Xử lý nước thải lang nghề sản xuất Bún

LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………….1PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU……………………….. ……. 21.1. Ô NHIỄM NƯỚC.……………………………………………………….2 1.1.1. Tình trạng ô nhiễm môi trường hiện nay tại Việt Nam……………31.1.2. Diễn biến ô nhiễm …………………………………………………..31.1.3. Ảnh hưởng của ô nhiễm nước…………………………………….41.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM NƯỚC……………………….51.2.1. Phương pháp cơ học…………………………………………………51.2.2.Phương pháp hoá lý và hoá học…………………………………….61.2.3. Phương pháp sinh học……………………………………………..61.2.3.1.Quá trình hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc……………………71.2.3.2. Quá trình yếm khí……………………………………………….91.3. VI SINH VẬT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI……………………………131.3.1. Vi khuẩn amon hoá. …………………………………………………131.3.2. Vi khuẩn nitrit hoá…………………………………………………..141.3.3. Vi khuẩn nitrat hoá…………………………………………………..141.3.4. Vi sinh vật chuyển hoá các hợp chất photpho………………………..151.3.5. Vi sinh vật có khả năng phân giải lipit………………………………15.1.4. Ô NHIỄM NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ……………………………………………..…………………………151.4.1. Ô nhiễm nước thải làng nghề ………………………………….…..151.4.2. Một số phương pháp xử lý nước thải làng nghề…………………….16PHẦN II. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……………………………………………………………….192.1. NGUYÊN LIỆU, HOÁ CHẤT VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM……192.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……………………………………….192.2.1. Phương pháp hoá học……………………………………………….192.2.1.1. Xác định nhu cầu oxy hoá học (COD)……………….…….192.2.1.2. Xác định nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5)…………………….202.2.1.3.Xác định thành phần Nitơ tổng ban đầu……………………202.2.1.4. Xác định Photpho tổng………………….………………….202.2.2. Phương pháp hoá lý………………………………………………….212.2.2.1. Xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng của nước thải……….212.2.2.2. Khảo sát sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình xử lý nước thải..212.2.2.3. Khảo sát sự thay đổi pH trong quá trình xử lý nước thải……212.2.3. Phương pháp sinh học………………………………………………..212.2.3.1. Phân lập vi sinh vật trên môi trường đặc......................……..212.2.3.2. Phương pháp thu nhận sinh khối...........................................22PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................233.1. TÌM HIỂU TÌNH TRẠNG Ô NHIỄM CỦA LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT BÚN..................................................................................................233.1.1.Qui trình sản xuất bún trong làng nghề……………………….........243.1.2. Qui trình xử lý nước thải hiện có tại làng nghề...................................26 3.2. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC THẢILÀNG NGHỀ SẢN XUẤT BÚN………………………………….283.2.1. Nhiệt độ………………………………………………………..........283.2.2. pH……………………………………………………………..............283.2.3. Hàm lượng cặn lơ lửng………………………………………............283.2.4.Nhu cầu oxy hoá học COD…………………………………............293.2.5. Nhu cầu oxy hóa sinh học BOD5……………………………..........293.2.6. Nitơ tổng……………………………………………………….........293.2.7. Phospho tổng.……………………………………………….............293.3. TUYỂN CHỌN VI SINH VẬT CÓ HOẠT TÍNH ENZYM CAO...............303.4.1.Phân lập……………………………………………………….............303.3.2. Khảo sát khả năng tổng hợp enzyme…………………………...........383.3.3. Khảo sát sinh trưởng và phát triển của các chủng tuyển chọn............453.4. THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG CÁC VI SINH VẬT TUYỂN CHỌN VÀO XỬ LÝ NƯỚC THẢI…………………………………………….....................................493.4.1. Khảo sát khả năng thay đổi COD trong quá trình xử lý nước thải.....493.4.2. Khảo sát sự thay đổi pH trong quá trình xử lý nước thải ......….........523.4.3 Đề xuất qui trình xử lý………………………………………….........55PHẦN IV. KẾT LUẬN …………………………………………………….58

LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………… PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU……………………… …… 1.1 Ơ NHIỄM NƯỚC.…………………………………………………… … 1.1.1 Tình trạng ô nhiễm môi trường Việt Nam…………… 1.1.2 Diễn biến ô nhiễm ………………………………………………… 1.1.3 Ảnh hưởng ô nhiễm nước…………………………………… 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM NƯỚC……………………… 1.2.1 Phương pháp học………………………………………………… 1.2.2.Phương pháp hoá lý hoá học…………………………………… 1.2.3 Phương pháp sinh học………………………………………… … 1.2.3.1.Quá trình hiếu khí hiếu khí khơng bắt buộc…………………… 1.2.3.2 Q trình yếm khí……………………………………………… 1.3 VI SINH VẬT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI…………………………… 13 1.3.1 Vi khuẩn amon hoá ………………………………………………… 13 1.3.2 Vi khuẩn nitrit hoá………………………………………………… 14 1.3.3 Vi khuẩn nitrat hoá………………………………………………… 14 1.3.4 Vi sinh vật chuyển hoá hợp chất photpho……………………… 15 1.3.5 Vi sinh vật có khả phân giải lipit……………………………… 15 1.4 Ô NHIỄM NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ…………………………………………… ………………………… 15 1.4.1 Ô nhiễm nước thải làng nghề ………………………………… … 15 1.4.2 Một số phương pháp xử lý nước thải làng nghề…………………… 16 PHẦN II NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……………………………………………………………… 19 2.1 NGUN LIỆU, HỐ CHẤT VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM…… 19 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……………………………………… 19 2.2.1 Phương pháp hoá học………………………………………… …… 19 2.2.1.1 Xác định nhu cầu oxy hoá học (COD)……………… …… 19 2.2.1.2 Xác định nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5)…………………… 20 2.2.1.3.Xác định thành phần Nitơ tổng ban đầu……………… …… 20 2.2.1.4 Xác định Photpho tổng………………….………………… 20 2.2.2 Phương pháp hoá lý………………………………………………… 21 2.2.2.1 Xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng nước thải……… 21 2.2.2.2 Khảo sát thay đổi nhiệt độ trình xử lý nước thải 21 2.2.2.3 Khảo sát thay đổi pH trình xử lý nước thải…… 21 2.2.3 Phương pháp sinh học……………………………………………… 21 2.2.3.1 Phân lập vi sinh vật môi trường đặc …… 21 2.2.3.2 Phương pháp thu nhận sinh khối 22 PHẦN III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 3.1 TÌM HIỂU TÌNH TRẠNG Ơ NHIỄM CỦA LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT BÚN 23 3.1.1.Qui trình sản xuất bún làng nghề……………………… 24 3.1.2 Qui trình xử lý nước thải có làng nghề 26 3.2 XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT BÚN………………………………… 28 3.2.1 Nhiệt độ……………………………………………………… 28 3.2.2 pH…………………………………………………………… 28 3.2.3 Hàm lượng cặn lơ lửng……………………………………… 28 3.2.4.Nhu cầu oxy hoá học COD………………………………… 29 3.2.5 Nhu cầu oxy hóa sinh học BOD5…………………………… 29 3.2.6 Nitơ tổng……………………………………………………… 29 3.2.7 Phospho tổng ……………………………………………… 29 3.3 TUYỂN CHỌN VI SINH VẬT CĨ HOẠT TÍNH ENZYM CAO 30 3.4.1.Phân lập……………………………………………………… 30 3.3.2 Khảo sát khả tổng hợp enzyme………………………… 38 3.3.3 Khảo sát sinh trưởng phát triển chủng tuyển chọn 45 3.4 THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG CÁC VI SINH VẬT TUYỂN CHỌN VÀO XỬ LÝ NƯỚC THẢI…………………………………………… 49 3.4.1 Khảo sát khả thay đổi COD trình xử lý nước thải 49 3.4.2 Khảo sát thay đổi pH trình xử lý nước thải … 52 3.4.3 Đề xuất qui trình xử lý………………………………………… 55 PHẦN IV KẾT LUẬN …………………………………………………… 58 LỜI NÓI ĐẦU Chúng ta sống xã hội ngày đại Nhưng nằm bao vây kẻ thù, có kẻ thù ẩn hình khơng nhìn thấy Chúng sinh từ hoạt động, sinh hoạt hưởng thụ thân Xã hội ngày phát triển công nghiệp ngày đại hơn, điều đáng mừng Tuy nhiên, bên cạnh nhiễm mơi trường tự nhiên xã hội Nhưng đường tất yếu mà loài người phải qua Từ nhận thức hiểu biết mình, cần làm để công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp phát triển, đời sống ngày đại hơn, làm giảm đến mức thấp nguồn ô nhiễm môi trường Công nghiệp thực phẩm ngành công nghiệp cung cấp nguồn thực phẩm ăn ngon lạ cho người thưởng thức Thực phẩm đóng góp vào bữa ăn hàng ngày chúng ta, để có đủ lượng hoạt động Ở Việt Nam nói, bún ăn ngon nhiều người ưa thích, nên bún sản xuất nhiều nơi nước Trong công nghệ sản xuất bún, người ta sử dụng lượng nước lớn đồng thời thải môi trường lượng nước đáng kể Do vậy, nước thải không xử lý nguồn ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Là sinh viên ngành công nghệ sinh học, em muốn đóng góp phần nhỏ bé vào việc bảo vệ mơi trường ngày hơn, nên em chọn đề tài: “ Xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún” làm đề tài tốt nghiệp PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Ô NHIỄM NƯỚC ** Hiến chương châu Âu nước định nghĩa: “Ô nhiễm nước biến đổi nói chung người thay đổi chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước gây nguy hiểm cho người, công nghiệp, nông nghiệp, ni cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật ni lồi hoang dã” [5] Nước tự nhiên nước hình thành số lượng chất lượng ảnh hưởng trình tự nhiên, khơng có tác động người Do tác động người, nước tự nhiên bị nhiễm bẩn chất khác ,dẫn đến kết làm ảnh hưởng đến chất lượng Có nhiều nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước sau: - Do tự nhiên như: mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước chất thải bẩn, sinh vật vi sinh vật có hại, xác chết chúng - Do người: trình thải chất độc hại chủ yếu dạng lỏng chất thải hoạt động sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước - Do hoạt động sản xuất công nghiệp, xả vào môi trường lượng nước lớn mà chưa kịp thời xử lý chưa có cơng nghệ xử lý triệt để, làm môi trường thêm ô nhiễm ngày trầm trọng [15] ** Các khuynh hướng thay đổi chất lượng nước ảnh hưởng người bao gồm: -Giảm pH nước ô nhiễm H2SO4, HNO3 từ khí nước thải công nghiệp, tăng hàm lượng SO42- NO-3 nước - Tăng hàm lượng ion Ca, Mg, Si…trong nước ngầm nước sơng nước mưa hồ tan - Tăng hàm lượng ion kim loại nặng nước tự nhiên, trước hết Pb, Cd, Hg, Zn PO3-4, NO-3, NO-2… -Tăng hàm lượng muối nước bề mặt nước ngầm, chúng vào mơi trường nước nước thải, từ khí từ chất thải rắn -Tăng hàm lượng hợp chất hữu cơ, trước hết chất khó bị phân huỷ sinh học -Giảm nồng độ oxy hoà tan nước tự nhiên, trình oxy hố liên quan tới q trình phì dưỡng nguồn chứa nước -Giảm độ nước Tăng khả nguy hiểm ô nhiễm nước tự nhiên ngun tố phóng xạ [6] 1.1.1.Tình trạng nhiễm mơi trường Việt Nam Nền kinh tế nước ta đà phát triển mạnh mẽ, đường cơng nghiệp hóa, đại hóa, mang lại thành tựu to lớn, góp phần giải vấn đề xã hội như: xóa đói giảm nghèo, cơng ăn việc làm, củng cố an ninh quốc phòng Hiện nay, nước ta có nhiều thị phân bố khắp nước, nhiều khu công nghiệp mọc lên, trung tâm y tế, làng nghề sản xuất truyền thống Bên cạnh lợi ích đó, có nhiều bất cập tình trạng nhiễm mơi trường như: khí thải, rác thải đặc biệt nước thải ảnh hưởng đến đời sống xung quanh nhân dân vùng bên cạnh lân cận [15] 1.1.2 Diễn biến ô nhiễm Diễn biến ô nhiễm nguồn nước lục địa: Nước mặt: theo kết quan trắc cho thấy, chất lượng nước thượng lưu hầu hết sơng Việt Nam cịn tốt, mức độ ô nhiễm hạ lưu sông ngày tăng, ảnh hưởng đô thị sở công nghiệp Với chất ô nhiễm vượt mức cho phép lưu vực sơng như: + Hàm lượng BOD5 NH+4: vượt mức tiêu chuẩn cho phép 1,5÷3 lần + Hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) : vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép loại A từ 1,5÷2,5 lần + Một số thơng số khác: số điểm có dấu hiệu bị nhiễm kim loại nặng, coliform, hóa chất bảo vệ thực vật… + Trong khu vực nội thành thành phố lớn Hà Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phịng, Huế, Đà Nẵng hệ thống hồ, ao, kênh rạch, sông nhỏ biển nơi tiếp nhận vận chuyển nước thải khu công nghiệp, khu dân cư Hiện nay, hệ thống tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng vượt mức tiêu chuẩn cho phép 5÷10 lần (đối với tiêu chuẩn nguồn nước mặt loại B theo TCVN 5942-1995) - Diễn biến ô nhiễm nước đất: + Hiện tượng xâm nhập mặn: hầu đất vùng ven biển bị nhiễm mặn + Việc khai thác nước mức khơng có quy hoạch, làm cho mực nước đất bị hạ thấp [15] 1.1.3 Ảnh hưởng ô nhiễm nước - Tác động trực tiếp đến sức khỏe, nguyên nhân gây bệnh tiêu chảy (do virut, vi khuẩn), lỵ trực trùng, tả, thương hàn, viêm gan A, giun, sán - Làm cảnh quan, ảnh hưởng lâu dài đến kinh tế, phát triển du - Là nguyên nhân tình trạng thiếu nước sạch, ảnh hưởng lâu dài đến hệ lịch tương lai Những vấn đề trên, cho ta thấy tác hại vô khủng khiếp nguồn nước bị nhiễm Vì vậy, bối cảnh thành phố, khu công nghiệp, nhà máy, làng nghề truyền thống, khu dân cư cần phải xây dựng hệ thống xử lý nước có hiệu để mơi trường sống bền vững hơn, sức khỏe người ngày nâng cao [2] 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM NƯỚC Các loại nước thải chứa tạp chất gây nhiễm bẩn, có tính chất khác như: từ loại chất rắn không tan, đến loại chất khó tan hợp chất tan nước Xử lý nước thải loại bỏ tạp chất đó, làm lại nước đưa nước đổ vào nguồn đưa tái sử dụng Để đạt mục đích đó, thường dựa vào đặc điểm loại tạp chất để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp: Thơng thường có phương pháp xử lý sau: - Xử lý phương pháp học - Xử lý phương pháp hoá lý hoá học - Xử lý phương pháp sinh học - Xử lý kết hợp phương pháp khác 1.2.1 Phương pháp học Gồm trình, mà nước thải qua q trình khơng thay đổi tính chất hố học sinh học Xử lý học nhằm nâng cao chất lượng hiệu bước xử lý -Lưới chắn: ngăn chặn vật cứng, vật có kích thước lớn vào máy bơm -Lưới lọc: nằm sau chắn rác, để loại bỏ tạp chất rắn có kích cỡ nhỏ hơn, mịn ta đặt thêm lưới lọc Các vật thải giữ lại mặt lọc, phải cào lấy khỏi làm tắc dòng chảy -Bể lắng cát: dùng nguyên lý trọng lực, dòng nước thải cho chảy qua “bẫy cát” Bẫy cát loại bể, hố, giếng… cho nước chảy vào theo nhiều cách khác nhau: theo tiếp tuyến, theo dòng ngang, theo từ xuống, toả xung quanh Nước qua bể lắng tác dụng trọng lực, cát nặng lắng xuống đáy [5] 1.2.2 Phương pháp hoá lý hoá học Cơ sở phương pháp hoá học phản ứng hoá học, q trình hố lý diễn chất bẩn với hố chất cho thêm vào - Trung hồ: Vì nước thải thường có giá trị pH khác Muốn nước thải xử lý tốt phương pháp sinh học, phải tiến hành trung hoà điều chỉnh pH vùng 6,6÷7,6 thường dùng axit NaOH để điều chỉnh pH -Keo tụ: Trong trình lắng học tách hạt chất rắn huyền phù có kích thước ≥10-2mm, cịn hạt nhỏ dạng keo khơng thể lắng được, ta làm tăng kích cỡ hạt, nhờ tác dụng tương hỗ hạt phân tán liên kết vào tập hợp hạt để lắng -Tuyển nổi: nhằm tách chất lơ lửng không tan số chất keo hoà tan khỏi pha lỏng Phương pháp tuyển dựa nguyên tắc: phần tử phân tán nước có khả tự lắng kém, có khả kết dính vào bọt khí lên bề mặt nước Sau đó, người ta tách bọt khí phần tử dính khỏi nước Q trình thực hiện, nhờ thổi khơng khí thành bọt nhỏ vào nước thải Các bọt khí dính hạt lơ lửng lắng lên mặt nước -Trao đổi ion: Thực chất phương pháp trao đổi ion là, trình ion bề mặt chất rắn trao đổi với ion có điện tích nước thải tiếp xúc với [3] 1.2.3 Xử lý phương pháp sinh học Quá trình sinh học thường theo sau trình học, để loại bỏ chất hữu nước thải, nhờ hoạt động vi sinh vật Chủ yếu vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh, có nước thải Q trình hoạt động chúng cho kết là, chất hữu gây nhiễm bẩn khoáng hoá trở thành chất vơ cơ, chất khí đơn giản Mức độ phân huỷ thời gian phân huỷ phụ thuộc trước hết vào cấu tạo chất hữu cơ, độ hoà tan nước hàng loạt yếu tố ảnh hưởng khác Vi sinh vật có nước thải, sử dụng hợp chất hữu số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng tạo lượng Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng sinh sản, phát triển tăng số lượng tế bào, đồng thời làm chất hữu hoà tan hạt keo phân tán nhỏ nước thải Tuỳ theo nhóm vi khuẩn sử dụng hiếu khí hay yếm khí mà người ta thiết kế cơng trình khác Tuỳ theo khả tài chính, diện tích đất mà người ta dùng ao hồ có sẵn xây dựng bể nhân tạo để xử lý [3] 1.2.3.1.Q trình hiếu khí hiếu khí khơng bắt buộc (tuỳ nghi) Trong bể xử lý học, vi khuẩn đóng vai trị quan trọng hàng đầu, chịu trách nhiệm phân huỷ thành phần hữu nước thải Trong bể bùn hoạt tính phần chất thải hữu cơ, vi khuẩn hiếu khí vi khuẩn tuỳ nghi sử dụng để lấy lượng tổng hợp chất hữu cơ, lại để phát triển tạo thành tế bào vi khuẩn Các phương pháp hiếu khí dựa nguyên tắc là, vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu điều kiện có oxy hồ tan tạo thành H2O, khí CO2 số chất khác Ở điều kiện hiếu khí, NH4+ sử dụng nhờ q trình nitrat hố vi sinh vật tự dưỡng để cung cấp lượng: NH4+ + 2O2 vi sinh vật tự dưỡng NO3- + 2H+ + H2O + lượng Khi bể xử lý xây dựng xong đưa vào vận hành, vi khuẩn có sẵn nước thải bắt đầu phát triển theo chu kỳ phát triển vi khuẩn mẻ cấy vi khuẩn Trong thời gian đầu, để sớm đưa hệ thống xử lý vào hoạt động ổn định, dùng bùn bể xử lý hoạt động gần cho thêm vào bể hình thức cấy thêm vi khuẩn cho vào bể xử lý Chu kỳ phát triển vi khuẩn bao gồm giai đoạn: Hình 3.16 Thử khả thuỷ phân CMC chủng II Hình 3.17 Thử khả thuỷ phân CMC chủng III 44 Hình 3.18 Thử khả thuỷ phân CMC chủng V *Nhận xét: - Cả chủng mà chúng tơi phân lập có khả tổng hợp enzyme Cellulaza Nhưng khả tổng hợp enzyme Cellulaza chủng I, II, III, V mạnh chủng IV -Trong thời gian nuôi cấy tủ ấm, thấy rằng: thời gian nuôi 72h thời gian mà vịng thuỷ phân nhìn thấy rõ to nhất, điều chứng tỏ vi sinh vật tiết enzyme nhiều môi trường 3.3.3 Khảo sát sinh trưởng phát triển chủng tuyển chọn Sinh trưởng phát triển thuộc tính vi sinh vật, động vật thực vật Vi sinh vật sinh trưởng phát triển Khi nói đến sinh trưởng phát triển vi sinh vật, tức đề cập đến sinh 45 trưởng phát triển số lượng lớn tế bào, việc nghiên cứu cá thể tế bào vi sinh vật nhỏ khó khăn Sự phát triển vi sinh vật, môi trường đánh giá cách: đo độ hấp thụ ánh sáng bước sóng 620nm, đo cuvet có chiều dày 1cm máy so Từ số liệu đo máy, xây dựng đường cong sinh trưởng vi sinh vật Để thực khảo sát sinh trưởng phát triển chủng vi sinh vật tuyển chọn, thực nuôi cấy môi trường cao thịt – peptone lỏng (thành phần phụ lục 2) bình tam giác 250ml, với thể tích mơi trường bình 100ml Để biết chủng phân lập tuyển chọn chủng kỵ khí hay hiếu khí, chúng tơi tiến hành làm thí nghiệm song song nhau: + Thí nghiệm 1: Chúng tiến hành cấy giống từ ống nghiệm thạch nghiêng vào 10ml mơi trường, sau cấy sang 100ml nuôi điều kiện tĩnh, tức không cung cấp oxy +Thí nghiệm 2: Chúng tơi tiến hành cấy giống bảo quản tủ lạnh vào 10ml mơi trường Sau đó, cấy vào bình tam giác 250ml có chứa 100ml mơi trường đem ni máy lắc Mục đích việc ni máy lắc là, nhằm cung cấp oxy cho vi khuẩn hiếu khí hô hấp để sinh trưởng phát triển Khi cấy xong sau đồng hồ, tiến hành lấy mẫu nuôi: để yên lấy mẫu nuôi máy lắc để đo mật độ quang -Cách lấy mẫu để đo độ đục (được trình bày kỹ phụ lục 2) -Từ kết đo bảng 4.1 (phần phụ lục 4), xây dựng đồ thị động thái sinh trưởng phát triển chủng vi khuẩn mà phân lập, tuyển chọn đồ thị 3.1 bên nuôi điều kiện tĩnh 46 Đồ thị biểu diễn sinh trưởng phát triển vi sinh vật OD 1.4 1.2 Chủng I Chủng II 0.8 Chủng III Chủng IV 0.6 Chủng V 0.4 Thời gian (h) 0.2 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 Đồ thị 3.1 Động thái sinh trưởng phát triển chủng vi khuẩn phân lập, tuyển chọn điều kiện kỵ khí -Thí nghiệm 2: Chúng tơi tiến hành ni cấy máy lắc Sau nuôi đo mật độ quang máy so màu, kết bảng 4.2 (phần phụ lục 4), từ chúng tơi xây dựng đồ thị 3.2 bên 47 Đồ thi biểu diễn sinh trưởng phát triển vi sinh vật OD 1.8 Chủng I 1.6 Chủng II Chủng III 1.4 Chủng IV 1.2 Chủng V 0.8 0.6 0.4 thời gian (h) 0.2 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 Đồ thị 3.2 Động thái sinh trưởng phát triển chủng vi khuẩn phân lập tuyển chọn nuôi điều kiện hiếu khí Như ta biết, mật độ quang môi trường tỉ lệ thuận với lượng tế bào chứa mơi trường Sở dĩ giai đoạn phát triển logarit mật độ quang tăng là, giai đoạn biểu rõ nét tốc độ sinh sản vi khuẩn đạt cực đại Tế bào vừa sinh sản mạnh vừa tăng sinh khối Đến giai đoạn cân bằng, quần thể tế bào vi khuẩn trạng thái cân động học, số lượng tế bào sinh số lượng tế bào chết Như vậy, số lượng tế bào không tăng mà không giảm đi, nên mật độ quang không tăng Sang giai đoạn suy vong số lượng tế bào có khả sống giảm nhanh, nên giai đoạn mật độ quang dịch môi trường giảm Nguyên nhân giai đoạn do: +Môi trường cạn chất dinh dưỡng *Nhận xét: Từ đồ thị biểu diễn động thái sinh trưởng phát triển vi sinh vật trên, 48 chúng tơi nhận thấy rằng: Trong thí nghiệm 1, ni điều kiện tĩnh chủng I, II, III, IV phát triển yếu, cịn chủng V phát triển mạnh Cịn thí nghiệm 2, ni điều kiện hiếu khí ngược lại, chủng I, II, III, IV lại phát triển mạnh, chủng V lại phát triển yếu Từ đây, đưa kết luận rằng: Các chủng I, II, III, IV ,V chủng hơ hấp tuỳ tiện Vì phát triển mơi trường kỵ khí hiếu khí Nhưng mơi trường kỵ khí, chủng V phát triển mạnh chủng I, II, III, IV Cịn điều khí hiếu khí chủng I, II, III, IV phát triển mạnh chủng V 3.4 THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG CÁC VI SINH VẬT TUYỂN CHỌN VÀO XỬ LÝ NƯỚC THẢI Mục đích việc thử nghiệm là, nhằm ứng dụng chủng vi khuẩn mà phân lập từ môi trường nước thải vào xử lý nước thải, nhằm đánh giá hiệu phân huỷ chất bẩn nước thải vi sinh vật phần trăm Trong q trình xử lý nước thải, chúng tơi tiến hành khảo sát số tiêu quan trọng sau: 3.4.1 Khảo sát khả thay đổi COD q trình xử lý nước thải - Như chúng tơi đề cập phần II COD tiêu quan trọng trình xử lý làm nước thải Nước thải môi trường, phải có số COD theo mức qui định - Chúng tơi tiến hành làm thí nghiệm với tỷ lệ giống, khác thí nghiệm chế phẩm P.MET: (Chế phẩm P.MET mua Sở Khoa Học Công Nghệ Đà Nẵng) Như đề cập phần 3.1.1, nước thải bún thải mơi trường mà khơng xử lý có mùi hơi, thối nồng Trong q trình nghiên cứu xử lý nước thải bún giai đoạn xử lý yếm khí, khí sinh từ cơng đoạn có mùi nồng Vì vậy, để xử lý mùi hôi, thối sinh giai đoạn xử lý yếm khí, đồng thời 49 qua tham khảo số tác giả trước sử dụng, dùng chế phẩm P.MET giai đoạn xử lý yếm khí để khử mùi sinh từ cơng đoạn Với cơng dụng thành phần sau: + Cơng dụng chính: xử lý mùi nước thải, rác thải, mùi hôi hầm cầu + Thành phần chính: Vi sinh vật có ích 6,9.106 (CFU/ml); Lactobacillus 6,8.106 (CFU/ml) Hàm lượng chất khơ tính theo khối lượng ≤ 15% Dung môi phụ gia ≤ 65% Đồng thời, chúng tơi tiến hành làm thí nghiệm kiểm chứng, nhằm so sánh mẫu xử lý có bổ sung vi sinh vật mẫu không bổ sung vi sinh vật - Ở đây, sử dụng bơm có chế độ sục khí sau: chế độ thấp 3420 (ml/phút), chế độ trung bình 3600 (ml/phút), chế độ cao 5040 (ml/phút) để cung cấp khơng khí cho vi sinh vật hoạt động giai đoạn hiếu khí Trong q trình sục khí, chúng tơi sử dụng chế độ sục khí cao với lưu lượng 5040 (ml/phút) * Thí nghiệm 1: Chúng tơi tiến hành bổ sung 10% giống vi sinh vật 10ml P.MET Trong thời gian xử lý, khảo sát thay đổi COD Cứ khoảng thời gian cách 4h, lấy mẫu để xác đinh COD lần Sau tiến hành xác định ta có kết (bảng 4.3) phụ lục * Thí nghiệm thứ 2: Chúng tiến hành bổ sung 12% giống vi sinh vật 10ml P.MET với bùn mẻ trước vào để xử lý Trong thời gian xử lý, khảo sát thay đổi COD Cứ khoảng thời gian cách 4h, lại lấy mẫu để xác định COD Sau tiến hành xác định ta có kết (bảng 4.3) phụ lục *Thí nghiệm 3: Chúng tiến hành bổ sung 20% giống vi sinh vật 10ml P.MET, đồng thời 50 trình sục khí có bổ sung thêm giống bùn mẻ trước vào thời gian xử lý - Ta có kết COD q trình xử lý nước thải (bảng 4.3) phụ lục *Thí nghiệm kiểm chứng: Ở thí nghiệm kiểm chứng này, chúng tơi tiến hành lấy nước thải bún không bổ sung vi sinh vật, sau thời gian lấy mẫu để xác định COD Mục đích thí nghiệm kiểm chứng là: Chúng muốn so sánh mẫu có bổ sung vi khuẩn mẫu kiểm chứng khơng có bổ sung vi khuẩn Kết thể (bảng 4.3) phụ lục - Từ kết có được, sau tiến hành thí nghiệm bổ sung chủng vi sinh vật thí nghiệm kiểm chứng để xác định COD trình xử lý nước thải thể (bảng 4.3) phụ lục 4, xây dựng đồ thị biểu diễn thay đổi COD theo thời gian (hình 3.3) bên Đồ thị biễu diễn thay đổi COD trình xử lý nước thải COD 12000 11000 10000 Thí nghiệm 9000 kiểm chứng 8000 7000 thí nghiệm 6000 5000 thí nghiệm 4000 3000 2000 1000 Thời gian (h) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Đồ thị 3.3 Khảo sát thay đổi COD theo thời gian trình xử lý nước thải 51 *Nhận xét: - Từ đồ thị, chúng tơi nhận thấy thí nghiệm thứ có bổ sung 10% giống vi sinh vật 10ml chế phẩm P.MET, COD thay đổi thời gian xử lý sau: ban đầu từ 11040 (mg/l) xuống 2570 (mg/l) Hiệu xử lý thí nghiệm 75,1% Trong thí nghiệm thứ 2, có bổ sung 12% giống vi sinh vật 10ml chế phẩm P.MET COD lúc ban đầu từ 11040 (mg/l) giảm xuống 2310 (mg/l) Hiệu xử lý thí nghiệm 77,7% Ở thí nghiệm thứ 3, COD giảm lúc ban đầu từ 11040 (mg/l) xuống cịn 450 (mg/l) Vì thí nghiệm thứ này, chúng tơi có bổ sung chủng vi sinh vật bùn mẻ trước nên trình xử lý COD giảm đáng kể Hiệu xử lý thí nghiệm 95,92% - Từ đồ thị phía bảng số liệu phụ lục 4, nhận thấy rằng: Ở giai đoạn sục khí, COD thí nghiệm thứ 4160 (mg/l) bắt đầu đưa vào sục khí 40h đầu giảm xuống 450 (mg/l) Kết này, gần với giá trị qui định nước thải công nghiệp loại C 400 (mg/l) (TCVN 5945-2005 bảng 4.6 phụ lục 4) cao chút so với mức cho phép xả - Dựa vào đồ thị biểu diễn thay đổi COD trình xử lý, mẫu có bổ sung vi khuẩn mẫu để kiểm chứng, thấy rằng, COD mẫu kiểm chứng COD thay đổi không đáng kể thời gian xử lý Trong trường hợp này, cho rằng: nước thải khơng bổ sung vi sinh vật vào để phân huỷ chất bẩn nước thải nên COD thay đổi chậm sau 284h - COD sau giảm xuống 450 (mg/l) lại tăng lên vi khuẩn trình xử lý phát triển, già tự phân môi trường nước thải nên dẫn tới COD tiếp tục tăng lên Trong trường hợp này, cần phải nhanh tách nước khỏi bể sục khí, tránh vi khuẩn tự phân nước dẫn đến ô nhiễm trở lại 3.4.2 Khảo sát thay đổi pH q trình xử lý nước thải 52 Trong mơi trường sống, vi sinh vật có vùng pH hoạt động định Ở đây, vi khuẩn trình xử lý mơi trường nước thải cần vùng pH lúc ban đầu thích hợp, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật thích ứng, nên ban đầu điều chỉnh pH vùng pH vi sinh vật hoạt động tối ưu - Chúng tơi tiến hành khảo sát pH, q trình xử lý nước thải qua thí nghiệm Kết thể bảng 4.4 phụ lục Từ đây, chúng tơi lấy giá trị pH trung bình thí nghiệm bảng 4.5 phụ lục giá trị pH mẫu kiểm chứng bảng 4.4 phụ lục để xây dựng đồ thị 3.4 bên Đồ thị biểu diễn thay đổi pH theo thời gian pH thí nghiệm 1+2+3 thí nghiệm kiểm chứng thời gian (h) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Đồ thị 3.4 Sự thay đổi pH theo thời gian trình xử lý nước thải + Từ đến 24h q trình yếm khí + Từ 24h đến q trình hiếu khí *Nhận xét: Dựa vào đồ thị bảng 4.5 phụ lục thấy, thay đổi pH trình xử lý nước thải, tăng cao 8,76 thời gian 64h sau giảm dần pH q trình xử lý nước thải ban đầu, chúng tơi điều chỉnh pH để tạo 53 điều kiện cho vi sinh vật thích ứng lúc ban đầu Nhưng q trình để yếm khí, lúc cấy vi sinh vật yếm khí vào 24 ta thấy pH giảm từ xuống cịn 5,52 Bảng 3.6 Q trình pH thay đổi q trình yếm khí 24h Thí nghiệm pH ban đầu pH giảm 5,68 5,5 5,39 Chúng cho rằng, pH giảm trình để yếm khí, vi sinh vật yếm khí phân huỷ chất bẩn nước thải, tạo axit, nên pH giảm xuống Cịn sau đưa vào sục khí có bổ sung vi sinh vật hiếu khí, thời gian 24h pH tăng từ 5,52 lên 8,31 Trong thí nghiệm kiểm chứng, thấy rằng: pH thay đổi không đáng kể thay đổi chậm pH thấp thay đổi chậm vậy, trực tiếp thải vào môi trường làm cho đất chua đi, ảnh hưởng đến chất lượng đất canh tác, lâu ngày làm đất bị thối hố Bảng 3.7 Q trình pH thay đổi q trình hiếu khí 24h Thí nghiệm pH ban đầu pH tăng 5,68 8,48 5,5 8,05 5,39 7,93 Chúng cho pH thay đổi trình bổ sung vi sinh vật hiếu khí vào để sục khí, vi sinh vật phân giải chất hữu nước thải, tạo khí NH3, H2S… làm mơi trường có độ kiềm tính, nên làm pH mơi trường thay đổi tăng nhanh Như vậy, pH tăng cao 8,8 sau lại giảm q trình sục khí thời gian tiếp theo, chúng tơi cho hệ vi khuẩn nitrit hố, nitrat phản nitrat hoá sử dụng hợp chất amon làm nguồn cung cấp 54 lượng cho hoạt động sống, làm pH mơi trường giảm thời gian 3.4.3 Đề xuất qui trình xử lý Từ kết nghiên cứu thu được, chúng tơi đề xuất qui trình xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún sau : Sinh khối VSV chế phẩm P.MET Nước thải (1) (2) (3) Sinh khối VSV Thu khí (4) (5) Tuần hồn bùn Bùn dư (6) Bùn dư (7) Chú thích: 1: Song chắn rắc 2: Bể lắng1 3: Bể trung hoà 4: Bể lên men yếm khí 5: Bể hiếu khí 6: Bể lắng : Nguồn tiếp nhận ** Thuyết minh qui trình xử lý: Nước thải từ hộ gia đình, sau thải qua song chắn rác, rác lưới chặn lại Sau nước thải qua lưới chắn rác, vào bể lắng (1), hạt cát hạt chất rắn có trọng lượng nặng lắng xuống đáy bể loại bỏ Các hạt 55 chất rắn có nước thải, gây ảnh hưởng xấu đến chế độ làm việc như: làm giảm thể tích hệ thống xử lý, làm giảm khả phân huỷ vi sinh vật với chất đó, gây khó khăn cho công tác vệ sinh hệ thống xử lý Tiếp đó, nước thải dẫn qua bể trung hồ Tại đây, nước thải trung hồ nồng độ Vì nước thải làng nghề pH thấp, ta không trung hồ đưa pH tối ưu cho vi sinh vật hoạt động tốt, ảnh hưởng đến khả phân huỷ sau bể yếm khí hiếu khí, dẫn tới hiệu hệ thống xử lý không cao Nước thải sau qua bể trung hồ, vào bể yếm khí Tại đây, diễn trình phân huỷ chất hữu có nước thải, sinh khối vi sinh vật yếm khí sinh số chất khí NH3 nên có mùi thối, nên cần bổ sung chế phẩm P.MET vào bể yếm khí để xử lý mùi sinh thu khí sinh phục vụ cho sinh hoạt hàng ngày Để tăng nhanh trình phân giải chất hữu có nước thải, chúng tơi bổ sung chủng vi sinh vật yếm khí vào bể Trong bể, nước giữ yên tĩnh để tạo điều kiện yếm khí cho vi sinh vật yếm khí hoạt động tốt nhất, tạo điều kiện thuận lợi cho trình sau Đồng thời, bùn vi sinh vật yếm khí phân giải lắng xuống đáy bể, sau thời gian bùn lấy để bổ sung cho lần sau Trong trình tạo độ yên tĩnh cho vi sinh vật yếm khí hoạt động, bùn lắng xuống đáy bể cịn phần nước cho qua bể hiếu khí Phần nước dẫn qua bể hiếu khí, bể hiếu khí nước thải bùn hoạt tính đảo trộn liên tục làm thoáng hệ thống sục khí Khi phần nước vào bể hiếu khí này, lúc ta bổ sung chủng vi sinh vật hiếu khí vào sục khí liên tục Ở bể hiếu khí này, chất hữu cịn sót lại bể yếm khí, qua vi sinh vật hiếu khí phân huỷ tiếp, đồng thời làm cho BOD COD tiếp tục giảm xuống Hỗn hợp nước thải, đưa qua bể lắng (2), phần nước lắng thải nguồn tiếp nhận Trong trình hoạt động hệ thống, lượng bùn tạo ngày nhiều, làm dư thừa lượng bùn bể Lượng bùn dư thừa khơng tăng hiệu q 56 trình làm nước thải, mà cịn cản trở q trình làm nước thải Vì vậy, phải thường xuyên xả bùn, vệ sinh liên tục, bùn đưa phơi khô hoạt hố trở lại sử dụng cho mục đích khác 57 PHẦN IV KẾT LUẬN Qua thời gian nghiên cứu, thu kết sau: Qua trình tìm hiểu thực tế làng nghề sản xuất bún làng Thượng Trạch – Xã Triệu Sơn - Huyện Triệu Phong - Tỉnh Quảng Trị, chúng tơi biết tình trạng ô nhiễm nước thải Phân lập chủng vi khuẩn có ký hiệu: I, II, III, IV, V từ nước thải Khảo sát khả tổng hợp enzym ngoại bào: Amylaza, Proteaza, Cellulaza mơi trường có chất tinh bột, casein, CMC từ biết khả tổng hợp chủng tuyển chọn Trong có chủng: + I, II, III, V có khả tổng hợp enzyme Amylaza Cellulaza + IV có khả tổng hợp enzyme Proteaza Khảo sát khả sinh trưởng phát triển chủng, từ chọn thời điểm thích hợp 30h để đưa vào mơi trường xử lý nước thải Đã ứng dụng chủng vi khuẩn phân lập được, vào trình xử lý bước đầu cho kết cao: -Hiệu đạt trình xử lý qua khảo sát COD từ 11040 (mg/l) 450 (mg/l) hiệu xử lý đạt 95,92% - pH môi trường thay đổi trình bổ sung vi sinh vật bổ sung vào nước thải để xử lý: pH ban đầu 4,02 trình xử lý tăng lên 8, nhỏ qua thí nghiệm thực hiện, điều cho phép thải môi trường tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5945 – 2005 bảng 4.6 phụ lục 4) Đề xuất qui trình xử lý nước thải cho làng nghề sản xuất bún ĐỀ NGHỊ:-Khảo sát khả chịu nhiệt chịu pH vi sinh vật tuyển chọn - Tiếp tục nghiên cứu tiếp, để đạt hiệu cao hơn, qui mô lớn 58 ... làng nghề quy hoạch không gian a) Xử lý nước thải làng nghề nông sản Để xử lý nước thải làng nghề, cần xử lý sơ nước thải hộ gia đình sau xử lý tập trung phương pháp sinh học Trước tiên là, xử lý. .. làng 3.1.2 Qui trình xử lý nước thải có làng nghề sản xuất bún Dưới quy trình xử lý nước thải có hộ gia đình làng nghề sản xuất bún làng Thượng Trạch, đa số nước thải sản xuất đổ 26 (2) (1) (3)... nguồn nước từ thân họ thải 23 3.1.1.Qui trình sản xuất bún làng nghề Gạo Nước thải Vo Nước thải Ngâm Xay Nước thải Làm nước Nước Nhào bột, tạo hình Ép đùn, tạo sợi Nước thải Luộc nước sôi Nước thải