Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật bổ sung vào quá trình tạo bùn hạt hiếu khí để xử lý nước thải chế biến tinh bột

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - NGUYỄN NGỌC ÁNH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG VI SINH VẬT BỔ SUNG VÀO QUÁ TRÌNH TẠO BÙN HẠT HIẾU KHÍ ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN NGỌC ÁNH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG VI SINH VẬT BỔ SUNG VÀO Q TRÌNH BÙN HẠT HIẾU KHÍ ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã số: 60 52 03 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Tăng Thị Chính TS Trần Thị Huyền Nga Hà Nội - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Tất số liệu nghiên cứu luận văn trung thực, chưa công bố luận văn khác xin cam đoan thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tôi xin cảm ơn giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho thực tốt luận văn Hà Nội, ngày 10 tháng 01 năm 2016 Học viên Nguyễn Ngọc Ánh i LỜI CẢM ƠN Luận văn thực phịng thí nghiệm phịng Vi sinh vật mơi trường, Viện cơng nghệ mơi trường Để hồn thành luận văn tơi nhận nhiều động viên, giúp đỡ nhiều cá nhân tập thể Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Tăng Thị Chính hướng dẫn tơi thực nghiên cứu Xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến TS Nguyễn Thị Hòa tập thể cán phịng Vi sinh vật mơi trường đem lại cho kiến thức bổ trợ, vô có ích tạo điều kiện tốt giúp tơi thực nghiên cứu Cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới TS Trần Thị Huyền Nga, Bộ môn Công nghệ môi trường, Khoa Môi trường, Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học - Đại học khoa học tự nhiên tạo điều kiện cho tơi q trình học tập thời gian thực nghiên cứu Cuối xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, người ln bên tơi, động viên khuyến khích tơi trình thực đề tài nghiên cứu Hà Nội, ngày 10 tháng 01 năm 2016 Học viên Nguyễn Ngọc Ánh ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Thực trạng ô nhiễm nước thải từ làng nghề chế biến tinh bột .3 1.1.1 Đặc điểm nước thải chế biến tinh bột 1.1.2 Thực trạng ô nhiễm nước thải làng nghề chế biến tinh bột 1.2 Tác động nước thải chế biến tinh bột đến môi trường sinh thái 1.2.1 Ô nhiễm nguồn nước 1.2.2 Ô nhiễm đất 1.2.3 Ơ nhiễm khơng khí 1.2.4 Ảnh hưởng đến người 1.3 Các phương pháp xử lý nước thải chế biến tinh bột 1.3.1 Phương pháp hóa học 1.3.2 Phương pháp hóa lý 1.4 Công nghệ vi sinh xử lý nước thải chế biến tinh bột 16 1.4.1 Cấu tạo trình phân hủy tinh bột 16 1.4.2 Một số vi sinh vật phân hủy tinh bột lợi ích thu ứng dụng chúng vào trình xử lý nước thải chứa nhiều tinh bột 18 1.4.3 Sự phát triển vi sinh vật cơng trình xử lý 19 1.4.4 Ưu phương pháp vi sinh vật 20 1.4.5 Bùn hạt hiếu khí 21 1.5 Xử lý nước thải công nghệ SBR 24 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Đối tượng nghiên cứu .27 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 27 2.1.2 Dụng cụ hoá chất 27 2.2 Phương pháp nghiên cứu 28 iii 2.2.1 Phương pháp lấy mẫu nước thải 28 2.2.2 Phương pháp xác định sinh khối tế bào theo mật độ quang 28 2.2.3 Phương pháp phân lập vi sinh vật 28 2.2.4 Tuyển chọn chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải tinh bột 29 2.2.5 Phương pháp tinh sạch, giữ giống hoạt hóa vi sinh vật 29 2.2.6 Phương pháp đánh giá khả sinh amylase chủng vi sinh vật tuyển chọn 30 2.2.7 Phương pháp xác định ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy đến sinh trưởng sinh tổng hợp amylase chủng vi sinh vật tuyển chọn 31 2.2.8 Phương pháp xác định đặc điểm hình thái, sinh lý hoá chủng vi khuẩn 31 2.2.9 Phương pháp xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) 32 2.2.10 Phương pháp xác định nito tổng số 33 2.2.11 Phương pháp xác định photpho tổng số 34 2.2.12 Phương pháp xác định amoni 34 2.2.13 Phương pháp xác định giá trị SV30 (solid value 30) 35 2.2.14 Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột phương pháp bùn hạt hiếu khí 35 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Phân lập, tuyển chọn chủng vi sinh vật sinh amylase có khả phân giải tinh bột sống cao .36 3.2 Đặc điểm sinh học chủng vi sinh vật tuyển chọn 39 3.2.1 Đặc điểm hình thái chủng vi sinh vật tuyển chọn 39 3.2.2 Phân loại đến loài chủng vi khuẩn tuyển chọn 42 3.3 Xác định khả sinh enzyme chủng vi sinh vật tuyển chọn 44 3.4 Xác định ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy đến sinh trưởng sinh tổng hợp amylase chủng vi sinh vật tuyển chọn 46 3.4.1 Ảnh hưởng pH 46 3.4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ 48 iv 3.5 Nghiên cứu xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột phương pháp bùn hạt hiếu khí qui mơ phịng thí nghiệm 52 3.5.1 Kiểm tra tính đối kháng chủng vi khuẩn tuyển chọn để sử dụng vào trình xử lý nước thải chế biến tinh bột 53 3.5.2 Sự phát triển chủng vi sinh vật tuyển chọn q trình tạo bùn hạt hiếu khí 54 3.5.3 Sự hình thành phát triển bùn hạt hiếu khí 54 3.5.4 Kết xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột phương pháp bùn hạt hiếu khí qui mơ phịng thí nghiệm 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 66 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu ơxi sinh hóa COD Nhu cầu ơxi hóa học DO Lượng ơxi hịa tan MLSS Nồng độ bùn hạt KPH Không phát SBR Sequency Batch Reator SS Tổng chất rắn lơ lửng QCVN Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia TBC Tinh bột chín TBS Tinh bột sống VK Vi khuẩn VSV Vi sinh vật vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thải lượng chất ô nhiễm nước thải số làng nghề Bảng 1.2 Quần thể vi sinh vật bùn hoạt tính 13 Bảng 1.3 Một số vi sinh vât có hệ amylase .19 Bảng 3.1 Hoạt tính amylase chủng VSV phân lập 36 Bảng 3.2 Hoạt tính amylase chủng VSV có đường kính .39 Bảng 3.3 Đặc điểm hình thái khuẩn lạc tế bào hai chủng VSV tuyển chọn 41 Bảng 3.4 Phản ứng sinh hóa hai chủng VSV tuyển chọn 42 Bảng 3.5 Khả sinh số enzyme phân giải protein, xenlulose tinh bột chủng VSV tuyển chọn .44 Bảng 3.6 Ảnh hưởng pH đến sinh trưởng VSV .46 Bảng 3.7 Hoạt tính sinh enzyme amylase độ pH khác môi trường 47 Bảng 3.8 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả sinh trưởng VSV 49 Bảng 3.9 Ảnh hưởng nhiệt độ lên khả sinh amylase VSV .50 Bảng 3.10 Mật độ vi sinh bùn hạt hiếu khí .54 Bảng 3.11 Kết phân tích đánh giá hiệu xử lý .60 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Lưu lượng nước thải sản xuất số làng nghề chế biến Hình 1.2 Cấu tạo tinh bột 18 Hình 1.3 Đường cong sinh trưởng vi sinh vật 20 Hình 1.4 Màu sắc bùn hạt trưởng thành 23 Hình 1.5 Đặc tính bùn hạt bùn hoạt tính truyền thống 23 Hình 1.6 Các pha chu trình hoạt động SBR .25 Hình 2.1 Sơ đồ bể phản ứng SBR sử dụng nghiên cứu tạo bùn hạt hiếu khí 35 Hình 3.1 Đánh giá hoạt tính amylase chủng VSV phân lập 38 Hình 3.2 Khuẩn lạc chủng VSV tuyển chọn 40 Hình 3.3 Hình thái tế bào chủng PD17 kính hiển vi quang học .40 Hình 3.4 Hình thái tế bào chủng DL21 kính hiển vi quang học .41 Hình 3.5 Hoạt tính sinh enzyme hai chủng vi khuẩn tuyển chọn 45 Hình 3.6 Sinh trưởng VSV độ pH khác 46 Hình 3.7 Hoạt tính sinh amylase độ pH khác 48 Hình 3.8 Sinh trưởng VSV mức nhiệt độ nuôi cấy khác 49 Hình 3.9 Khả sinh enzyme chủng PD17 mức nhiệt độ 50 Hình 3.10 Hoạt tính sinh amylase chủng DL21 mức nhiệt độ 51 Hình 3.11 Hoạt tính sinh amylase mức nhiệt độ ni cấy khác 51 Hình 3.12 Tính đối kháng hai chủng vi sinh vật tuyển chọn .53 Hình 3.13 Bùn hạt hiếu khí sau tuần .55 Hình 3.14 Sự phát triển bùn hạt qua tuần .56 Hình 3.15 Hiệu xử lý COD nước thải làng nghề chế biến tinh bột 57 Hình 3.16 Kết xử lý amoni nước thải .57 Hình 3.17 Kết xử lý nito nước thải 58 Hình 3.18 Kết xử lý tổng photpho nước thải 59 viii Để đánh giá tính ổn định hệ thống, thí nghiệm thực khoảng thời gian đủ dài, tối thiểu 60 ngày, thông số pH, DO, MLSS theo dõi thường xuyên để điều chỉnh trì giới hạn mong muốn 3.5.1 Kiểm tra tính đối kháng chủng vi khuẩn tuyển chọn để sử dụng vào trình xử lý nước thải chế biến tinh bột Từ kết nghiên cứu cho thấy chủng vi khuẩn (PD17 DL21) sử dụng để bổ sung vào hệ thống xử lý nước thải, chúng tơi tiến hành kiểm tra tính đối kháng chủng để kiểm tra xem trình sinh trưởng phát triển chúng ức chế khơng Tiến hành thử tính đối kháng chủng tuyển chọn môi trường MPA Hai chủng vi khuẩn (PD17 DL21) cấy thành đường thẳng chủng cắt nhiều điểm, sau nuôi cấy tủ ấm 35 oC sau 24h lấy đọc kết Nếu điểm cắt chủng phát triển bình thường chủng vi sinh vật tuyển chọn không đối kháng ngược lại điểm cắt mà chúng không phát triển chúng có tính đối kháng Quan sát hình 3.12 cho thấy chủng VSV tuyển chọn phát triển bình thường điểm giao nhau, khơng có ức chế phát triển chủng, hồn tồn sử dụng chúng để bổ sung vào qui trình xử lý nước thải chế biến tinh bột Hình 3.12 Tính đối kháng hai chủng vi sinh vật tuyển chọn 53 3.5.2 Sự phát triển chủng vi sinh vật tuyển chọn q trình tạo bùn hạt hiếu khí Bùn hạt hiếu khí khởi động sở tạo bùn hoạt tính truyền thống, lượng giống vi sinh vật bổ sung 10% giống kích hoạt mơi trường chuẩn Bể phản ứng dùng để nuôi cấy bùn hạt hiếu khí tải trọng – 2,5 kgCOD/m3.ngày Để theo dõi sinh trưởng vi sinh vật trình tạo bùn hạt, mẫu lấy hàng ngày phân tích mật độ vi sinh vật Kết trình bày bảng 3.10 Bảng 3.10 Mật độ vi sinh bùn hạt hiếu khí Ngày Mơi 15/10 19/10 23/10 26/10 28/10 30/10 02/11 05/11 07/11 12/11 trƣờng TBS 2,0.107 2,8.108 3,4.108 4,0.109 4,5.109 5,5.1010 7,0.1010 7,5.1010 5,0.1011 6,7.1011 (CFU/ml) Xenluloza 4,3.105 4,0.107 7,5.107 2,1.108 6,2.108 8,0.108 8,8.108 6,7.108 7,1.108 7,8.108 (CFU/ml) VSV tổng số (CFU/ml) 3,2.108 3,7.108 4,1.109 4,8.109 5,5.1010 6,1.1010 6,8.1010 7,2.1011 7,0.1011 7,5.1011 Từ bảng cho thấy mật độ vi sinh vật hạt bùn trì mức cao tăng dần theo thời gian Qua chứng tỏ chủng vi sinh vật tuyển chọn bổ sung vào hệ SBR tồn phát triển mạnh mẽ hạt bùn, từ xử lý chất nhiễm có nước thải làng nghề chế biến tinh bột 3.5.3 Sự hình thành phát triển bùn hạt hiếu khí Sau bùn thích nghi, bắt đầu giai đoạn tạo hạt hạt trưởng thành, sau hạt trưởng thành tiến hành trì tải trọng để khảo sát đặc tính bùn hạt Bùn giống cho vào mơ hình với nồng độ MLVSS khoảng 600mg/l Khi hiệu khử COD đạt 80%, COD đầu nhỏ 150mg/l, 54 bùn mơ hình có màu sắc thay đổi Bùn giống có màu nâu đen, bùn thích nghi chuyển sang màu nâu đỏ chuyển sang màu vàng cam Bùn thích nghi lắng tốt, bơng bùn lớn, khả lắng bùn gia tăng nhẹ Sau ba tuần vi sinh bùn giống dường thích nghi với nước thải mới, hiệu loại bỏ chất hữu cao 90% Lúc mơ hình xuất số hạt nhỏ màu trắng bùn dạng bơng chiếm ưu (hình 3.13) Điều chứng tỏ tế bào vi khuẩn hình thành có xu hướng kết hợp lại với bắt đầu hình thành hạt Hình 3.13 Bùn hạt hiếu khí sau tuần Vào đầu tuần thứ 4, lúc tồn sinh khối bùn có màu sắc thay đổi rõ rệt chuyển từ màu nâu đỏ đậm sang màu nâu đỏ nhạt có lẫn màu vàng Nếu quan sát kỹ thấy có hạt nhỏ khối bùn chiếm đa số khối bùn, lại có lượng bơng bùn nhỏ sinh khối Như có tích lũy lượng lớn sinh khối bể phản ứng Khi quan sát kỹ bùn bể phản ứng ta thấy hạt chiếm đa số, hạt có kích thước dao động từ 0,1 – 0,2 mm, có hạt có kích thước 0,5 – 0,6mm Đối với hạt nhỏ 0,1 mm có màu trắng dường suốt, cịn hạt có kích thước 0,1 – 0,2 mm hạt chia làm phần: bên ngồi có màu trắng hạt có kích thước nhỏ 0,1 55 mm, phần bên hình thành nhân nhân hạt có màu nâu đậm, cịn hatk có kích thước 0,5 – mm hạt quan sát thấy màu nâu (Hình 3.14) Tuần Tuần Hình 3.14 Sự phát triển bùn hạt qua tuần 3.5.4 Kết xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột phương pháp bùn hạt hiếu khí qui mơ phịng thí nghiệm Sau giai đoạn hình thành phát triển hạt bùn hiếu khí vào hoạt động ổn định, tiến hành lấy mẫu nước thải làng bún Phú Đô để phân tích đánh giá hiệu xử lý nước thải phương pháp xử lý hiếu khí theo mẻ (SBR) 3.5.4.1 Hiệu xử lý COD Đánh giá hiệu xử lý COD nước thải làng nghề chế biến tinh bột phương pháp xử lý hiếu khí theo mẻ (SBR) nồng độ khác nhau, tiến hành điều chỉnh nồng độ COD nước thải đầu vào Nồng độ COD điều chỉnh tăng lên cách thêm tinh bột sống pha loãng nước cất Giá trị COD nước thải sau xử lý có giảm theo thời gian hay nói cách khác hiệu xử lý chất hữu tăng lên theo thời gian Điều lý giải vi khuẩn bể phản ứng tăng nhanh Hiệu xử lý COD thể qua hình 3.15 56 Hình 3.15 Hiệu xử lý COD nước thải làng nghề chế biến tinh bột Từ kết thí nghiệm hình 3.15 cho thấy hiệu xử lý COD đạt 74% bắt đầu tiến hành xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột Sau hiệu suất xử lý đạt tăng ổn định dao động khoảng 85 – 94% Sau 40 ngày vận hành, giá trị COD đầu 148mg/l thấp tiêu chuẩn nước thải loại B quy định QCVN 40:2011/BTNMT, hiệu đạt cao 94% vào ngày từ 40 – 50 3.5.4.2 Hiệu xử lý amoni nước thải Theo khảo sát hàm lượng N – NH4+ nước thải làng nghề chế biến tinh bột cao từ 47 – 50 mg/l Hiệu xử lý N – NH4+ nước thải làng nghề chế biến tinh bột thể qua hình 3.16 Hình 3.16 Kết xử lý amoni nước thải 57 Từ kết thí nghiệm hình 3.16 cho thấy ngày đầu tiến hành thí nghiệm với nước thải làng bún Phú Đô cho thấy khả xử lý amoni bùn hạt đạt 61%, nồng độ N – NH4+ đầu tương ứng từ 18,6 mg/l Sau 38 ngày, khả xử lý N – NH4+ bùn hạt giảm rõ rệt từ 18,6 mg/l xuống 10,01 mg/l đạt 81% Hiệu xử lý N – NH4+ bùn hạt tiếp tục giảm ngày (từ ngày thứ 38 đến ngày thứ 40) xuống 9,82 mg/l Từ ngày thứ 40 trở tốc độ xử lý N – NH4+ bùn hạt tiếp tục giảm nhẹ ổn định Như vậy, hiệu xử lý N – NH4+ nước thải làng nghề chế biến tinh bột bùn hạt hiếu khí phù hợp với tiêu chuẩn nước thải loại B quy định QCVN 40:2011/BTNMT 3.5.4.3 Khả loại bỏ nitơ nước thải chế biến tinh bột Nitơ nước thải cao chảy vào sông, hồ làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng Do nitơ gây phát triển mạnh mẽ loại thực vật phù du rêu, tảo gây tình trạng thiếu oxy nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, giảm chất lượng nước, phá hoại môi trường thủy vực, sản sinh nhiều chất độc nước H2S, CH4, CO2,… tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích nước, gây mùi thối làm nhiễm khơng khí khu dân cư Qua phân tích đánh giá hiệu xử lý nitơ bùn hạt hiếu khí cho kết cao Kết xử lý nito nước thải làng nghề chế biến tinh bột thể qua hình 3.17 Hình 3.17 Kết xử lý nito nước thải 58 Kết phân tích hình 3.17 cho thấy hiệu xử lý nito nước cao đạt 90% đạt tiêu chuẩn xả thải loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT Qua phân tích chúng tơi thấy hàm lượng nito nước thải làng nghề chế biến tinh bột cao từ 164 – 177 mg/l, sau xử lý bùn hạt hiếu khí hàm lượng tổng nito nước thải đầu giảm nhiều xuống 25,75 – 17,03 mg/l Hiệu xử lý hàm lượng tổng nito nước thải thể rõ rệt từ ngày từ 173,72 mg/l xuống 30,61 mg/l đạt hiệu suất 82% Trong ngày xử lý hàm lượng tổng nito nước thải tiếp tục giảm ổn định 3.5.4.4 Khả xử lý tổng photpho Chất dinh dưỡng nito photpho quan trọng sinh trưởng phát triển vi sinh vật Mỗi thể sinh vật định có nhu cầu dinh dưỡng N, P Trong điều kiện môi trường thừa thiếu N, P, sinh trưởng phát triển vi sinh vật bị ảnh hưởng Ngồi ra, photpho nguyên nhân gây bùng nổ tảo số nguồn nước mặt, gây tượng tái nhiễm bẩn nước có màu, mùi khó chịu Kết phân tích hàm lượng tổng photpho nước thải xử lý bùn hạt hiếu khí thể qua hình 3.18 Hình 3.18 Kết xử lý tổng photpho nước thải 59 Từ kết phân tích hình 3.18 cho thấy, hàm lượng tổng photpho nước thải làng nghề chế biến tinh bột có chiều hướng giảm đạt hiệu suất xử lý lên đến 96% Khi so sánh với tiêu chuẩn xả thải QCVN40:2011/BTNMT, hàm lượng tổng photpho đầu đạt tiêu chuẩn xả thải loại B (≤6 mg/l) Sau tiến hành quy mơ phịng thí nghiệm, hiệu xử lý chủng VSV tuyển chọn bổ sung vào hệ xử lý hiếu khí theo mẻ (SBR) sử dụng bùn hạt hiếu khí thu kết theo bảng 3.11 sau: Bảng 3.11 Kết phân tích đánh giá hiệu xử lý Chỉ tiêu STT Đơn vị Đầu vào Đầu QCVN 40:2011/BTNMT A B - 5,5-6,5 6,5-7,3 6-9 5,5 – COD mg/l 2556 140 75 150 03 N – NH4+ mg/l 55,61 8,73 10 04 Nts mg/l 177,50 17,03 20 40 05 Pts mg/l 16,32 4,11 06 Coliform MPN/100ml 151x103 KPH 3000 5000 07 Salmonella MPN/100ml 82x102 KPH - - 08 E.Coli MPN/100ml 31x102 KPH - - 09 VSV tổng số - - 01 pH 02 CFU/ml 126x104 7,5.1011 Kết phân tích bảng 3.11 cho thấy hiệu xử lý nước thải chế biến tinh bột hệ thống xử lý hiếu khí theo mẻ cao đạt tiêu chuẩn xả thải loại B quy định QCVN 40:2011/BTNMT Sự phát triển hai chủng VSV bổ sung vào hệ ổn định, đạt mật độ cao không phát có mặt chủng VSV gây bệnh nước thải đầu 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1.1 Hai chủng VSV tuyển chọn vi khuẩn phân giải tinh bột, vi khuẩn Gram dương, tế bào hình que, hình cầu nhóm vi khuẩn hiếu khí 1.2 Các đặc điểm sinh lý hóa chủng vi sinh vật tuyển chọn bổ sung vào bùn hạt hiếu khí để xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún miến + Sử dụng kit API 50CHB/E để phân loại đến lồi hai chủng VSV tuyển chọn thuộc nhóm Bacillus subtillis Bacillus licheniformic với ID đạt 91,3% 92% + Nhiệt độ sinh trưởng từ 20 – 35oC, độ pH sinh trưởng tốt pH = + Hai chủng VK tuyển chọn có khả sinh amylase cao mơi trường có nguồn cacbon bột xenluloza, casein bột CMC – Na 1.3 Hiệu xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún miến phương pháp xử lý hiếu khí theo mẻ (SBR) sử dụng bùn hạt hiếu khí quy mơ phịng thí nghiệm + Mật độ chủng VSV tuyển chọn bổ sung vào hệ SBR đạt giá trị cao: VSV phân giải tinh bột: 2,0.107 – 6,7.1011, VSV phân giải xenlulose: 4,3.105 – 7,8.109 + Khi hệ thống hoạt động ổn định, bùn lắng tốt, hiệu suất xử lý COD đạt 90% Các tiêu khác nước thải sau xử lý tổng nito, tổng photpho, N – NH4+ đạt tiêu chuẩn nước thải loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT + Không phát có mặt chủng vi sinh vật gây bệnh nước thải sau xử lý salmonella, E.Coli tổng Coliform Kiến nghị Do thời gian triển khai ngắn nên chưa thể đánh giá hết hiệu xử lý ô nhiễm nước thải làng nghề chế biến tinh bột điều kiện thời tiết khác mơ hình rộng lớn Nên mong muốn tạo điều kiện để triển khai mơ hình quy mơ rộng lớn thời gian dài nhằm có đủ 61 sở để đánh giá cụ thể hiệu giảm ô nhiễm môi trường nước làm tăng lợi ích kinh tế, mơi trường sức khỏe cộng đồng Từ thực tế thu thập tìm hiểu, nhận thấy việc thu gom nước thải chế biến tinh bột làng nghề chưa trọng, hầu thải thải cống nước chung thải thẳng sơng nên khó áp dụng mơ hình xử lý Do cần có quy hoạch cụ thể cho việc thu gom xử lý nước thải khu vực làng nghề Trong trình thực đề tài, chúng tơi nhận thấy việc xử lý trì môi trường không trách nhiệm cấp quyền, mà trách nhiệm ý thức cộng đồng dân cư, hộ gia đình có quy mơ sản xuất nhỏ, lẻ việc giữ gìn bảo vệ mơi trường Do vậy, cần nâng cao ý thức hộ sản xuất nói riêng cộng đồng nói chung việc bảo vệ mơi trường 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO A - Tài liệu tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trường (2014), Báo cáo môi trường quốc gia năm 2014: Môi trường nông thôn, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2009), Báo cáo trạng môi trường quốc gia 2008: Môi trường làng nghề ô nhiễm nghiêm trọng, Hà Nội Phạm Thị Trân Châu (1992), Hóa sinh học, Nxb Giáo dục Việt Nam Nguyễn Thị Phương Chi (1997), Giáo trình cao học vi sinh vật học đại cương, Trung tâm Khoa học tự nhiên công nghệ quốc gia - Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật, Hà Nội Tăng Thị Chính (2015), Cơng nghệ xử lý nước thải, Nxb Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội Nguyễn Lân Dũng cộng (1985), Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật, Nxb Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Nguyễn Lân Dũng (1983), Thực tập vi sinh vật học, Nxb Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (1997), Vi sinh vật học, Nxb Giáo dục, Hà Nội Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (1997), Công nghệ xử lý nước thải, Tủ sách công nghiệp xanh – ĐHBK Hà Nội, tr 58 – 236 10 Trần Hiếu Nhuệ (2001), Thốt nước xử lý nước thải cơng nghiệp, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 11 Nguyễn Đức Lượng (2014), Công nghệ vi sinh tập - Vi sinh vật học công nghiệp, Nxb Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh 12 Lương Đức Phẩm, Đình Thị Kim Nhung, Trần Cẩm Vân (2009), Cơ sở khoa học công nghệ bảo vệ môi trường, tập – Cơ sở vi sinh công nghệ bảo vệ môi trường, Nxb Giáo dục, Hà Nội 63 13 Lê Ngọc Tú (2002), Giáo trình hóa sinh cơng nghiệp, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 14 Trần Văn Tựa, Vũ Văn Vụ (1994), “Nghiên cứu khả nuôi trồng tạp dưỡng tảo Spirulia platensis”, Tạp chí Sinh học 16(3), tr 25 – 31 15 Bùi Thị Vụ (2014), Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bún phương pháp kị khí kết hợp đĩa quay sinh học, Khoa Mơi trường, Đại học dân lập Hải Phòng 16 Đặng Như Xuyến (1998), Sử dụng số biện pháp sinh học để làm môi trường đất nước, Báo cáo khoa học đề tài cấp bộ, tr 23 – 42 17 TCVN 5987 – 1995, Chất lượng nước – Xác định nito Kenda – Phương pháp vơ hóa với Seelen 18 TCVN 6202:2008, Chất lượng nước – Xác định phospho – Phương pháp đo phổ dùng amoni Molipdat B - Tài liệu tiếng Anh 19 G Andreottla (2002), “Treatment of Winery”, Water science And Technology, pp 347-354 20 Barnett J.A., Payne R.W & Yarow D (1990), Yeasts Identification PC Program Version2-Use Manual, Cambridger University, United Kingdom 21 Andrew D Eaton, Awwa, Chair Lenore S Clesceri, Wef Arnold E Greenberg, APHA (1995), Standard methods for the examination of water and wastewater, American Public Health Association 1015 Fifteenth street, NW Washington, DC 20005 22 Larsdotter K, Jansen JC, Dalhammar G (2010), “Phosphorus removal from wastewater by microalge in Sweden-a year – round perspective”, Environmental Technology, 31 (2), pp.117 – 123, 23 Liang W, Min M, Y Li, P Chen, Y Chen, Y Liu, Y Wang and Roger Ruan (2009), “Cultivation of Green Algae Chlorella sp in Different Wastewater from Municipal Wastewater Treatment Plant”, Applied Biochemistry and Biotechnology, 162 (4), pp 1174 – 1186 64 24 Lui, Y., Wang, Z., Yao, J., Sun, X., Cai, W (2005), Investigation on the properties and kinetics of glucose –fed aerobic granular sludge, Enzyme and microbial Technology, 36, pp 307 – 313 25 Jang, A., Yoo, Y.H., Kim, I.S., Kim, K.S, Bishop, P.L (2003) Characterization and Evaluation of Aerobic Granules in Sequencing Batch Reactor, Journal of Biotechnology, 105, pp 71 – 82 65 PHỤ LỤC Thành phần môi trƣờng 1.1 Môi trường MPA Cao thịt: 3g Pepton: 5g NaCl: 5g Thạch: 20g Nước máy: 1000ml 1.2 Môi trường tinh bột Tinh bột: 20g Pepton: 7g NaCl: 0,5g Thạch: 20g Nước máy: 1000ml 1.3 Môi trường phân giải xenlulose (NH4)2SO4: 1,5g KH2PO4: 0,5g K2HPO4: 0,5g MgSO4: 0,4g NaCl: 0,1g MnSO4: vết FeSO4: vết Bột giấy: 2g Thạch: 20g Nước máy: 1000ml 1.4 Môi trường đục thạch Thạch: 20g Cơ chất (TB, casein, CMC – Na, Cell): 2g Nước: 1000ml 66 Một số hình ảnh Hình 2.1 Đặc điểm sinh hóa chủng PD17 Hình 2.2 Đặc điểm sinh hóa chủng DL21 Hình 2.3 Phản ứng sinh hóa chủng PD17 sau 48 ni cấy 67 ... tài nghiên cứu - Nghiên cứu tuyển chọn số chủng vi sinh vật hữu ích có khả phân hủy tinh bột cao để bổ sung vào q trình tạo bùn hạt hiếu khí - Nghiên cứu đặc điểm sinh lý hóa chủng vi sinh vật tuyển. .. nghiên cứu tạo bùn hạt hiếu khí áp dụng xử lý nước thải nước ta hạn chế Trước thực tế đó, chúng tơi tiến hành nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cứu tuyển chọn số chủng vi sinh vật bổ sung vào trình tạo bùn. .. trình tạo bùn hạt hiếu khí để xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột? ?? Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu tạo bùn hạt hiếu khí để ứng dụng xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột từ quy mơ phịng