Lựa chọn công nghệ kỵ khí phù hợp, thiết kế và vận hành (có sử dựna nguồn methanogen từ chủng M 37) xử lý chất thải hữu cơ của một cụm dân cư/cơ sở

Một phần của tài liệu Nghiên cứu phát triển sinh phẩm hỗ trợ công nghệ lên men tạo khí sinh học trong các điều kiện môi trường đặc biệt (Trang 87 - 91)

sản xuất hay doanh trại quân đội ở ven biến/hải đảo.

Chủ nhiệm đê tài Thủ trưởng

cơ quan chủ trì đề tài Chủ tịch hội đông đánh giá chính thức Thủ trưởng cơ quan quan lý

đề tài Họ và tên: Đinh Thúy Hăng Dương Văn Hợp Dương Văn Họp

Học vị: Tiên sỹ PGS. TS. PGS. TS Ký tên: ^ \S I N H HỌC /Ệ ịl / 5 'k. Tưmt — - - -TtrtèiÁM ĐỐC MS SÂN KHOA HOC - cõr

PHÓ TRƯỞNG BAN

1 5 10 17 20 26 3.1 40 50 60

NaCI (g/L)

Hình 2. Anh h ư ờ n g c ủ a điều kiện môi tr ư ờ n g nuôi cấy đ ế n m ứ c tăn g tr ư ờ n g v à sinh m e t h a n e ờ ch ù n g M37. A - Ảnh h ư ờ n g c ủ a nhiệt độ; B - Ảnh h ư ờ n g c ủ a pH; c - Ảnh h ư ở n g c ủ a độ m ặ n (áp s u ấ t th ẩ m thấu). Ký hiệu: B OD 600; ■ CH 4 (mol).

Trong số các nguồn cơ chất thừ nghiệm , chủng M3 7 sinh trưởng tốt nhất với trimethylamine, nhưng lại sinh methane tốt nhất v ó i acetate (Hình 3). Hydro và methanol cũng được sử dụng để tăng sinh (Hình 3A ) nhưng không được chuyển hóa thành methane

(Hình 3B). Trong số ba chủng M. s ic ilia e đã công bố thì chỉ có chủng C2J phân lập từ trầm

tích biển Canyon có khả năng sử dụng acetate làm cơ chất để sinh trưởng và tạo methane (Elberson, Sow ers, 1997). N hư vậy về đặc tính sinh học chủng M 37 phân lập trong nghiên cứu này gần vớ i chủng C2J hơn so với hai chủng còn lại.

T hờ i gian (ngày) Thời gian (ngày)

Hình 3. Sinh t r ư ờ n g và sinh m e t h a n e ờ c h ù n g M 3 7 trên c á c nguồn c ơ c h ấ t k h á c nhau. A - T hay đổi giá trị m ậ t độ q u a n g ODeoo; B - Khí m e t h a n e sinh ra trong q u á trinh sinh trư ở n g .

Trong quá trình lên men kỵ khí chất hữu cơ sinh biogas, lượng m ethane sinh ra chủ yếu do nhóm m ethanogen sử dụng acetate (trên 70%), chỉ có m ột phần nhỏ do nhóm

m ethanogen sử dụng hydro (Lettinga, 1995; Bitton, 1999; W hitman et a l., 2006). Chủng

M37 được chuyên biệt hóa tạo methane từ acetate và có khả năng sinh trưởng cũng như tạo methane trong phổ rộng điều kiện nhiệt độ, pH, và đặc biệt m ôi trường có hàm lượng muối cao, do vậy có khả năng cạnh tranh tốt trong các bể lên m en kỵ khí ở điều kiện nước lợ và nước biên.

K É T LU Ậ N

M3 7 là chủng m ethanogen ưa mặn đầu tiên phân lập ở biển V iệt N am , có khả năng sinh trưởng tốt ở m ôi trường có hàm lượng m uối từ 1 7 - 6 0 g/L (tối ưu ở 26 - 33 g/L),

nhiệt độ từ 20 - 4 5 ° c (tối ưu ở 37°C) và pH từ 6,5 - 8 (tối ưu ở 7,5). Chủng M 37 có độ

tương đồng cao nhất trong trình tự đoạn gen 16S rD N A với M e tha n osa rcina s ic iỉia e (98%)

và chuyên biệt hóa trong sử dụng acetate để sinh trưởng và tạo m ethane. V ới các đặc tính mô tả ở trên chủng này có thể được sử dụng làm nguồn m ethanogen để bổ sung vào các hệ thống xử lý kỵ khí ở điều kiện nước mặn nhằm tăng hiệu suất và rút ngắn thời gian khởi động.

L Ờ I C Ả M Ơ N

Công trình được hoàn thành nhờ sự hỗ trợ kinh phí của đề tài mã số Q G .l 1.27. Các tác giả xin trân trọng cảm ơn V iện V i sinh vật và Công nghệ sinh học đã tạo điều kiện tiến hành các thí nghiệm trong nghiên cứu.

T À I L IỆ U T H A M K H Ả O

Bitton G (1999) W astew ater m icro b io lo g y. John W iley & Sons, N e w York, U SA .

C olw ell FS, B oyd s , D elw ich e ME, Reed DW , Phelps TJ, N ew b y D T (2 0 0 8 ) Estimates o f biogenic m ethane production rates in deep marine sedim ents at Hydrate R idge, Cascadia

Margin. A p p l E v iro n M ic ro b io l. 74: 3444-3452.

Chen Y, Cheng JJ, Creamer KS (2 0 0 7 ) Inhibition o f anaerobic digestion process: a review.

Biores Technol 9 9 :4 0 4 4 - 4064.

D olfing J, M ulder JW (1985) Comparison o f methane production rate and coenzym e F420

content o f m ethanogenic consortia in anaerobic granular sludge. A p p l E n v iro n M ic ro b io l

49: 1142-1145.

Elberson M A , Sow ers KR (1 9 9 7 ) Isolation o f an aceticlastic strain o f M ethanosarcina

sieiliae from marine Canyon sediments and emendation o f the species description for

M ethanosarcina s ic ilia e . In t J S y s t B a c te rio l 4 7 :1258-1261.

Felsenstein J (1 9 8 5 ) C onfidence lim its on phytogenies: an approach using the bootstrap.

E vo lu tio n 39, 7 8 3 -7 9 1 .

Ganzert L, Jurgens G, M uenster u , Wagner D (2007) M ethanogenic com m unities in

perm afrost-affected so ils o f the Laptev Sea coast, Siberian Arctic, characterized b y l6S

rRNAgene fingerprints. FEMS Microbiol Ecol 59: 476-488.

G rosskopf R, Janssen p, Liesack w (1998) D iversity and structure o f the m ethanogeniccom m unity in anoxic rice paddy soil m icrocosm s as exam ined by cultivation and direct 16S com m unity in anoxic rice paddy soil m icrocosm s as exam ined by cultivation and direct 16S

rRNA gene sequence retrieval. A p p l E n v iro n M ic r o b io l 64: 960-969.

K uivila KM , Murray JW, D evol A H (1990) M ethane production in the sulfate-depleted

Lazar c s , Parkes RJ, Cragg B A , L'Haridon s , Toffin L (2 0 1 1 ) M ethan ogen ic diversity and activity in hypersaline sedim ents o f the centre o f the N ap oli mud volca n o , Eastern

Mediterranean Sea. E n v iro n M ic ro b io l 13: 2078-2091.

Lettinga G (1 9 9 5 ) Anaerobic digestion and wastewater treatment system s. A ntonnie Van L eeuw enhoek 67:3-28.

M adigan MT, M artinko JM, Parker J (2003) B ro c k B io lo g y o f M ic ro o rg a n is m s , 10th Ed.

Pearson Education Inc., U S A .

M ikucki AJ, Liu Y , D elw ich e M, C olw ell FS, B oone D R (2 0 0 3 ) Isolation o f a m ethanogenfrom deep marine sedim ents that contain methane hydrates and description o f

Một phần của tài liệu Nghiên cứu phát triển sinh phẩm hỗ trợ công nghệ lên men tạo khí sinh học trong các điều kiện môi trường đặc biệt (Trang 87 - 91)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(102 trang)