*Thuyết minh quy trình công nghệ:
- Nƣớc thải chế biến tinh bột sắn đƣợc cho qua song chắn rác (SCR) đến bể tiếp nhận. SCR có tác dụng loại bỏ các tạp chất gây tắt nghẽn hệ thống xử lý. Sau đó, từ bể tiếp nhận đƣợc bơm lên bể điều hòa. Bể điều hoà giữ chức năng điều hoà nƣớc thải về lƣu lƣợng và nồng độ. Nƣớc thải tiếp tục đƣợc đƣa vào bể lắng 1 để loại bỏ cặn tinh bột mịn có khả năng lắng đƣợc.
- Nƣớc thải đƣợc dẫn vào bể axit với 2 ngày lƣu nƣớc nhằm mục đích khử độc tố CN- và chuyển hóa các hợp chất khó phân hủy thành các hợp chất đơn giản dễ phân hủy sinh học. Vi sinh vật hoạt động trong bể axit đƣợc lấy từ bùn tự hoại. Sau khi đƣợc xử lý ở bể axit, nƣớc thải đƣợc trung hòa bằng vôi về pH khoảng 6,5 – 7,5 tại bể trung hòa nhằm tạo điều kiện cho quá trình xử lý sinh học tiếp theo.
- Nƣớc thải sau khi trung hòa đƣợc dẫn đến bể kị khí (UASB) nhằm phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản hơn và chuyển hóa chúng thành CH4, CO2, H2S,… Sau đó, nƣớc thải đƣợc xử lý tiếp bằng bể bùn hoạt tính, bể này vừa có nhiệm vụ xử lý tiếp phần BOD5, COD còn lại vừa làm giảm mùi hôi có trong nƣớc thải. Sau khi xử lý ở bể lọc sinh học hiếu khí, nƣớc thải tiếp tục chảy sang
Nƣớc thải sản xuất tinh bột sắn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Häc viªn: TrÇn Hµ Ninh 36 Chuyªn ngµnh: Vi sinh vËt
bể lắng 2 để lắng bùn hoạt tính. Lƣợng bùn này đƣợc rút khỏi bể lắng bằng hệ thống bơm bùn và tuần hoàn về bể lọc sinh học hiếu khí, bùn dƣ đƣợc dẫn về bể nén bùn.
- Nƣớc thải từ bể lắng 2 tiếp tục chảy qua hồ hiếu khí với thời gian lƣu nƣớc 10 ngày nhằm ổn định nguồn nƣớc thải. Tiêu chuẩn nƣớc thải sau khi ra khỏi hồ là đạt tiêu chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT cột A, B rồi thải ra nguồn tiếp nhận.
Tùy thuộc vào lƣu lƣợng, công nghệ sản xuất và điều kiện thực tế của từng nhà máy mà quy trình này đƣợc cái biến và năng cấp cho phù hợp. Hiện nay ở trong nƣớc, các nhà máy sản xuất tinh bột thƣờng sử dụng 2 sơ đồ công nghệ chính để xử lý nƣớc thải [39]:
-Quy trình xử lý nƣớc thải bằng các hồ sinh học: phƣơng pháp này đƣợc áp dụng tại một số nhà máy nhƣ nhà máy tinh bột sắn Thừa Thiên Huế, Nhà máy tinh bột sắn Đắc Lắc, nhà máy tinh bột sắn Quảng Ngãi… Phƣơng pháp xử lý này đƣợc vận hành đơn giản, rẻ tiền tuy nhiên hệ thống xử lý tốn nhiều diện tích và hiệu quả thƣờng không cao.
-Quy trình xử lý nƣớc thải kết hợp hoá lý và sinh học hiếu khí: phƣơng pháp này đƣợc áp dụng tại nhà máy tinh bột sắn Văn Yên – Yên Bái. Với hệ thống xử lý theo phƣơng pháp này hiệu quả xử lý rất cao, tuy nhiên kinh phí vận hành khá cao, dễ ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng do việc sử dụng hóa chất.
Tuy nhiên, trong thời gian gần đây, đã xuất hiện một hƣớng đi mới trong việc xử lý dạng nƣớc thải giàu hữu cơ nhƣ nƣớc thải sản xuất tinh bột. Đó là tận dụng chúng để tạo ra các sản phẩm có ích nhƣ: sản xuất thuốc trừ sâu vi sinh, phân bón…
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Häc viªn: TrÇn Hµ Ninh 37 Chuyªn ngµnh: Vi sinh vËt
2.1. Vật liệu
2.1.1. Chủng giống vi sinh vật sử dụng
Chủng Bacillus thuringiensis var. kurstaki do Phòng vi sinh vật môi trƣờng – Viện Công nghệ môi trƣờng – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam cung cấp.
Giống đƣợc nhân từ ống giống gốc trên môi trƣờng tổng hợp sẵn (TSB) trong trên đĩa môi trƣờng, đem nuôi 48 giờ ở 30oC sau đó đƣợc giữ trong tủ lạnh cho những thí nghiệm tiếp theo.
2.1.2. Nƣớc thải sản xuất tinh bột sắn
Nƣớc thải sản xuất tinh bốt sắn dùng trong thí nghiệm đƣợc thu từ đƣờng ống dẫn nƣớc thải sản xuất trƣớc khi vào hệ thống xử lý của xƣởng sản xuất tinh bột sắn tại Bắc Ninh. Nƣớc thải sau khi lấy về đƣợc đƣợc lƣu trong tủ lạnh 4oC nếu nhƣ chƣa đƣợc sử dụng (thời gian lƣu không quá 2 tuần).
2.1.3. Thiết Bị
- Buồng cấy vi sinh (ClassII Biohazard Safety Cabinet- Esco) - Máy lắc ổn nhiệt (Shel lab)
- Tủ ấm (Binder)
- Nồi khử trùng (SA- 300VF) - Máy đo quang phổ khả kiến.
- Hệ lên men quy mô phòng thí nghiệm (5L) BioEngineering của Thụy Điển.
2.1.4. Môi trƣờng tổng hợp TSB
- Môi trƣờng lỏng TSB: đƣợc pha theo tỷ lệ: 30g Trytic Soya Broth (Mỹ) trong 1 lít nƣớc cất, khử trùng ở 121o
C trong 15 phút. Môi trƣờng thạch TSA: đƣợc pha theo tỷ lệ 30g Trytic Soya Broth (Mỹ) + 20g Agar trong 1 lít nƣớc cất, khử trùng ở 121oC trong 15 phút, đổ đĩa thạch trong điều kiện vô trùng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Häc viªn: TrÇn Hµ Ninh 38 Chuyªn ngµnh: Vi sinh vËt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.2. Phƣơng pháp
2.2.1. Phƣơng pháp xác định mật độ tế bào, mật độ bào tử [28] 2.2.2. Phƣơng pháp xác định các thông số trong nƣớc thải [4, 23] 2.2.2. Phƣơng pháp xác định các thông số trong nƣớc thải [4, 23]
Các chỉ tiêu: pH, nhiệt độ của nƣớc thải đƣợc đo bằng máy đo hiện trƣờng; thông số Xyanua (CN-) đƣợc xác đinh bằng phƣơng pháp chuẩn độ iot [4]; các thông số COD, BOD5, T-N, T-P, Tổng cacbon, Amon (NH4
+
), kim loại (Al, Ca, Cd,...) đƣợc xác định theo phƣơng pháp trong Standard Method hoặc theo tiêu chuẩn phân tích trong nƣớc hiện hành.
2.2.3. Phƣơng pháp khử xyanua (CN-) có trong nƣớc thải sản xuất tinh bột sắn [4]
Có rất nhiều biện pháp khử xyanua trong nƣớc nhƣ xục khí CO2, oxy hóa bằng Clo, bằng KmnO4,… tuy nhiên sử dụng Ozon khử xyanua đơn giản và hiệu quả hơn rất nhiều. Nguyên lý của biện pháp khử xyanua bằng ozon (O3):
Tác nhân này ít độc hại hơn clo, thực hiện đơn giản hơn và oxy hoá CN - triệt để thành chất không độc.
CN - + O3 → OCN - + O2
6OCN - + 8O3 → 6CO2 + 3N2 + 902
Bên cạnh đó, O3 có thể oxy hoá đƣợc phức xyano của sắt rất bền và xyanua hữu cơ
2.2.4. Phƣơng pháp xác định nồng độ delta-endotoxin trong dịch nuôi cấy
Delta-endotoxin đƣợc xác định trên cơ sở hòa tan tinh thể protein độc trong môi trƣờng kiềm: 1ml mẫu dịch nuôi cấy đƣợc ly tâm 10000g trong 10 phút ở 4oC. Phần cặn bao gồm bào tử, tinh thể protein độc, mảnh vụn tế bào và phần rắn lơ lửng còn lại đƣợc sử dụng để xác định nồng độ tinh thể protein độc hòa tan (δ-protein). Phần cặn đƣợc rửa 3 lần, mỗi lần bằng 1ml 0,14M NaCl-0,01% Triton X – 100. Việc rửa này giúp loại bỏ các protein và các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Häc viªn: TrÇn Hµ Ninh 39 Chuyªn ngµnh: Vi sinh vËt
protease còn bám vào phần cặn. Phần cặn đã rửa chứa tinh thể protein đƣợc thủy phân trong dung dịch NaOH 0,05N (pH 12,5) trong 3h ở 30oC trong điều kiện có khuấy. Dịch huyền phù sau đó đƣợc ly tâm ở 10000g trong 10 phút ở 4oC, phần cặn sau khi ly tâm sẽ đƣợc loại bỏ còn phần dịch nổi sẽ đƣợc dùng để xác định hàm lƣợng delta-endotoxin theo phƣơng pháp Bradford sử dụng BSA làm chất chuẩn [7].
Đƣờng chuẩn protein:
Chất chuẩn BSA đƣợc pha từ dung dịch mẹ (1000mg/l) và pha loãng ở các nồng độ sau:
TT 1 2 3 4 5 6
Nồng độ BSA (mg/l) 100 200 400 600 800 1000 Mẫu xác định theo phƣơng pháp Bradford, đƣờng chuẩn thu đƣợc đƣợc thể hiện ở hình 2: y = 1357.2x - 79.932 R2 = 0.9964 0 200 400 600 800 1000 1200 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Abs N ồn g độ ( m g/ l)