Thời gian (ngày ) Hiệu suất (%) KC 15l/phút 30l/phút 45l/phút 1 24,35 36,49 37,51 31,79 2 42,15 50,90 58,71 56,67 3 53,88 70,32 67,98 65,46 4 61,57 75,26 69,26 81,40 5 51,79 63,79 65,18 47,84 6 52,86 62,07 68,57 42,35 7 76,43 69,65 73,81 61,97
Sau 4 ngày xử lý, mức cấp khí 45 l/phút xử lý nƣớc thải tốt nhất, COD ban đầu lên tới 1178,20 mg/l giảm xuống còn 219,15 mg/l, tƣơng ứng hiệu suất xử lý lên tới 81,40%. Chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý đạt loại B theo quy định ở cột B2/ QCVN12:2008/BTNMT. 0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 CO D( m g/l)
Thời gian (ngày)
KC 15L/phút 30L/phút 45L/phút
Sau ngày thứ 4, giá trị COD tăng lên đột biến có thể do lúc này lƣợng thức ăn cạn kiệt, vi khuẩn chết đi quá trình phân hủy nội bào thành các chất hữu cơ gây ơ nhiễm thứ cấp. Sau đó các chất hữu cơ phân hủy này lại trở thành nguồn thức ăn cho vi khuẩn tiếp tục sinh trƣởng, nồng độ các chất hữu cơ giảm dần dẫn đến giá trị COD tiếp tục giảm.
Hiệu suất xử lý COD của chế phẩm BioTD thấp hơn so với một số chế phẩm
khác nhƣ: chế phẩm TN1C, thành phần gồm: Bacillus subtilis (1012 CFU/g),
Nitrosomonas spp. (1011 CFU/g), Nitrobacterspp. (1011CFU/g), Saccharomyces
(1012CFU/g) cho hiệu xuất xử lý COD đạt94,44%[12] hay chế phẩm gồm các chủng
B.subtilis NT1, B.methylotrophycus BA1 và B.amyloquefaciens H12 hiệu xuất xử lý
COD đạt 94,3% [14]. Tuy nhiên các chế phẩm này là sự kết hợp của nhiều chủng khác nhau, trong khi chế phẩm BioTD chỉ có chủng B.subtilis TD, do đó cần nghiên
cứu thêm hiệu quả xử lý nƣớc thải của chủng B.subtilis TD khi kết hợp với các
chủng có lợi khác để nâng cao hiệu quả xử lý.
Với mẫu kiểm chứng chỉ bổ sung chủng B.subtilisTD và khơng cấp khí, q trình xử lý diễn ra chậm hơn, tuy nhiên đến ngày thứ 7, hiệu suất xử lý khá cao, đạt tới 76,43%. Khi khơng cấp khí, cả vi sinh vật hiếu khí, yếm khí tùy tiện và yếm khí bắt buộc đều có thể sinh trƣởng và xử lý nƣớc thải. Do đó cần xem xét thêm khả năng xử lý nƣớc thải trong điều kiện yếm khí của chủng B.subtilisTD.
3.7.3. Tốc độ lắng của bùn sau xử lý
Qua quan sát trong q trình xử lý thấy, bơng bùn có màu vàng nâu, kích
a. Khả năng lắng b. Nƣớc thải trƣớc và sau khi xử lý bằng chủng TD
Hình 3. 16: Khả năng lắng, tạo bùn và hiệu quả xử lý nƣớc thải của chế phẩm BioTD ở quy mô 5 l
Tiến hành khảo sát chỉ số thể tích bùn (SVI) bằng cách cho 1000 ml nƣớc thải sau xử lý vào ống đong thủy tinh, để lắng và theo trong 30 phút, kết quả thu đƣợc nhƣ bảng 3.10.
Bảng 3. 10: Tốc độ lắng của nƣớc thải nhà máy giấy sau khi xử lý bằng chế phẩm BioTD
Thời gian (phút) 5 10 15 20 25 30
Thể tích bùn lắng (ml) 340 290 260 240 230 220
SVI (ml/g) 102,9
Giá trị SVI của nƣớc thải khi xử lý bởi chế phẩm BioTD đạt 102,9 ml/g. Giá
trị này cho thấy, chủng B. subtilisTD có khả năng xử lý rất tốt nƣớc thải nhà máy
giấy, bùn thuộc loại lắng tốt.
Nƣớc thải để lắng sau xử lý
KẾT LUẬN
Từ 5 mẫu nƣớc thải của nhà máy giấy An Hịa đã phân lập đƣợc 11 chủng có khả năng phân giải cellulose. Trong 11 chủng này đã tuyển chọn đƣợc chủng TD có
khả năng chịu nhiệt độ 45oC, chịu axit với dải pH từ 5-9 (axit đến kiềm) và có hoạt
lực cellulase cao nhấtđạt 8,52 U/ml.Kết quả định danh chủng TD dựa trên đặc tính sinh lý - sinh hóa và phƣơng pháp sinh học phân tử xác định TD tƣơng đồng 100 %
với chủng B.subtilis subsp. inaquosorum BGSC3A288 và đƣợc gọi tên là chủng
B.subtilis TD.
Chủng B.subtilisTD đạt giá trị OD600nmcao nhất bằng 2,1654 sau 21 giờ ni
cấy trong mơi trƣờng NB có pH = 6 ở nhiệt độ 35oC, tốc độ lắc 150 vòng/phút.
Đã tạo đƣợc chế phẩm BioTD với độ ẩm 8,4% và mật độ chủng đạt 2,8 x
109CFU/g, bảo quản ở điều kiện nhiệt độ phòng.
Thử nghiệm khả năng xử lý nƣớc thải của chủng B.subtilisTD với quy mô
250ml cho thấy hàm lƣợng COD trong nƣớc thải giảm đi rất nhiều, từ 1309,10 mg/l xuốngchỉ còn 205,70 mg/l, đạt hiệu suất lên tới 84,30% sau 9 ngày xử lý.Ở quy mô 5 l, hiệu quả xử lý đạt 81,40 % sau 4 ngày xử lý khi cấp khí 45 l/phút.Giá trị SVI
đạt102,9 ml/gthuộc khoảng 80 -120 ml/g, cho thấy chủng B.subtilisTD xử lý nƣớc
KIẾN NGHỊ
Nghiên cứu thêm đặc tính của nƣớc thải nhà máy giấy: hàm lƣợng cellulose, hàm lƣợng hemicellulose,… và khảo sát tiếp các khả năng sinh enzyme laccase, xylanase,…
Xác định nồng độ oxy hòa tan trong nƣớc thải và khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ oxy hòa tan đến sự sinh trƣởng và khả năng xử lý nƣớc thải nhà máy giấy của chủng TD;
Điều kiện xử lý nƣớc thải trong phịng thí nghiệm so với tại các trạm xử lý khác nhau, do đó tiếp tục thử nghiệm khả năng xử lý nƣớc thải của chế phẩm BioTD ở quy mô lớn hơn: quy mô pilot, quy mô thực nghiệm;
Hoạt hóa bùn trƣớc hoặc khảo sát khả năng xử lý nƣớc thải nhà máy giấy của chủng B.subtilis TD khi kết hợp với các chủng phân giải cellulose khác để rút ngắn thời gian xử lý.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1.Trần Việt Ba (2012),Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý của các bể hiếu khí
bằng cách điều chỉnh dinh dưỡng thích hợp cho vi khuẩn đối với hệ thống xử lý nước thải của nhà máy giấy Bãi Bằng, Luận án Thạc sĩ Khoa học, Trƣờng Đại học
Khoa Học Tự Nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội.
2. Bộ Công Thƣơng (2016), Thị trường giấy tháng 5/2016 và dự báo,Phịng Thơng tin Kinh tế Quốc tế - Trung tâm Thông tin Công nghiệp và Thƣơng mại.
3. Bộ Giáo dục và Đào tạo, Bộ Công thƣơng (2008),Tài liệu hướng dẫn sản xuất
sạch hơn - Sản xuất Giấy và Bột giấy.
4. Bộ Tài nguyên & Môi trƣờng (2010),“Báo cáo Môi trƣờng quốc gia năm 2009”,
Môi trường Khu công nghiệp Việt Nam.
5. Nguyễn Lân Dũng, Ngơ Đình Quyết, Phạm Văn Ty(2009),Vi sinh vật học, Nhà
xuất bản Giáo dục Hà Nội.
6. Habubank Security (2009), Báo cáo tóm tắt ngành giấy Việt Nam.
7. Trần Liên Hà (2008),Nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học vi sinh vật để xử lý
nước hồ bị ô nhiễm, Báo cáo Khoa học, Mã số 01C-09/08-2006-2, Sở Khoa học và
Công nghệ Hà Nội.
8. Phạm Bích Hiên, Đào Văn Thông, Lƣơng Hữu Thành, Vũ Thúy Nga (2011), “Tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả năng phân giải xenluloza cao cho sản xuất chế phẩm xử lý phế thải chăn ni dạng rắn”,Tạp chí Khoa học và Cơng nghệ Nơng
nghiệp Việt Nam, 3(24), tr.1-8.
9. Trịnh Lê Hùng (2008), Nghiên cứu xử lý và tái sử dụng nước thải của các nhà
máy giấy công suất vừa và nhỏ, Chuyên đề 4, Xử lý nước thải xeo giấy bằng phương pháp sinh học hiếu khí,Trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên - Đại học
Quốc Gia Hà Nội.
10. Trịnh Lê Hùng (2009), Kỹ thuật xử lý nước thải, Nhà xuất bản Giáo dục Hà Nội.
11. Ngô Thị Nga, Trần Văn Nhân (2002), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải,
12. Võ Văn Nhân, Trƣơng Quang Bình (2010), Thử nghiệm xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản bằng vi sinh vật, Trƣờng Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ
Chí Minh.
13. Trần Non Nƣớc, Võ Văn Son, Dƣơng Thị Hƣơng Giang, Trần Nhân Dũng (2012), “Tuyển chọn và tối ƣu hóa vi khuẩn kỵ khí sinh tổng hợp enzyme cellulase trên cơ chất bột giấy”,Tạp chí Khoa họcĐại học Cần Thơ, 22b, tr. 43-53.
14. Nguyễn Nhƣ Ngọc, Nguyễn Văn Cách, Phạm Thị Thùy Giang, Trần Liên Hà (2016), “Nghiên cứu tạo chế phẩm vi sinh xử lý nƣớc thải làng nghề chế biến tinh
bột dong riềng từ các chủng Bacillus bản địa”,Tạp chí KH & CN Lâm Nghiệp Đại
học Lâm Nghiệp, 5,tr. 3-9.
15. Nguyễn Thị Lan Phƣơng, Đỗ Thu Hà (2014), “Xác định chủng vi khuẩn
Bacillus sp. phân giải protein và thử nghiệm xử lý nƣớc thải thủy sản”, Tạp chí
Khoa học Công nghệ Đại học Đà Nẵng,11(84), tr. 113.
16. Ngô Tự Thành, Bùi Thị Việt Hà, Vũ Minh Đức, Chu Văn Mẫn (2009),“Nghiên
cứu hoạt tính enzym ngoại bào của một số chủng Bacillus mới phân lập và khả
năng ứng dụng chúng trong xử lý nƣớc thải”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN Khoa
học Tự nhiên và Công nghệ, 25, tr. 101-106.
17. Huỳnh Văn Tiền, Cao Ngọc Điệp và Trƣơng Trọng Ngơn (2015), “Tối ƣu hóa
khả năng tổng hợp chất kết tụ sinh học của chủng vi khuẩn Bacillus aryabhattai
KG12S và thử nghiệm xử lý nƣớc thải sau biogas từ trại chăn ni heo”,Tạp chí
Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 37(1),tr. 32-41.
18. Tổng cục Môi trƣờng (2011), Tài liệu Kỹ thuật – Hướng dẫn đánh giá sự phù
hợp của công nghệ xử lý nước thải và giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải đối với ngành Chế biến thuỷ sản, Dệt may, Giấy và bột giấy.
19. Chế Thị Mai Trang (2016), Ngành Bao bì giấy - Ngành công nghiệp phụ trợ cần
đánh thức khi Việt Nam hội nhập sâu rộng trong các FTAs, BaoViet Securities.
20. TCVN 6168:2002,Chế phẩm vi sinh vật phân giải Xenlulo.
21. TCVN 6404:2008 (ISO 7218:2007),Vi sinh vật trong thực phẩm và thức ăn
22. TCVN 6491:1999,Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxi hóa học. 23. TCVN 6492:2011,Chất lượng nước - Xác định pH.
24. TCVN 6625:2000,Chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ lửng bằng cách lọc
qua cái lọc sợi thủy tinh.
25. Đào Thị Hồng Vân (2012), Nghiên cứu tạo chế phẩm vi sinh vật bản địa nhằm
xử lý nước thải sinh hoạt đô thị,Luận án Tiến sỹ Công nghệ Sinh học Thực phẩm,
Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Tiếng Anh
26. Bahar K. I., Zeynep C., Orhan I. (2011),“Pollution Prevention in the Pulp and Paper Industries”. Environmental management in Practice, 11, pp. 223 – 246.
27. BalasubramanianEr.N.,MuthukumarDr.M. (2012),“Performance of HUASB reactor for treating paper & pulp wastewater using Effective Microoranism (EM)”,
International Journal of Engineering Science and Technology (IJEST), 4(06), pp.
2453 – 2461.
28. Deng S.B., Bai R.B., Hu X.M., Luo Q.(2003), “Characteristics of a bioflocculant produced by Bacillus mucilaginosus and its use in starch wastewater treatment”, Appl Microbiol Biotechnol, 60(5), pp. 588–593.
29. Desalegn A. (2014), “Characterization of Wastewater and Evaluation of the Effectiveness of the Wastewater Treatment Systems in Slaughterhouses”,Research
Journal of Chemical and Environmental Sciences,2(6),pp. 20-27.
30. Ganesh D. S., YungC. L., WenM.C., MingD. B., JoS. C. (2009),“Isolation of cellulose-hydrolytic and applications of the cellulotic enzymes for cellulosic biohydrogen production”, Enzyme and Microbial Technology, 44, pp. 417-425. 31. Key M., Thompson G., SwainJ., ForsterC.F. (2001), “The treatment of pulp and paper mill effluent – a review”, Bioresource Technology,77, pp. 275 – 286.
32. LöwénM., PiirtolaL. (2007), Characterization of activated sludge flocs. Wat.
Res., 30(7), pp.1695 – 1701.
34. MillerG.L. (1959),“Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar”,Analytical Chemistry, 31(3), pp. 426-428.
35. Qiaoyun H., Huayong W., Peng C., Jeremy B.F.,Wenli C. (2015), “Atomic force microscopy measurements of bacterial adhesion and biofilm formation onto clay-sized particles”, Scientific report, pp. 1-12.
36. Richard D., Sherry S. W. (2004), “Amplification of ribosomal RNA sequences”,
Molecular Microbial Ecology Manual, Second Edition,3(1), pp. 509–522.
37. Richard R. (2009), “Bacteria in Wastewater - Common Microorganisms in Wastewater Treatment”, EzineArticles, pp. 472.
38. Rick S., Dan W. (2010), “Activated Sludge Process Control Manual - State of Michigan Department of Environmental Quality”, Training manual for wastewater
treatment plant operators,pp. 21.
39. Sagar A. (2016), Biochemical test and identification of Bacillus subtilis,
Microbiology info.
40. Thirugnanasambandham K., Sivakumar V., “Analysis of Efficiency of Bacillus
subtilis To Treat Bagasse Based Paper and Pulp Industry Wastewater”, A Novel
Approach,58(2), pp. 198 – 204.
41. Zhineng H., Rong X., CaiP., DaiK., LiangW., ChenW., HuangQ. (2012),“Initial
adhesion of Bacillus subtilis on soil minerals as related to their surface
PHỤ LỤC BẢNG
Bảng PL 1: Nồng độ đƣờng glucose và OD540nmtƣơng ứng xây dựng đƣờng chuẩn đo hoạt lực enxyme phân giải celluose
Glucose (mL) 100 200 300 400 500 600
Nƣớc (mL) 900 800 700 600 500 400
Nồng độ (mg/mL) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6