dẫn thực hành cho sinh vi? ?n đại học học vi? ?n cao học ngành kỹ thuật môi trường Tài liệu biên soạn gồm phần bàn Thí nghiệm Hóa sinh ứng dụng cơng nghệ mơi trường Thí nghiệm Vi sinh. .. mơi trường - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) Nội dung tài liệu vi? ??t nhằm củng cố phần lý thuyết hai mơn học: - Hóa sinh ứng dụng cơng nghệ mơi trường - Ví sinh ứng dụng công nghệ môi trường đồng... khống khác hóa chất cần thiết Mơi trường rắn sử dụng phịng thí nghiệm, công nghiệp để nuôi cấy vi sinh vật thu chế phẩm sinh học / Một số môi trường thông dụng sử dụng công nghệ môi trường a)