Nghiên cứu khả năng xử lý thuốc nhuộm bằng biopolymer tách từ bùn thải sinh học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐINH XUÂN HOÀNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ THUỐC NHUỘM BẰNG BIOPOLYMER TÁCH TỪ BÙN THẢI SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI-NĂM 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐINH XUÂN HOÀNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ THUỐC NHUỘM BẰNG BIOPOLYMER TÁCH TỪ BÙN THẢI SINH HỌC Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 60520320 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN VIẾT HOÀNG PGS.TS TRẦN VĂN QUY HÀ NỘI-NĂM 2017 Mục lục Mục lục DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU Chương - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hợp chất polymer ngoại bào 1.1.1 Khái niệm hợp chất polymer ngoại bào 1.1.2 Đặc điểm thành phần polymer ngoại bào 1.1.3 Tính chất hợp chất polymer ngoại bào .4 1.1.4 Các phương phương pháp tách polymer ngoại bào 1.2 Tổng quan thuốc nhuộm 10 1.2.1 Thuốc nhuộm hoạt tính 12 1.2.2 Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm .13 1.3 Ứng dụng polymer ngoại bào xử lý thuốc nhuộm 18 Chương - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 21 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 21 2.1.1 Đối tượng 21 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 22 2.2 Đánh giá yếu tố ảnh hưởng tới hiệu xử lý thuốc nhuộm polymer ngoại bào 25 2.2.1 Đánh giá ảnh hưởng pH 25 2.2.2 Đánh giá ảnh hưởng thời gian phản ứng 26 2.2.3 Đánh giá ảnh hưởng cation 26 2.2.4 Đánh giá ảnh hưởng nồng độ polymer ngoại bào 27 2.2.5 Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ .27 2.3 Phương pháp phân tích 28 2.3.1 Phân tích khối lượng polymer ngoại bào 28 2.3.2 Phân tích hàm lượng protein, polysaccharide axit nucleic polymer ngoại bào 29 2.3.3 Đo độ đục 29 2.3.4 Đo phổ hồng ngoại 29 2.3.5 Phân tích nồng độ thuốc nhuộm 30 Chương - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Ảnh hưởng phương pháp tách tới khối lượng, chất lượng polymer ngoại bào 31 3.1.1 Hàm lượng polymer ngoại bào .31 3.1.2 Thành phần hóa học 34 3.1.3 Xác định nhóm chức .36 3.1.4 Hoạt tính tạo bơng polymer ngoại bào 39 3.2 Ảnh hưởng số yếu tố đến hiệu suất xử lý thuốc nhuộm polymer ngoại bào 43 3.2.1 Ảnh hưởng pH 43 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc 46 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ cation .46 3.2.4 Ảnh hưởng nồng độ polymer ngoại bào .47 3.3 Đường đẳng nhiệt hấp phụ thuốc nhuộm polymer ngoại bào 51 3.4 Áp dụng thử nghiệm xử lý nước thải thực tế 56 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC 66 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BTSH : Bùn thải sinh học DNA : Deoxyribonucleic acid EPS : Hợp chất polymer ngoại bào (Extracellular Polymeric Substances) EDTA : Ethylenediamine tetraacetic acid FA : Hoạt tính tạo bơng (Kaolin flocculation activity) (%) TSB : Tryptic Soy Broth PAC : Poly Aluminum Chloride q : Dung lượng hấp phụ thuốc nhuộm (mg/g; g/g) qmax : Dung lượng hấp phụ thuốc nhuộm cực đại (mg/g; g/g) H : Hiệu suất xử lý độ đục (%) XLNT : Xử lý nước thải VSV : Vi sinh vật DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học EPS .4 Bảng 1.2 Các phương pháp tách EPS Bảng 1.3 Chất lượng nước thải số nhà máy dệt nhuộm Hà Nội [4] .11 Bảng 1.4 Ưu điểm giới hạn số phương pháp xử lý màu thuốc nhuộm 17 Bảng 1.5 Một số nghiên cứu khả xử lý thuốc nhuộm EPS .19 Bảng 2.1 Danh sách thuốc nhuộm dược sử dụng thí nghiệm đánh giá khả loại màu thuốc nhuộm EPS .22 Bảng 3.1 Kết phân tích khối lượng, thành phần hóa học EPS tách phương pháp khác 31 Bảng 3.2 So sánh kết khối lượng EPS tách với nghiên cứu khác 34 Bảng 3.3 So sánh hoạt tính tạo bơng khối lượng với phương pháp khác 42 Bảng 3.4 Đánh giá hiệu xử lý màu thuốc nhuộm Yellow CL2R cation khác 47 Bảng 3.5 So sánh dung lượng hấp phụ EPS tách từ bùn thải phương pháp HCHO-NaOH với nghiên cứu khác 49 Bảng 3.6 Thơng số phương trình đẳng nhiệt Langmuir Freundlich 52 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Quy trình tách EPS theo phương pháp khác 22 Hình 3.1 So sánh thành phần hóa học EPS tách phương pháp khác với phương pháp ly tâm 36 Hình 3.2 Phổ IR EPS tách phương pháp khác 38 Hình 3.3 So sánh kết hoạt tính tạo phương pháp tách khác thể tích EPS .40 Hình 3.4 So sánh kết hoạt tính tạo bơng phương pháp tách khác khối lượng EPS tinh 41 Hình 3.5 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màu thuốc nhuộm Yellow CL2R, Blue CLBP Red CL5B EPS tách phương pháp HCHO kết hợp NaOH 45 Hình 3.6 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất xử lý thuốc nhuộm .46 Hình 3.7 Tương quan hàm lượng EPS sử dụng với hiệu suất xử lý thuốc nhuộm Yellow CL2R, Blue CLBP Red CL5B 50 Hình 3.8 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Blue CLBP theo phương trình Langmuir .53 Hình 3.9 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Blue CLBP theo phương trình Freundlich 53 Hình 3.10 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Yellow CL2R theo phương trình Langmuir .54 Hình 3.11 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Yellow CL2R theo phương trình Freundlich 54 Hình 3.12 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Red CL5B theo phương trình Langmuir .55 Hình 3.13 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Red CL5B theo phương trình Freundlich 55 Hình 3.14 Hình ảnh thử nghiệm xử lý nước thải thực tế 56 LỜI CẢM ƠN Trong khoảng thời gian học tập thực luận văn “Nghiên cứu khả xử lý thuốc nhuộm biopolymer tách từ bùn thải sinh học” Được tiếp xúc, học tập nâng cao kiến thức kỹ nghề nghiệp Qua em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Các thầy cô giáo khoa Môi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội TS.Nguyễn Viết Hồng, phó trưởng phịng Giải pháp Cơng nghệ Cải thiện Mơi trường – Viện Công nghệ Môi trường – Viện HLKH&CNVN tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ em trình thực luận văn PGS.TS.Trần Văn Quy, giảng viên khoa Môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội dành nhiều công sức, thời gian với tâm huyết để giúp đỡ em hoàn thành luận văn Phịng Giải pháp Cơng nghệ Cải thiện Mơi trường – Viện Công nghệ Môi trường tạo điều kiện hỗ trợ hạ tầng sở trình thực luận văn Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình ln động viên chỗ dựa vững cho em./ Hà Nội, 2017 Học viên Đinh Xuân Hoàng MỞ ĐẦU Bùn thải sinh học (BTSH) hệ thống xử lý nước thải (XLNT) có chứa lượng lớn hợp chất polymer sinh học (EPS - Extracellular polymeric substances) EPS liên kết với tế bào vi sinh vật (VSV) thông qua tương tác phức tạp để tạo thành cấu trúc mạng lưới rộng lớn EPS chất có phân tử lượng lớn sinh tổng hợp VSV [88] Các cơng trình nghiên cứu gần cho thấy EPS vật liệu tiềm để xử lý thuốc nhuộm nước thải ngành công nghiệp dệt [70] Khả hấp phụ sinh học EPS (chủ yếu heteropolysaccharides lipids) cho EPS có khối lượng phân tử cao chứa nhiều nhóm chức khác (ví dụ amino, carboxyl, hydroxyl, phosphate v.v…), tạo lực hấp dẫn thuốc nhuộm với EPS [14, 70, 78, 87] EPS đạt hiệu cao việc xử lý thuốc nhuộm bazơ (93%) [14] Tuy nhiên, khả ứng dụng EPS gặp nhiều rào cản chi phí sản xuất cao (chủ yếu chi phí mơi trường lên men tạo EPS), trì chủng giống sinh EPS phức tạp, điều kiện trình lên men ngặt nghèo không ổn định Do đó, nhiều nhà nghiên cứu tập trung vào hướng sử dụng nguồn chất thải, sản phẩm phụ để làm chất cho VSV tổng hợp EPS, nhờ đó, giảm thiểu chi phí nâng cao khả áp dụng thực tế EPS Các hệ thống XLNT phương pháp sinh học phát sinh lượng lớn bùn thải với thành phần tế bào VSV Lượng bùn dư trở thành gánh nặng cho doanh nghiệp không Việt Nam mà nước có kinh tế, khoa học kỹ thuật tiên tiến giới Theo cục bảo vệ môi trường Mỹ (US – EPA), chi phi xử lý bùn thải chiếm tới 50% chi phí vận hành hệ thống Ở Việt Nam, bùn thải chủ yếu xử lý ép, phơi khô, cách đổ bỏ hay chôn lấp, phần nhỏ sử dụng làm phân bón Do đó, bùn thải gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Mặc dù chất thải hệ thống xử lý BTSH lại có thành phần chủ yếu sinh khối VSV với hàm lượng chất hữu cơ, nitơ, phốt cao Do đó, nguồn hữu dinh dưỡng tận dụng tái sử dụng cho nhiều thông số qe Dung lượng hấp phụ cực đại EPS thuốc nhuộm Red CL5B có giá trị 952 mg/g Bảng 3.6 Thơng số phương trình đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Langmuir Thuốc nhuộm Freundlich qe (mg/g) KL (L/mg) R2 Kf (L/mg)1/n n R2 Blue CLBP 720 0,9353 12,17 2.09 0,9203 Yellow CL2R 502 0,9624 3,91 1,05 0,9524 Red CL5B 952 0,996 1,58 0,67 0,9924 Quá trình hấp phụ thuốc nhuộm EPS phù hợp với hai mơ hình đẳng nhiệt Langmuir Freundlich, cho thấy thuốc nhuộm hấp phụ đơn lớp vật liệu EPS hấp phụ điều kiện bề mặt vật liệu khơng đồng 52 Hình 3.8 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Blue CLBP theo phương trình Langmuir Hình 3.9 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Blue CLBP theo phương trình Freundlich 53 Hình 3.10 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Yellow CL2R theo phương trình Langmuir Hình 3.11 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Yellow CL2R theo phương trình Freundlich 54 Hình 3.12 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Red CL5B theo phương trình Langmuir Hình 3.13 Đường hấp phụ đẳng nhiệt EPS thuốc nhuộm Red CL5B theo phương trình Freundlich 55 3.4 Áp dụng thử nghiệm xử lý nước thải thực tế EPS tách phương pháp HCHO-NaOH sử dụng để xử lý nước thải Công ty dệt nhuộm Nam Định thể Hình 3.14 Trước xử lý Sau xử lý EPS Hình 3.14 Hình ảnh thử nghiệm xử lý nước thải thực tế Hiệu xử lý 98% Nước thải nhà máy trước sau xử lý EPS có độ màu tương ứng 106 mg/L 1.59 mg/L Kết thí nghiệm cho thấy khả xử lý thuốc nhuộm EPS, khả áp dụng để xử lý nước thải ngồi thực tế cịn nhiều hạn chế cho thấy vật liệu thân thiện nhiều tiềm 56 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN - Kết tách chiết EPS 10 phương pháp vật lý phương pháp hóa học khác thu lượng EPS định, từ 27 mg/L đến 7039 mg/L Hiệu tách phương pháp hóa học tốt so với phương pháp vật lý Trong đó, NaOH, H2SO4 HCl ba phương pháp tốt nhất, đạt tương ứng 5920 mg/L, 6604 mg/L 7039 mg/L - EPS tách phương pháp HCHO kết hợp với NaOH có khả xử lý tốt nhiều loại thuốc nhuộm khác Blue CLBP, Yellow CL2R Red CL5B với hiệu suất xử lý đạt tới 85 đến 99% - EPS thể khả xử lý thuốc nhuộm tốt khoảng pH axit (pH < 6) - Thời gian đạt phản ứng EPS thuốc nhuộm nhanh, cụ thể phút với thuốc nhuộm Blue CLBP, 60 phút với thuốc nhuộm Yellow CL2R Red CL5B - Al3+ cation có khả kết hợp tốt với EPS để tăng hiệu xử lý thuốc nhuộm - Nồng độ EPS phù hợp để xử lý thuốc nhuộm dao động từ 200 – 350 mg EPS/L - Ở điều kiện tối ưu, hiệu suất xử lý thuốc nhuộm Blue CLP, Yellow CL2R Red CL5B đạt 99%, 94% 85%, tương ứng Quá trình hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính Blue CLBP, Yellow CL2R Red CL5B EPS mơ tả theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir Freundlic Dung lượng hấp phụ thuốc nhuộm tính theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir thuốc nhuộm Blue CLP, Yellow CL2R Red CL5B 0,72 g/g, 0,5 g/g 0,95 g/g 57 KHUYẾN NGHỊ Nghiên cứu thử nghiệm trực tiếp khả áp dụng EPS nước thải dệt nhuộm lấy từ nhà máy khác Tối ưu hóa phương pháp tách nhiều yếu tố để thu EPS chất lượng tốt nhất, đem lại hiệu kinh tế cao nồng độ NaOH, nồng độ HCHO, nồng độ bùn, nhiệt độ, thời gian tách Nghiên cứu khả tuần hoàn, tái sử dụng hóa chất tách để nâng cao khả áp dụng phương pháp 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Mai Dương, Nguyễn Hải Vân, Nguyễn Thị Lan Anh, Phạm Tuấn Linh, Lê Thanh Sơn, Đặng Thị Cẩm Hà (2014), "Đánh giá bước đầu khả xử lý thuốc nhuộm EPS sinh chủng Bacillus sp.BES19 bùn thải", Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ 30(5S), tr 84-94 Nguyễn Mai Dương, Nguyễn Văn Huynh, Nguyễn Hải Vân, Đặng Thị Cẩm Hà (2016), "Loại màu thuốc nhuộm tổ hợp chất trợ keo tụ sinh học (EPS) laccase", Tạp chí hóa học ứng dụng 1(33), tr 14-21 Nguyễn Mai Dương, Lê Thị Hiền, Nguyễn Đăng Thắng, Đinh Thị Thu Hằng, Đặng Thị Cẩm Hà (2015), "Loại màu thuốc nhuộm laccase chủng nấm Coriolopsis sp FPT5 phân lập từ Phú Thọ", Tạp chí Cơng nghệ sinh học 13(2), tr 367-377 Hồng Khánh Nguyễn (2005), "Tăng cường lực bảo vệ môi trường cho số ngành công nghiệp trọng điểm Việt Nam", Viện Công nghệ Môi trường - Viện Hàn Lâm khoa học công nghệ Việt Nam Tiếng Anh Aboulhassan, M.A., et al (2006), "Improvement of paint effluents coagulation using natural and synthetic coagulant aids", Journal of Hazardous Materials 138(1), pp 40-45 Adewuyi, Y.G (2001), "Sonochemistry:  Environmental Science and Engineering Applications", Industrial & Engineering Chemistry Research 40(22), pp 4681-4715 Arslan-Alaton, I (2003), "A review of the effects of dye-assisting chemicals on advanced oxidation of reactive dyes in wastewater", Coloration Technology 119(6), pp 345-353 Arslan, I and Balcioglu, I A (2001), "Degradation of Remazol Black B dye and its simulated dyebath wastewater by advanced oxidation processes in heterogeneous and homogeneous media", Coloration Technology 117(1), pp 38-42 Barredo-Damas, S., et al (2006), "Study of the UF process as pretreatment of NF membranes for textile wastewater reuse", Desalination 200(1–3), pp 745747 10 Bezawada, J and et al, ( 2013), "Production of extracellular polymeric substances (EPS) by Serratia sp using wastewater sludge as raw material and flocculation activity of the EPS produced", Journal of environmental management 128, pp 83-91 59 11 Bhaskar, P and Bhosle., N.B (2006), " Bacterial extracellular polymeric substance (EPS): A carrier of heavy metals in the marine food-chain", Environment international 32(2), pp 191-198 12 Bhattacharyya, Krishna G and Sharma, Arunima (2004), "Azadirachta indica leaf powder as an effective biosorbent for dyes: a case study with aqueous Congo Red solutions", Journal of Environmental Management 71(3), pp 217-229 13 Brown, M.J and Lester, J.N (1980), "Comparison of bacterial extracellular polymer extraction methods", Applied and Environmental Microbiology 40(2), pp 179-185 14 Buthelezi, Simphiwe P (2008), "Application of Bacterial Bioflocculants for Wastewater and River Water Treatment" 15 Ciabatti, I., Tognotti, F., and Lombardi, L (2010), "Treatment and reuse of dyeing effluents by potassium ferrate", Desalination 250(1), pp 222-228 16 Coates, John (2000), "Interpretation of infrared spectra, a practical approach", Encyclopedia of analytical chemistry 17 Comte, S., G Guibaud, and M Baudu (2006), "Relations between extraction protocols for activated sludge extracellular polymeric substances (EPS) and EPS complexation properties: Part I Comparison of the efficiency of eight EPS extraction methods.", Enzyme and Microbial Technology 38(1), pp 237-245 18 D’Abzac, P and al., et (2010), "Extraction of extracellular polymeric substances (EPS) from anaerobic granular sludges: comparison of chemical and physical extraction protocols", Applied microbiology and biotechnology 85(5), pp 1589-1599 19 Dignac, M-F and eat (1998), "Chemical description of extracellular polymers: implication on activated sludge floc structure", Water Science and Technology 38(8-9), pp 45-53 20 Esparza-Soto, Mario and Westerhoff, Paul (2003), "Biosorption of humic and fulvic acids to live activated sludge biomass", Water research 37(10), pp 2301-2310 21 Feng, D L and Xu, S H (2008), "Characterization of bioflocculant MBF3-3 produced by an isolated Bacillus sp", World Journal of Microbiology and Biotechnology 24(9), p 1627 22 Flemming and H.-C (2009), Why Microorganisms live in biofilms and the problem of biofouling, Springer, Marine and industrial biofouling 23 Flemming, H and A Leis (2003.), "Sorption properties of biofilms Encyclopedia of environmental microbiology", John Wiley & Sons, Inc., New York, NY doi, 10, p 0471263397 60 24 Flemming, H.-C and etal (2000), " Physico-chemical properties of biofilms Biofilms: recent advances in their study and control.", Amsterdam: Harwood Academic Publishers, pp 19-34 25 Flemming, H and Wingender., J (2001), "Relevance of microbial extracellular polymeric substances (EPSs) Part I: Structural and ecological aspects.", Water Science & Technology(43), pp 1-8 26 Frølund, Bo, et al (1996), "Extraction of extracellular polymers from activated sludge using a cation exchange resin", Water research 30(8), pp 1749-1758 27 Fu, Y and Viraraghavan, T (2001), "Fungal decolorization of dye wastewaters: a review", Bioresource Technology 79(3), pp 251-262 28 Gao, B., Yue, Q., and Miao, J (2003), "Evaluation of polyaluminium ferric chloride (PAFC) as a composite coagulant for water and wastewater treatment", Water Sci Technol 47(1), pp 127-32 29 Gehrke, T and etal (1998), " Importance of extracellular polymeric substances from Thiobacillus ferrooxidans for bioleaching", Applied and Environmental Microbiology 64(7), pp 2743-2747 30 Goodwin, J and Forster, C (1985), " A further examination into the composition of activated sludge surfaces in relation to their settlement characteristics.", Water Research 19(4), pp 527-533 31 Guiné, V and et al (2006), "Zinc sorption to three gram-negative bacteria: Combined titration, modeling, and EXAFS study.", environmental science & technology 40(6), pp 1806-1813 32 Hai, F.I., Yamamoto, K., and Fukushi, K (2007), "Hybrid treatment systems for dye wastewater", Critical Reviews in Environmental Science and Technology 37(4), pp 315-377 33 Hao, O.J., Kim, H., and Chiang, P (2000), "Decolorization of Wastewater", Critical Reviews in Environmental Science and Technology 30(4), pp 449505 34 Ince, N H and Tezcanl, Gửkỗe (2001), "Reactive dyestuff degradation by combined sonolysis and ozonation", Dyes and Pigments 49(3), pp 145-153 35 Jorand, F, etal (1998), "Hydrophobic/hydrophilic properties of activated sludge exopolymeric substances", Water Science and Technology 37(4-5), pp 307315 36 Kiran, Ismail, etal (2006), "Biosorption kinetics and isotherm studies of Acid Red 57 by dried Cephalosporium aphidicola cells from aqueous solutions", Biochemical Engineering Journal 31(3), pp 197-203 37 Laspidou, C.S and Rittmann, B.E ( 2002), A unified theory for extracellular polymeric substances, soluble microbial products, and active and inert biomass., Water Research, 36(11) 38 Li, W., et al (2008), "Flocculation behavior and mechanism of an exopolysaccharide from the deep-sea psychrophilic bacterium 61 Pseudoalteromonas sp SM9913", Bioresource technology 99(15), pp 68936899 39 Lin, S.H and Peng, C.F (1996), "Continuous treatment of textile wastewater by combined coagulation, electrochemical oxidation and activated sludge", Water Research 30(3), pp 587-592 40 Liu, A and eat (2001), "Phenanthrene desorption from soil in the presence of bacterial extracellular polymer: observations and model predictions of dynamic beheavior", Water research 35(3), pp 835-843 41 Liu, Hong and Fang, Herbert HP (2002), "Extraction of extracellular polymeric substances (EPS) of sludges", Journal of biotechnology 95(3), pp 249-256 42 Liu, W, et al (2009), "Characterization of bioflocculants from biologically aerated filter backwashed sludge and its application in dying wastewater treatment", Bioresource technology 100(9), pp 2629-2632 43 Liu, Y, Lam, MC, and Fang, HH (2001), "Adsorption of heavy metals by EPS of activated sludge", Water Science and Technology 43(6), pp 59-66 44 Liu, Y and H-H, Fang (2003), "Influences of extracellular polymeric substances (EPS) on flocculation, settling, and dewatering of activated sludge" 45 Lowry, O.H and etal (1951), "Protein measurement with Folin-Phenol reagent", The Journal of Biological Chemistry 193, pp 265-275 46 M., D and etal (1956), "Colorimetric method for determination of sugars and related substances", Analytical Chemistry 28, pp 350-356 47 Mabinya and L.V., etal (2012), "Studies on bioflocculant production by Arthrobacter sp Raats, a freshwater bacteria isolated from Tyume River, South Africa", International journal of molecular sciences 13(1), pp 10541065 48 Marcucci, M., etal (2001), "Treatment and reuse of textile effluents based on new ultrafiltration and other membrane technologies", Desalination 138(1– 3), pp 75-82 49 Mayer, C and et al (1999), "The role of intermolecular interactions: studies on model systems for bacterial biofilms.", International journal of biological macromolecules, 26(1), pp 3-16 50 McKay, G., Porter, J F., and Prasad, G R (1999), "The Removal of Dye Colours from Aqueous Solutions by Adsorption on Low-cost Materials", Water, Air, and Soil Pollution 114(3-4), pp 423-438 51 Meriỗ, S., Kaptan, D., and Ölmez, T (2004), "Color and COD removal from wastewater containing Reactive Black using Fenton’s oxidation process", Chemosphere 54(3), pp 435-441 52 Merzouk, B., Madani, K., and Sekki, A (2010), "Using electrocoagulation– electroflotation technology to treat synthetic solution and textile wastewater, two case studies", Desalination 250(2), pp 573-577 62 53 Mohamed, R.M.S.R., et al (2014), "Colour removal of reactive dye from textile industrial ưastewater using different types of coagulants", Asian Journal of Applied Sciences 2(5), pp 650 - 657 54 More, T T., et al (2014), "Extracellular polymeric substances of bacteria and their potential environmental applications", Journal of environmental management 144, pp 1-25 55 More, T.T., et al (2012), "Surampalli, Bacterial polymer production using pretreated sludge as raw material and its flocculation and dewatering potential", Bioresource Technology, 121, pp 425-431 56 Murthy, Sudhir N and Novak, John T (1999), "Factors affecting floc properties during aerobic digestion: implications for dewatering", Water Environment Research 71(2), pp 197-202 57 Ncibi, Mohamed Chaker, Mahjoub, Borhane, and Seffen, Mongi (2007), "Kinetic and equilibrium studies of methylene blue biosorption by Posidonia oceanica (L.) fibres", Journal of Hazardous Materials 139(2), pp 280-285 58 Pan, L and eatl (2003), "Porous lanthanide-organic frameworks: synthesis, characterization, and unprecedented gas adsorption properties", Journal of the American Chemical Society 125(10), pp 3062-3067 59 Pan, X and et al, (2010), " A comparison of five extraction methods for extracellular polymeric substances (EPS) from biofilm by using threedimensional excitation-emission matrix (3DEEM) fluorescence spectroscopy", Water Sa 36(1), pp 111-116 60 Park, C and Novak, J.T (2007), "Characterization of activated sludge exocellular polymers using several cation-associated extraction methods", Water research 41(8), pp 1679-1688 61 Patil and S.V, et al (2011), "Studies on characterization of bioflocculant exopolysaccharide of Azotobacter indicus and its potential for wastewater treatment", Applied biochemistry and biotechnology 163(4), pp 463-472 62 Pere, J, et al (1993), "Characterization and dewatering of activated sludge from the pulp and paper industry", Water Science and Technology 28(1), pp 193201 63 Phalakornkule, C., et al (2010), "Electrocoagulation of blue reactive, red disperse and mixed dyes, and application in treating textile effluent", Journal of Environmental Management 91(4), pp 918-926 64 Robinson, T., et al (2001), "Remediation of dyes in textile effluent: a critical review on current treatment technologies with a proposed alternative", Bioresource Technology 77(3), pp 247-255 65 S, Comte., G, Guibaud., and M, Baudu (2007), "Effect of extraction method on EPS from activated sludge: an HPSEC investigation", Journal of hazardous materials 140(1), pp 129-137 63 66 Sandhya, S and Swaminathan, K (2006), "Kinetic analysis of treatment of textile wastewater in hybrid column upflow anaerobic fixed bed reactor", Chemical Engineering Journal 122(1–2), pp 87-92 67 Sesay, M L, Özcengiz, G, and Sanin, F D (2006), "Enzymatic extraction of activated sludge extracellular polymers and implications on bioflocculation", Water research 40(7), pp 1359-1366 68 Sheng, G-P, Yu, H-Q, and Li, X-Y (2010), "Extracellular polymeric substances (EPS) of microbial aggregates in biological wastewater treatment systems: a review", Biotechnology advances 28(6), pp 882-894 69 Slokar, Y.M and Marechal, A.M.L (1998), "Methods of decoloration of textile wastewaters", Dyes and Pigments 37(4), pp 335-356 70 Solís, Myrna, et al (2012), "Microbial decolouration of azo dyes: A review", Process Biochemistry 47(12), pp 1723-1748 71 Späth, R., Flemming, H C., and Wuertz, S (1998), "Sorption properties of biofilms", Water Science and Technology 37(4), pp 207-210 72 Subramanian, S Bala and etal (2010), "Extracellular polymeric substances (EPS) producing bacterial strains of municipal wastewater sludge: isolation, molecular identification, EPS characterization and performance for sludge settling and dewatering", Water research 44(7), pp 2253-2266 73 Sutherland, I.W (1994), " Structure-function relationships in microbial exopolysaccharides", Biotechnology advances 12(2), pp 393-448 74 Tan, I A W., Ahmad, A L., and Hameed, B H (2008), "Adsorption of basic dye on high-surface-area activated carbon prepared from coconut husk: Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies", Journal of Hazardous Materials 154(1–3), pp 337-346 75 Van, Nguyen Hai, et al (2015), "Extracellular polymeric substances production in sludge by bacteria isolated from Hanoi brewery", Tap Chi Sinh Hoc 36(3) 76 Vijayaraghavan, K and Yun, Yeoung-Sang (2007), "Utilization of fermentation waste (Corynebacterium glutamicum) for biosorption of Reactive Black from aqueous solution", Journal of Hazardous Materials 141(1), pp 45-52 77 Vijayaraghavan, K and Yun, Yeoung-Sang (2008), "Biosorption of C.I Reactive Black from aqueous solution using acid-treated biomass of brown seaweed Laminaria sp", Dyes and Pigments 76(3), pp 726-732 78 Wang, S.-G and al., et (2007), "Production of a novel bioflocculant by culture of Klebsiella mobilis using dairy wastewater", Biochemical engineering journal 36(2), pp 81-86 79 Wingender, Jost, Neu, Thomas R, and Flemming, Hans-Curt (1999), Microbial extracellular polymeric substances: characterization, structure and function, Springer Science & Business Media 64 80 Wingender, Jost, Neu, Thomas R., and Flemming, Hans-Curt (1999), "What are bacterial extracellular polymeric substances?", Microbial extracellular polymeric substances, Springer, pp 1-19 81 Wong and Y.-S., et al (2012), " Production of bioflocculant by Staphylococcus cohnii ssp from palm oil mill effluent (POME)", Water, Air, & Soil Pollution, 223(7), pp 3775-3781 82 Wu, J.-Y and Ye., H.-F (2007), "Characterization and flocculating properties of an extracellular biopolymer produced from a Bacillus subtilis DYU1 isolate", Process Biochemistry 42(7), pp 1114-1123 83 Yagub, M.T., et al (2014), "Dye and its removal from aqueous solution by adsorption: A review", Advances in Colloid and Interface Science 209, pp 172-184 84 Yang, Q and al., et (2012), "A novel bioflocculant produced by Klebsiella sp and its application to sludge dewatering", Water and Environment Journal 26(4), pp 560-566 85 Zhang, J., etal (2002), "Characterization of a bioflocculant produced by the marine myxobacterium Nannocystis sp NU-2", Applied microbiology and biotechnology 59(4-5), pp 517-522 86 Zhang, X and Bishop, P.L (2003), "Biodegradability of biofilm extracellular polymeric substances", Chemosphere 50(1), pp 63-69 87 Zhang, Z., et al (2009), "A novel biosorbent for dye removal: extracellular polymeric substance (EPS) of Proteus mirabilis TJ-1", J Hazard Mater 163(1), pp 279-284 88 Zhang, Zhi-qiang, et al (2007), "Production and application of a novel bioflocculant by multiple-microorganism consortia using brewery wastewater as carbon source", Journal of Environmental Sciences 19(6), pp 667-673 89 Zheng, Y and etal (2008), "Production and characteristics of a bioflocculant produced by Bacillus sp F19", Bioresource Technology 99(16), pp 76867691 90 Zümriye, Aksu and Sevilay, Tezer (2005), "Biosorption of reactive dyes on the green alga Chlorella vulgaris", Process Biochemistry 40(3–4), pp 13471361 65 PHỤ LỤC Hình ảnh thí nghiệm tách EPS từ bùn thải sinh học Hình ảnh thí nghiệm đánh giá hoạt tính tạo bơng với Cao lanh Hình ảnh thí nghiệm đánh giá khả xử lý thuốc nhuộm EPS 66 ... PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng EPS tách trực tiếp từ bùn thải sinh học phát sinh từ hệ thống XLNT sinh học a) Bùn thải Bùn thải sử dụng nghiên cứu lấy từ bể...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐINH XUÂN HOÀNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ THUỐC NHUỘM BẰNG BIOPOLYMER TÁCH TỪ BÙN THẢI SINH HỌC Chuyên ngành:... chọn thực đề tài ? ?Nghiên cứu khả xử lý thuốc nhuộm biopolymer tách từ bùn thải sinh học? ?? góp phần nâng cao giá trị BTSH thông qua việc tái sử dụng hướng tới kỹ thuật xử lý thuốc nhuộm thân thiện