Nghiên cứu xử lý chất hữu cơ và chất dinh dưỡng trong nước thải bằng hệ sinh khối tảo bùn hoạt tính

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC TIẾN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ VÀ CHẤT DINH DƯỠNG TRONG NƯỚC THẢI BẰNG HỆ SINH KHỐI TẢO – BÙN HOẠT TÍNH STUDY ON REMOVAL OF ORGANIC AND NUTRIENT MATTERS IN WASTEWATER USING ALGAE – ACTIVATED SLUDGE CULTURE Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 85.20.320 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2021 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Bùi Xuân Thành Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Lê Thị Kim Oanh Cán chấm nhận xét 2: TS Lê Công Nhất Phương Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 23 tháng 01 năm 2021 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Nguyễn Phước Dân - Chủ Tịch Hội Đồng PGS.TS Lê Thị Kim Oanh - Phản Biện TS Lê Công Nhất Phương - Phản Biện TS Nguyễn Thái Anh - Ủy Viên TS Võ Nguyễn Xuân Quế - Thư Ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA………… ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Ngọc Tiến MSHV: 1870662 Ngày, tháng, năm sinh: 29/11/1994 Nơi sinh: Bình Định Chun ngành: Kỹ thuật mơi trường Mã số : 8520320 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ VÀ CHẤT DINH DƯỠNG TRONG NƯỚC THẢI BẰNG HỆ SINH KHỐI TẢO – BÙN HOẠT TÍNH II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ COD/N khác đến hiệu loại bỏ chất dinh dưỡng/hữu tăng trưởng/sinh khối với hệ thống Photobioreactor - So sánh, đánh giá ảnh hưởng chu kỳ sáng tối điều kiện nhân tạo tự nhiên lên hiệu loại bỏ chất dinh dưỡng/hữu tăng trưởng/sinh khối hệ thống Photobioreactor III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21/09/2020 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/01/2021 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS BÙI XUÂN THÀNH Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA….……… (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu nhà trường, Ban Chủ Nhiệm khoa Môi Trường Tài Nguyên đặc biệt Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường, Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, người tận tình dìu dắt, truyền đạt kiến thức bổ ích lý thuyết lẫn thực tế cho em suốt q trình học tập trường Để hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp này, em xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy Bùi Xuân Thành, dù bận nhiều việc khác thầy ln dành thời gian cho em, người tận tình hướng dẫn, bảo, trang bị cho em kiến thức, học quý báu, kinh nghiệm thực tế suốt q trình hồn thành luận văn Cuối cùng, em xin chân thành cám ơn gia đình, bạn bè đồng hành, động viên hỗ trợ, góp ý suốt q trình học tập luận văn Xin chân thành cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 01 năm 2021 Học viên thực Nguyễn Ngọc Tiến TÓM TẮT Nghiên cứu nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ COD/N chu kỳ sáng/tối đến sản xuất sinh khối hiệu xử lý chất hữu cơ/dinh dưỡng đồng ni cấy vi tảo: bùn hoạt tính với nước thải tổng hợp Ba PBRs thử nghiệm vận hành tỷ lệ COD/N 1:1, 5:1 10:1 nuôi cấy mẻ mà khơng cần sục khí Năng suất sinh khối cao hiệu xử lý COD, TN, TP cao tìm thấy tỷ lệ C/N 5:1 Trong đó, suất sinh khối đạt 132.5 mg L-1 ngày-1 hiệu xử lý COD, TN, TP 88,33%, 90,17% 95% Tỷ lệ COD/N = 5:1 thúc đẩy suất sinh khối vi tảo vi khuẩn, nước thải có COD/N = 5:1 có lợi cho q trình làm giàu sinh khối vi tảo Vì vậy, tỷ lệ COD/N yếu tố sản xuất sinh khối hệ thống đồng nuôi cấy xử lý chất hữu cơ/dinh dưỡng Bên cạnh đó, chu kỳ sáng tối báo cáo yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất sinh khối vi tảo, tốc độ tăng trưởng Nghiên cứu rằng, vận hành PBBs theo chế độ mẻ với tỷ lệ COD/N = 5:1 thời gian lưu sinh khối ngày tối đa hóa chu kỳ sáng tối nhân tạo Trong đó, tổng hàm lượng sinh khối khơ đạt 835 mg L-1 hiệu xử lý COD 82,14%, TN 74.45% TP 82.72% Từ khóa: Tỷ lệ COD/N, đồng ni cấy vi tảo: bùn hoạt tính, sản xuất sinh khối, chu kỳ sáng tối ABSTRACT This study investigated the effect of COD/N ratio and light/dark cycle on biomass production and organic/nutrient treatment efficiency in co-culture microalgal: activated sludge with synthetic wastewater The three tested PBRs operated at COD/N ratios were 1: 1, 5: 1, and 10: in batch culture without aeration The highest biomass productivity and COD, TN, and TP removal efficiency were found at the COD/N ratio of 5:1 In which, biomass productivity reached 132.5 mg L-1 day-1 and removal efficiency of COD, TN and TP were 88.33%, 90.17% and 95%, respectively The ratio COD/N = 5:1 promotes the biomass productivity of microalgae more than bacteria, so the wastewater with COD/N = 5: was beneficial for microalgae biomass enrichment Therefore, the COD/N ratio was the main factor in biomass production in co-culture and organic/nutrient processing systems Besides, the light dark cycle was reported to be one of the main factors affecting microalgae biomass production, specific growth rate The study showed that operating PBBs in batch mode with COD/N = 5:1 ratio and fix 7-days biomass retention time under artificial light dark cycle In which, the total dry biomass content reached 835 mg L-1, and COD removal efficiency was 82.14%, TN was 74.45% and TP was 82.72% Keywords: COD/N ratio, co-culture microalgae: activated sludge, biomass production, light dark cycle LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thực Các số liệu thu thập kết phân tích báo cáo trung thực, không chép từ đề tài nghiên cứu khoa học khác Các kết nghiên cứu trước trích dẫn đầy đủ Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung mà tơi trình bày luận văn TP Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 01 năm 2021 Học viên thực Nguyễn Ngọc Tiến i MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.6 1.5.1 Ý nghĩa khoa học 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn Tính đề tài CHƯƠNG 2: 2.1 2.2 2.3 TỔNG QUAN Tổng quan vi tảo 2.1.1 Chlorella sp 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tảo Chlorella Vi khuẩn bùn hoạt tính 14 2.2.1 Đặc điểm sinh học 14 2.2.2 Ứng dụng vi khuẩn xử lý nước thải 15 Mối quan hệ cộng sinh vi tảo vi khuẩn 16 2.3.1 Giới thiệu 16 2.3.2 Tương tác vi tảo vi khuẩn 18 2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ sinh khối tảo-vi khuẩn photobioreactor 21 2.4 Ánh sáng 29 ii 2.5 Tổng quan số loại nước thải thường sử dụng cho hệ sinh khối tảo – bùn hoạt tính 31 2.6 2.5.1 Nước thải sản xuất rượu 31 2.5.2 Nước thải sinh hoạt 33 2.5.3 Nước thải chăn nuôi heo 40 Tình hình nghiên cứu nước 41 2.6.1 Tinh hình nghiên cứu nước 41 2.6.2 Tinh hình nghiên cứu ngồi nước 41 CHƯƠNG 3: 3.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 Vật liệu nghiên cứu 44 3.1.1 Vi tảo 44 3.1.2 Bùn hoạt tính 44 3.1.3 Nước thải tổng hợp 44 3.2 Sơ đồ nghiên cứu 46 3.3 Thiết kế thí nghiệm 47 3.3.1 Nội dung 47 3.3.2 Nội dung 49 3.4 Vị trí tần suất lấy mẫu 51 3.5 Phương pháp phân tích xử lý số liệu 53 3.5.1 Nồng độ sinh khối khô (TSS) 53 3.5.2 Các thông số khác 54 3.5.3 Cân Nitơ 56 CHƯƠNG 4: 4.1 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 Nội dung 58 4.1.1 Ảnh hưởng tỷ lệ COD/N đến tăng trưởng sinh khối thay đổi pH Oxy hòa tan (DO) 58 4.1.2 Ảnh hưởng tỷ lệ COD/N đến loại bỏ chất dinh dưỡng 66 iii 4.1.3 4.2 Ảnh hưởng tỷ lệ COD/N đến loại bỏ chất hữu 71 Nội dung 73 4.2.1 Ảnh hưởng chu kỳ sáng tối lên tăng trưởng sinh khối thay đổi pH DO 73 4.2.2 Ảnh hưởng chu kỳ sáng tối đến loại bỏ chất dinh dưỡng 78 4.2.3 Ảnh hưởng chu kỳ sáng tối đến loại bỏ chất hữu 83 4.2.4 Ảnh hưởng chu kỳ sáng tối đến phân bố kích thước hạt 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 PHỤ LỤC i 89 [28] Lutzu, G.A., Analysis of the Growth of Microalgae in Batch and Semi-Batch Photobioreactors Thesis Universita’degli Studi di Cagliari 2012 [29] Gerardi, M.H., The Biology and Troubleshooting of Facultative Lagoons Hoboken, NJ: John Wiley & Sons 2015 [30] Bakuei, N., Amini, G., Najafpour, G.D., Jahanshahi, M., and Mohammadi, M., Optimal cultivation of Scenedesmus sp microalgae in a bubble column photobioreactor Ind J Chem Technol 2015 [31] Asulabh, K., Supriya, G., Ramachandra, T., Effect of salinity concentrations on growth rate and lipid concentration in Microcystis sp., Chlorococcum sp and Chaetoceros sp In National Conference on Conservation and Management of Wetland Ecosystems School of Environmental Sciences, Mahatma Gandhi University, Kottayam, Kerala 2012 [32] Jiang, Y., Chen, F., Effects of salinity on cell growth and docosahexaenoic acid content of the heterotrophic marine microalga Crypthecodinium cohnii J Industr Microbiol Biotechnol 1999 [33] Montechiaro, F., et al., Homeostasis of cell composition during prolonged darkness Plant Cell Environ 2006 [34] Salih, F.M., Microalgae tolerance to high concentrations of carbon dioxide: A review J Environ Protect 2, 648 Sa ´nchez, J., Ferna ´ndez-Sevilla, J., Acie ´n, F., Cero ´n, M., Pe ´rezParra, J., and Molina-Grima, E., Biomass and lutein productivity of Scenedesmus almeriensis: Influence of irradiance, dilution rate and temperature Appl Microbiol Biotechnol 2008a [35] Khairy, H.M., Shaltout, N.A., El-Naggar, M.F., and El-Naggar, N.A., Impact of elevated CO2 concentrations on the growth and ultrastructure of non-calcifying marine diatom (Chaetoceros gracilis F.Schu ¨tt) Egy J Aquat 2014 [36] Juneja, A., Ceballos, R.M., Murthy, G.S., Effects of environmental factors and nutrient availability on the biochemical composition of algae for biofuels production: A review 2013 [37] Redfield, A.C., The influence of organisms on the composition of seawater 1963 [38] Ren, T., Primary Factors Affecting Growth of Microalgae Optimal Light Exposure Duration and Frequency Thesis Iowa State University 2014 [39] Paes, C.R., Faria, G.R., Tinoco, N.A., Castro, D.J., Barbarino, E., Lourenc ¸o, S.O., Growth, nutrient uptake and chemical composition of Chlorella sp and Nannochloropsis oculata under nitrogen starvation Latin Am J Aquat 2016 90 [40] Concas, A., Malavasi, V., Costelli, C., Fadda,P., Pisu, M., Cao, G., Autotrophic growth and lipid production of Chlorella sorokiniana in lab batch and BIOCOIL photobioreactors: Experiments and modeling Bioresour Technol 2016a [41] Bruland, K.W., Donut, J.R., Hutchins, D.A., Interactive influences of bioactive trace metals on biological production in oceanic waters Limnol Oceanogr 1991 [42] Rocha, J.M., Garcia, J.E., Henriques, M.H., Growth aspects of the marine microalga Nannochloropsis gaditana Biomol Eng 2003 [43] Ravelonandro P.H., Ratianarivo D.H., Joannis-Cassan, C., Isambert, A., and Raherimandimby, M., Improvement of the growth of Arthrospira (Spirulina) platensis from Toliara (Madagascar): Effect of agitation, salinity and CO2 addition Food Bioprod Proces 2011 [44] Persoone, G., Morales, J., Verlet, H., and De Pauw, N., Air-lift pumps and the effect of mixing on algal growth Algal Biomass 1980 [45] Contreras, A., Garcı´a, F., Molina, E., Merchuk, J., Interaction between CO2-mass transfer, light availability, and hydrodynamic stress in the growth of Phaeodactylum tricornutum in a concentric tube airlift photobioreactor Biotechnol Bioeng., 1998 [46] Peng, Y Z., Wang, X L., Li, B K., Anoxic biological phosphorus uptake and the effect of excessive aeration on biological phosphorus removal in the A2O process Desalination 2006 [47] Cai, T., Park, S Y., Li, Y., Nutrient recovery from wastewater streams by microalgae: status and prospects Renewable and Sustainable Energy Reviews 2013 [48] Aslan, S and Kapdan, I K., Batch kinetics of nitrogen and phosphorus removal from synthetic wastewater by algae Ecological engineering 2006 [49] Munoz, R., Guieysse, B., Algal–bacterial processes for the treatment of hazardous contaminants: a review Water research 2006 [50] González-Fernández, C., Molinuevo-Salces, B., García-González, M C., Nitrogen transformations under different conditions in open ponds by means of microalgae–bacteria consortium treating pig slurry Bioresource technology, 2011, 102(2), 960-966 [51] De-Bashan, L E., Antoun, H., Bashan, Y., Cultivation factors and population size control the uptake of nitrogen by the microalgae Chlorella vulgaris when interacting with the microalgae growth-promoting bacterium Azospirillum brasilense FEMS Microbiology Ecology, 2005, 54(2), 197-203 91 [52] Vasseur, C., Bougaran, G., Garnier, M., Hamelin, J., Leboulanger, C., Le Chevanton, M., Fouilland, E., Carbon conversion efficiency and population dynamics of a marine algae–bacteria consortium growing on simplified synthetic digestate: first step in a bioprocess coupling algal production and anaerobic digestion, Bioresource Technology, 2012 [53] Unnithan, V V., Unc, A., Smith, G B., Mini-review: a priori considerations for bacteria–algae interactions in algal biofuel systems receiving municipal wastewaters, Algal Research, 2014 [54] Park, Y., Je, K W., Lee, K., Jung, S E., Choi, T J., Growth promotion of Chlorella ellipsoidea by co-inoculation with Brevundimonas sp isolated from the microalga, Hydrobiologia, 2008 [55] Subashchandrabose, S R., Ramakrishnan, B., Megharaj, M., Venkateswarlu, K., Naidu, R., Consortia of cyanobacteria/microalgae and bacteria: biotechnological potential, Biotechnology advances, 2011 [56] Rhee, G Y., Competition between an alga and an aquatic bacterium for phosphate 1, Limnology and Oceanography, 1972 [57] Liu, J., Lewitus, A J., Kempton, J W., Wilde, S B., The association of algicidal bacteria and raphidophyte blooms in South Carolina brackish detention ponds, Harmful Algae, 2008 [58] Qu, L., Wang, R., Zhao, P., Chen, R., Zhou, W., Tang, L., Tang, X., Interaction between Chlorella vulgaris and bacteria: interference and resource competition, Acta Oceanologica Sinica, 2014 [59] Krometis, L A H., Characklis, G W., Drummey, P N., Sobsey, M D., Comparison of the presence and partitioning behavior of indicator organisms and Salmonella spp in an urban watershed, Journal of Water and Health, 2010 [60] Schumacher, G., Blume, T., Sekoulov, I., Bacteria reduction and nutrient removal in small wastewater treatment plants by an algal biofilm Water science and technology, 2003 [61] Ribalet, F., Intertaglia, L., Lebaron, P., Casotti, R., Differential effect of three polyunsaturated aldehydes on marine bacterial isolates Aquatic Toxicology, 2008 [62] Cole, J J., Interactions between bacteria and algae in aquatic ecosystems Annual Review of Ecology and Systematics., 1982 [63] Danger, M., Oumarou, C., Benest, D., Lacroix, G., Bacteria can control stoichiometry and nutrient limitation of phytoplankton, Functional Ecology, 2007 92 [64] Munoz, R., Guieysse, B., Algal–bacterial processes for the treatment of hazardous contaminants: a review 2006., Water research [65] Byappanahalli, M N., Sawdey, R., Ishii, S., Shively, D A., Ferguson, J A., Whitman, R L., Sadowsky, M J., Seasonal stability of Cladophora-associated Salmonella in Lake Michigan watersheds water research, 2009 [66] Croft, M T., Lawrence, A D., Raux-Deery, E., Warren, M J., Smith, A G., Algae acquire vitamin B 12 through a symbiotic relationship with bacteria Nature, 2005 [67] Rooney-Varga, J N., Giewat, M W., Savin, M C., Sood, S., LeGresley, M., Martin, J L., Links between phytoplankton and bacterial community dynamics in a coastal marine environment Microbial ecology, 2005 [68] Gonzalez, L E., Bashan, Y., Increased growth of the microalga chlorella vulgariswhen coimmobilized and cocultured in alginate beads with the plantgrowth-promoting bacterium Azospirillum brasilense Applied and Environmental Microbiology, 2000 [69] De-Bashan, L E., Bashan, Y., Immobilized microalgae for removing pollutants: review of practical aspects Bioresource technology, 2010 [70] Atta, M., Idris, A., Bukhari, A., Wahidin, S., Intensity of blue LED light: a potential stimulus for biomass and lipid content in fresh water microalgae Chlorella vulgaris Bioresource technology, 2013 [71] Matthijs, H C., Balke, H., Van Hes, U M., Kroon, B M., Mur, L R., Binot, R A., Application of light‐ emitting diodes in bioreactors: Flashing light effects and energy economy in algal culture (Chlorella pyrenoidosa) Biotechnology and bioengineering., 1996 [72] Das, P., Lei, W., Aziz, S S., Obbard, J P., Enhanced algae growth in both phototrophic and mixotrophic culture under blue light Bioresource Technology, 2011 [73] Wang, S K., Stiles, A R., Guo, C., Liu, C Z., Microalgae cultivation in photobioreactors: An overview of light characteristics Engineering in Life Sciences, 2014 [74] Chen, H B., Wu, J Y., Wang, C F., Fu, C C., Shieh, C J., Chen, C I., Liu, Y C., Modeling on chlorophyll a and phycocyanin production by Spirulina platensis under various light-emitting diodes Biochemical Engineering Journal, 2010, 53(1), 52-56 [75] Mohsenpour, S F., Willoughby, N., Luminescent photobioreactor design for improved algal growth and photosynthetic pigment production through spectral conversion of light Bioresource technology, 2013, 142, 147-153 93 [76] Shu, C H., Tsai, C C., Liao, W H., Chen, K Y., Huang, H C., Effects of light quality on the accumulation of oil in a mixed culture of Chlorella sp and Saccharomyces cerevisiae Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 2012, 87(5), 601-607 [77] Yan, C., Zhang, L., Luo, X., Zheng, Z., Effects of various LED light wavelengths and intensities on the performance of purifying synthetic domestic sewage by microalgae at different influent C/N ratios Ecological Engineering., 2013 [78] Yan, C., Zheng, Z., Performance of photoperiod and light intensity on biogas upgrade and biogas effluent nutrient reduction by the microalgae Chlorella sp Bioresource technology, 2013, 139, 292-299 [79] Yan, C., Zheng, Z., Performance of mixed LED light wavelengths on biogas upgrade and biogas fluid removal by microalga Chlorella sp Applied energy, 2014, 113, 1008-1014 [80] Khoeyi, Z A., Seyfabadi, J., Ramezanpour, Z., Effect of light intensity and photoperiod on biomass and fatty acid composition of the microalgae, Chlorella vulgaris Aquaculture International, 2012, 20(1), 41-49 [81] Piepho, M., Martin-Creuzburg, D., Wacker, A., Simultaneous effects of light intensity and phosphorus supply on the sterol content of phytoplankton PLoS One, 2010, 5(12), e15828 [82] Wang, S K., Stiles, A R., Guo, C., Liu, C Z., Microalgae cultivation in photobioreactors: An overview of light characteristics Engineering in Life Sciences, 2014 [83] Atta, M., Idris, A., Bukhari, A., Wahidin, S Intensity of blue LED light: a potential stimulus for biomass and lipid content in fresh water microalgae Chlorella vulgaris Bioresource technology., 2013 [84] Tzovenis, I., De Pauw, N., Sorgeloos, P., Effect of different light regimes on the docosahexaenoic acid (DHA) content of Isochrysis aff galbana (clone TISO) Aquaculture International, 1997, 5(6), 489-507 [85] Fábregas, J., Maseda, A., Domínguez, A., Ferreira, M., Otero, A, Changes in the cell composition of the marine microalga, Nannochloropsis gaditana, during a light: dark cycle Biotechnology letters, 2002, 24(20), 1699-1703 [86] Gonỗalves, A L., Pires, J C., Simões, M, A review on the use of microalgal consortia for wastewater treatment Algal Research, 2017 [87] Serejo, M L., Posadas, E., Boncz, M A., Blanco, S., García-Encina, P., & Muñoz, R., Influence of biogas flow rate on biomass composition during the optimization of biogas upgrading in microalgal-bacterial processes Environmental science & technology, 2015, 49(5), 3228-3236 94 [88] Xu, B., Cheng, P., Yan, C., Pei, H., & Hu, W., The effect of varying LED light sources and influent carbon/nitrogen ratios on treatment of synthetic sanitary sewage using Chlorella vulgaris World journal of microbiology and biotechnology, 2013, 29(7), 1289-1300 [89] Makino, W., Cotner, J B., Sterner, R W., Elser, J J., Are bacteria more like plants or animals? Growth rate and resource dependence of bacterial C: N: P stoichiometry Functional Ecology, 2003, 17(1), 121-130 [90] Khanzada, Z T., Phosphorus removal microalgae Biotechnology Reports., 2020 from landfill leachate by [91] Sun, S P., Nàcher, C P I., Merkey, B., Zhou, Q., Xia, S Q., Yang, D H., Smets, B F., Effective biological nitrogen removal treatment processes for domestic wastewaters with low C/N ratios: a review Environmental Engineering Science, 2010 [92] Molloy, C J., Syrett, P J., Interrelationships between uptake of urea and uptake of ammonium by microalgae Journal of experimental marine biology and ecology., 1988 [93] Wahidin, S., Idris, A., Shaleh, S R M., The influence of light intensity and photoperiod on the growth and lipid content of microalgae Nannochloropsis sp Bioresource technology, 2013, 129, 7-11 [94] Takache, H., Pruvost, J., Marec, H., Investigation of light/dark cycles effects on the photosynthetic growth of Chlamydomonas reinhardtii in conditions representative of photobioreactor cultivation Algal research, 8, 2015, 192-204 [95] Kendirlioglu, G., Cetin, A K., Effect of different wavelengths of light on growth, pigment content and protein amount of chlorella vulgaris Fresenius Environ Bull, 2017, 26, 7974-7980 [96] Perez-Garcia, O., Bashan, Y., Microalgal heterotrophic and mixotrophic culturing for bio-refining: from metabolic routes to techno-economics Algal biorefineries, 2015, 61-131 [97] Ugwu, C U., Aoyagi, H., Uchiyama, H., Influence of irradiance, dissolved oxygen concentration, and temperature on the growth of Chlorella sorokiniana Photosynthetica, 2007, 45(2), 309-311 [98] Carvalho, A P., Meireles, L A., Malcata, F X., Microalgal reactors: a review of enclosed system designs and performances Biotechnology progress, 2006, 22(6), 1490-1506 [99] Douskova, I., Doucha, J., Livansky, K., Machat, J., Novak, P., Umysova, D., Vitova, M., Simultaneous flue gas bioremediation and reduction of microalgal 95 biomass production costs Applied microbiology and biotechnology, 2009, 82(1), 179-185 [100] Blanken, W., Cuaresma, M., Wijffels, R H., Janssen, M., Cultivation of microalgae on artificial light comes at a cost Algal Research, 2013, 2(4), 333340 [101] Papazi, A., Makridis, P., Divanach, P., Kotzabasis, K., Bioenergetic changes in the microalgal photosynthetic apparatus by extremely high CO2 concentrations induce an intense biomass production Physiologia plantarum, 2008, 132(3), 338-349 [102] Phước, N.V., Giáo trình Xử lý xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học, NXB Xây Dựng, Hà Nội – 2010 [103] Takache, H., Pruvost, J., Marec, H., Investigation of light/dark cycles effects on the photosynthetic growth of Chlamydomonas reinhardtii in conditions representative of photobioreactor cultivation Algal research, 2015, 8, 192-204 [104] Higgins, B T., Gennity, I., Fitzgerald, P S., Ceballos, S J., Fiehn, O., VanderGheynst, J S., Algal–bacterial synergy in treatment of winery wastewater npj Clean Water, 2018, 1(1), 1-10 [105] Gao, F., Zhang, H., Yang, F., Qiang, H., Li, H., Zhang, R., Study of an innovative anaerobic (A)/oxic (O)/anaerobic (A) bioreactor based on denitrification– anammox technology treating low C/N municipal sewage Chemical engineering journal, 2013, 232, 65-73 [106] De Godos, I., Blanco, S., García-Encina, P A., Becares, E., Moz, R., Longterm operation of high rate algal ponds for the bioremediation of piggery wastewaters at high loading rates Bioresource Technology, 2009, 100(19), 4332-4339 [107] Zhu, S., Qin, L., Feng, P., Shang, C., Wang, Z., Yuan, Z., Treatment of low C/N ratio wastewater and biomass production using co-culture of Chlorella vulgaris and activated sludge in a batch photobioreactor Bioresource technology, 2019, 274, 313-320 [108] Arias, D M., Uggetti, E., García-Galán, M J., García, J., Nutrients and biomass dynamics in photo-sequencing batch reactors treating wastewater with high nutrients loadings Ecological engineering, 2018, 119, 35-44 [109] Tang, C C et al., Enhanced nitrogen and phosphorus removal from domestic wastewater via algae-assisted sequencing batch biofilm reactor 2018, 250: p 185-190 96 [110] Ma, C et al., Molasses wastewater treatment and lipid production at low temperature conditions by a microalgal mutant Scenedesmus sp Z4 2017, 10(1): p 1-13 [111] Zheng, H., et al., Balancing carbon/nitrogen ratio to improve nutrients removal and algal biomass production in piggery and brewery wastewaters 2018, 249: p 479-486 [112] Morales, M., et al., The impact of environmental factors on carbon dioxide fixation by microalgae 2018, 365(3) [113] Munoz, R and Guieysse, B (2006) Algal–bacterial processes for the treatment of hazardous contaminants: a review 2006, 40(15): p 2799-2815 [114] Kumar, M S., Miao, Z H., Wyatt, S K., Influence of nutrient loads, feeding frequency and inoculum source on growth of Chlorella vulgaris in digested piggery effluent culture medium Bioresource technology, 2010, 101(15), 60126018 [115] Su, Y., Mennerich, A., Urban, B., Municipal wastewater treatment and biomass accumulation with a wastewater-born and settleable algal-bacterial culture Water research, 2011, 45(11), 3351-3358 [116] Li, H., Zhang, Y., Han, X., Shi, X., Rivkin, R B., Legendre, L., Growth responses of Ulva prolifera to inorganic and organic nutrients: Implications for macroalgal blooms in the southern Yellow Sea, China Scientific reports, 2016, 6(1), 1-11 [117] Li, S L., Feng, S L., Li, Z T., Xu, H., Yu, Y P., Cao, Y., Isolation, identification and characterization of oleaginous fungi from the soil of Qinghai Plateau that utilize D-xylose African Journal of Microbiology Research, 2011, 5(15), 2075-2081 [118] Xia, S., Li, J., Wang, R., Nitrogen removal performance and microbial community structure dynamics response to carbon nitrogen ratio in a compact suspended carrier biofilm reactor Ecological Engineering, 2008, 32(3), 256262 [119] Markou, G., Vandamme, D., Muylaert, K., Ammonia inhibition on Arthrospira platensis in relation to the initial biomass density and pH Bioresource technology, 2014, 166, 259-265 [120] Markou, G., Depraetere, O., Muylaert, K., Effect of ammonia on the photosynthetic activity of Arthrospira and Chlorella: A study on chlorophyll fluorescence and electron transport Algal Research, 2016, 16, 449-457 97 [121] Markou, G., Iconomou, D., & Muylaert, K., Applying raw poultry litter leachate for the cultivation of Arthrospira platensis and Chlorella vulgaris Algal research, 2016, 13, 79-84 [122] Li, X., Li, W., Zhai, J., Wei, H., & Wang, Q., Effect of ammonium nitrogen on microalgal growth, biochemical composition and photosynthetic performance in mixotrophic cultivation Bioresource technology, 2019, 273, 368-376 [123] Lee, C S., et al., Effects of photoperiod on nutrient removal, biomass production, and algal-bacterial population dynamics in lab-scale photobioreactors treating municipal wastewater 2015, 68: p 680-691 [124] Bazdar, E., et al., The effect of different light intensities and light/dark regimes on the performance of photosynthetic microalgae microbial fuel cell 2018, 261: p 350-360 [125] Guo, Z and Tong, Y W., The interactions between Chlorella vulgaris and algal symbiotic bacteria under photoautotrophic and photoheterotrophic conditions 2014, 26(3): p 1483-1492 [126] Munoz, R and Guieysse, B (2006) Algal–bacterial processes for the treatment of hazardous contaminants: a review 2006, 40(15): p 2799-2815 [127] Gutzeit, G., et al., Bioflocculent algal–bacterial biomass improves low-cost wastewater treatment 2005, 52(12): p 9-18 [128] Bradley, H C and Nichols, M., Nitrogen content of bacterial cells I Method 1918 33(3): p 525-529 [129] Fagerbakke, K M., Content of carbon, nitrogen, oxygen, sulfur and phosphorus in native aquatic and cultured bacteria 1996 10(1): p 15-27 [130] Nguyen, T T., et al., Performance and membrane fouling of two types of laboratory-scale submerged membrane bioreactors for hospital wastewater treatment at low flux condition 2016, 165:p 123-129 [131] Nguyen, T T., et al., Effect of Tris-(hydroxymethyl)-amino methane on microalgae biomass growth in a photobioreactor 2016, 208: p 1-6 [132] Kwon, G., et al., Effects of light and mass ratio of microalgae and nitrifiers on the rates of ammonia oxidation and nitrate production 2020, 107656 [134] Ward, B B., Nitrification in marine systems 2008, 2:p 199-261 [135] Guerrero, M A and Jones, R D., Light-induced absorbance changes associated with photoinhibition and pigments in nitrifying bacteria 1997, 13(3): p 233-239 98 [136] Huo, S., et al., Co-culture of Chlorella and wastewater-borne bacteria in vinegar production wastewater: Enhancement of nutrients removal and influence of algal biomass generation 2020, 45: p 101744 [137] Cai, T., et al., Nutrient recovery from wastewater streams by microalgae: status and prospects 2013, 19: p 360-369 [138] Friedl, T., The evolution of the green algae In Origins of Algae and their Plastids 1997 Springer, Vienna [139] Lee, K and Lee, C G., Effect of light/dark cycles on wastewater treatments by microalgae 2001, 6(3): p 194-199 i PHỤ LỤC HÌNH ẢNH MỘT SỐ THIẾT BỊ VÀ HÌNH ẢNH XEM QUA KÍNH HIỂN VI Thiết bị thí nghiệm Máy đo DO nhiệt độ Máy đo pH Máy đo cường độ ánh sáng Kính hiển vi ii Tủ hút ẩm Cân phân tích Máy chưng cất Amoni Tủ sấy iii Hình ảnh xem qua kính hiển vi iv v PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGUYỄN NGỌC TIẾN Ngày, tháng, năm sinh: 29/11/1994 Nơi sinh: Bình Định Địa liên lạc: 23/46B Nguyễn Hữu Tiến, Phường Tây Thạnh, Quận Tân Phú, TPHCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học Tháng 10/2015 – Tháng 3/2017 Kỹ thuật Môi trường Khoa Môi trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường Tp HCM Cao học Tháng 10/2018 – Kỹ thuật Môi trường Khoa Môi trường Tài nguyên Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG – TP.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC 05/2017 – Kỹ sư môi trường – Công ty TNHH MTV Phát Triển Công Nghệ Môi 09/2017 Trường Bách Khoa 09/2017 – Kỹ sư môi trường – Công ty TNHH Thương Mại Xây Dựng Môi 06/2020 Trường Nam Việt 02/2020 – Kỹ sư môi trường – Công ty TNHH Đầu Tư Xây Dựng & Môi Trường Nay Dương Nhật ... năm sinh: 29/11/1994 Nơi sinh: Bình Định Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số : 8520320 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ VÀ CHẤT DINH DƯỠNG TRONG NƯỚC THẢI BẰNG HỆ SINH KHỐI TẢO – BÙN... Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt phụ thuộc nhiều vào nguồn nước thải? ?? Ngoài lượng nước thải hay nhiều cịn phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt [102]... Việt Nam 1.6 Tính đề tài Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ COD/N chu kỳ sáng tối để xử lý nước thải, sản xuất sinh khối cịn nghiên cứu đề cập Vì nghiên cứu xử lý COD Nitơ nước thải hệ sinh khối tảo – vi khuẩn