Nguyễn Thị Lõm Đoàn1*, Lờ Thị Quỳnh Chi1, Vũ Thị Huyền2
TểM TẮT
Cỏc làng nghề sản xuất bỳn, bỏnh đa phỏt triển trờn khắp cả nước, đúng gúp một phần khơng nhỏ vào nền kinh tế của đất nước. Tuy vậy, cỏc làng nghề này cũng đang gõy ra ỏp lực lớn đến mụi trường. Kết quả nghiờn cứu này đó chỉ ra chất lượng nước thải ở làng nghề chế biến bỳn Phỳ Đụ, bỏnh đa Làng Me ngoại trừ chỉ tiờu Coliform là thấp hơn, tất cả cỏc chỉ tiờu khỏc đều khỏ cao vượt nhiều lần so với quy chuẩn QCVN 40: 2011/BTNMT tại cột B. Cụ thể cỏc chỉ tiờu TSS; COD; BOD5; Nts; Pts lần lượt vượt số lần là 3,8 - 4,0; 10,9 - 16,2; 23,7 - 35,5; 2,0 - 2,2; 2,1. pH của cỏc mẫu nước thải từ cỏc làng nghề này đều thấp hơn nhiều so với tiờu chuẩn do quỏ trỡnh ngõm gạo để lờn men trong sản xuất. Chớnh vỡ vậy, với mục tiờu nõng cao hiệu quả xử lý nước thải của cỏc làng nghề chế biến bỳn Phỳ Đụ, bỏnh đa làng Me nghiờn cứu đó sử dụng hai chủng Bacillus licheniformis NTB2.11 và Bacillus subtilis NTB5.7 cú một số đặc tớnh sinh học tốt được phõn lập từ nước thải bỳn Phỳ Đụ để xử lý nước thải hai làng nghề nàỵ Kết quả nghiờn cứu cho thấy việc bổ sung hỗn hợp cỏc chủng Bacillus licheniformis NTB2.11 và Bacillus subtilis NTB5.7 theo tỷ lệ 1:1 ở nồng độ 107CFU/mL cho kết quả xử lý tốt cú 5/7 chỉ tiờu (pH, TSS, Nts, Pts, Coliform) sau 7 ngày xử lý đạt quy chuẩn loại B của QCVN40:2011/BTNMT. Tuy nhiờn, do nồng độ cỏc chất hữu cơ nhiễm trong nước thải đầu vào rất cao nờn chỉ tiờu COD và BOD5 ở nước thải đầu ra tuy giảm nhiều nhưng vẫn cũn cao vượt quy chuẩn từ 1,5 - 2,9 lần đối với COD và từ 3,4 - 7,0 lần đối với BOD5. Hiệu quả xử lý TSS, COD, BOD5, Nts, Pts, và Coliform cao hơn so với đối chứng khụng xử lý là 67,2 - 68,9%, 71,4 - 71,8%, 75,9 - 80%, 65,87- 68,7%, 66,2 - 68%, 57,4%.
Từ khúa: Bacillus, nước thải, làng nghề chế biến, bỳn, bỏnh đạ
1. ĐẶT VẤN ĐỀ2
Đa phần cỏc làng nghề chế biến bỳn, bỏnh đa ở nước ta hiện nay đang sử dụng cỏc thiết bị, cụng nghệ lạc hậu, chưa cú hệ thống xử lý nước thải và bó thải nờn người dõn thường xả thẳng ra mụi trường, dẫn đến quỏ trỡnh phõn huỷ cỏc hợp chất hữu cơ chủ yếu là tinh bột gõy mựi hụi thối, ụ nhiễm nguồn khơng khớ, đất, nước ngầm và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng (Lương Hữu Thành và cs., 2011). Theo bỏo cỏo của Trần Văn Thể và cs. (2010) chất thải phỏt sinh từ cỏc làng nghề sản xuất tinh bột gõy ra thiệt hại kinh tế từ 2,9 đến 5,6 tỷ đồng/làng nghề/năm. Hiện nay, cú nhiều phương phỏp xử lý nước thải như: phương phỏp vật lý, phương phỏp cơ học, tuy nhiờn, cỏc phương phỏp này cú chi phớ cao và chưa xử lý triệt để nguồn ụ nhiễm. Phương phỏp xử lý sinh học được thực hiện bởi cỏc vi sinh vật rất được chỳ trọng trong thời gian gần đõy với hiệu quả
1
Khoa Cụng nghệ thực phẩm, Học viện Nụng nghiệp Việt Nam
2
Khoa Mụi trường, Học viện Nụng nghiệp Việt Nam Email: nlđoan@vnuạedụvn
xử lý cao, khơng sử dụng húa chất khụng phỏt sinh ụ nhiễm thứ cấp và thõn thiện với mụi trường… (Desalegn Amenu, 2014; Trần Liờn Hà và cs., 2019).
Vi khuẩn thuộc loài Bacillus cú tiềm năng lớn về enzyme ngoại bào đặc biệt là những enzyme cú khả năng phõn hủy cỏc chất hữu cơ cao (Thirugnanasambandham và cs., 2014) sẽ gúp phần làm giảm ụ nhiễm hữu cơ trong nước thải nhanh. Đó cú một số nghiờn cứu ứng dụng Bacillus trong xử lý nước thải như nghiờn cứu của Trần Liờn Hà và cs. (2019) phõn lập và tuyển chọn chủng Bacillus cú khả năng phõn giải cellulose để xử lý nước rỉ rỏc. Trần Đức Thảo và cs. (2019) nghiờn cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng cơng nghệ bựn hoạt tớnh cú bổ sung chế phẩm sinh học Bacillus. sp. Nghiờn cứu này bước đầu đỏnh giỏ khả năng xử lý nước thải của làng bỳn Phỳ Đụ, bỏnh đa làng Me tại phịng thớ nghiệm của cỏc chủng Bacilllus licheniformis NTB2.11 và Bacilllus subtilis NTB5.7 được phõn lập từ nước thải sản xuất bỳn và đó xỏc định cú một số đặc tớnh tốt để xử lý nước thảị
Nông nghiệp và phỏt triển nụng thụn - KỲ 2 - THáNG 5/2021
78
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
2.1. Vật liệu nghiờn cứu 2.1.1. Mẫu nước thải
Cỏc mẫu nước thải thu thập từ làng bỳn Phỳ Đụ, quận Nam Từ Liờm, TP. Hà Nội và bỏnh đa làng Me, xó Tõn Hồ, huyện Hưng Hà, tỉnh Thỏi Bỡnh.
2.1.2. Chủng vi khuẩn
Chủng Bacillus licheniformis NTB2.11 và Bacillus subtilis NTB5.7 được phõn lập từ nước thải làng bỳn Phỳ Đơ (cú khả năng sinh enzyme ngoại bào, tạo biofilm, khỏng vi khuẩn gõy bệnh, hai chủng khụng đối khỏng nhau) (Nguyễn Thị Lõm Đoàn và Lờ Thị Quỳnh Chi, 2021).
2.1.3. Mụi trường nghiờn cứu
Mụi trường LB (Luria Bentani) (g/L): Cao nấm men - 5,0; Tryptone - 10,0; NaCl - 10,0; pH 7,0 dựng để nuụi cấy vi khuẩn thuộc chi Bacillus. Mật độ tế bào của cỏc chủng vi khuẩn được kiểm tra trờn mụi trường LB cú bổ sung 2% agar.
2.2. Phương phỏp nghiờn cứu
2.2.1. Phương phỏp lấy mẫu nước thải
Mẫu nước thải bỳn tại làng bỳn Phỳ Đụ, quận Nam Từ Liờm, TP. Hà Nội và bỏnh đa làng Me, xó Tõn Hồ, huyện Hưng Hà, tỉnh Thỏi Bỡnh được lấy theo TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1:2006) và phõn tớch ngay sau khi đưa về phịng thớ nghiệm, thời gian lưu mẫu khụng quỏ 48 giờ.
2.2.2. Phương phỏp bố trớ thớ nghiệm xử lý nước thải chế biến bỳn, bỏnh đa
Chủng Bacillus licheniformis NTB2.11 và Bacillus subtilis NTB5.7 được nuụi trong mụi trường LB ở cỏc điều kiện phự hợp đó được xỏc định: NTB2.11 (nhiệt độ 35oC, pH 7, thời gian nuụi 36h, tỷ lệ tiếp giống 5%), NTB5.7 (nhiệt độ 35oC, pH 8, thời gian nuụi 48 giờ, tỷ lệ tiếp giống 7%) với tốc độ lắc là 150 vũng/phỳt (Nguyễn Thị Lõm Đoàn, 2021). Sau thời gian nuụi cấy, kiểm tra mật độ tế bào trong dung dịch thu được.
Để thăm dũ khả năng ứng dụng xử lý nước thải, tiến hành bổ sung cỏc chủng vào nước thải theo cụng thức riờng lẻ và hỗn hợp với tỷ lệ 1:1. Mỗi loại nước thải sử dụng 4 cụng thức như bảng 1. Cỏc mẫu nước thải trước xử lý được khử trựng bằng cỏch chiếu tia UV. Thớ nghiệm được tiến hành trong bỡnh tam giỏc 250 mL, bỡnh đối chứng và bỡnh thớ nghiệm chứa 150
mL nước thảị Theo nghiờn cứu của Phạm Kim Liờn và Nguyễn Bằng Phi (2017) sử dụng chủng Bacillus subtilis trong xử lý nước thải sinh hoạt với mật độ tế bào vi khuẩn là 107CFU/mL cho kết quả tốt hơn 106CFU/mL và 108CFU/mL. Kế thừa kết quả đú nghiờn cứu này ở cỏc cơng thức thớ nghiệm bổ sung chủng vi khuẩn với mật độ 107CFU/mL, tỷ lệ 10%. Cụng thức đối chứng khụng bổ sung vi khuẩn. Cỏc cụng thức được giữ ở nhiệt độ mụi trường tự nhiờn, khụng điều chỉnh pH và lắc 150 vũng/phỳt. Sau 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ngày khảo sỏt khả năng xử lý nước thải của chủng vi khuẩn được xỏc định thụng qua cỏc chỉ tiờu pH, TSS, COD, BOD5, nitơ tổng số (Nts), photpho tổng số (Pts) (Trần Liờn Hà và cs., 2019). Tiếp theo tớnh hiệu quả xử lý TSS, COD, và BOD5, Nts, Pts, Coliform sau 7 ngày xử lý nước thải ở cỏc cụng thức.
Bảng 1. Cỏc cơng thức bố trớ xử lý nước thải sản xuất bỳn, bỏnh đa Cụng thức Mẫu nước thải Chủng bổ sung ĐC1 Phỳ Đụ Đối chứng (khụng bổ sung vi khuẩn) CT1 Phỳ Đụ Bacillus licheniformis NTB2.11 CT2 Phỳ Đụ Bacillus subtilis NTB5.7 CT3 Phỳ Đụ Hỗn hợp chủng Bacillus licheniformis NTB2.11 và Bacillus subtilis NTB5.7 tỷ lệ 1:1 ĐC2 Làng Me Đối chứng (khụng bổ sung vi khuẩn) CT4 Làng Me Bacillus licheniformis NTB2.11 CT5 Làng Me Bacillus subtilis NTB5.7 CT6 Làng Me Hỗn hợp chủng Bacillus licheniformis NTB2.11 và Bacillus subtilis NTB5.7 tỷ lệ 1:1 2.2.3. Phương phỏp phõn tớch chỉ tiờu
pH: được xỏc định theo TCVN 6492: 2011 (ISO 10523:2008); TSS: được xỏc định theo TCVN 6625: 2000 (ISO 11923:1997); BOD5: được xỏc định theo TCVN 6001-1:2008 (ISO 5815-1:2003); COD: xỏc định theo TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989); Nts: được xỏc định theo TCVN 6638:2000; Pts: được xỏc định theo TCVN 6202:2008; Coliform được xỏc định theo TCVN 6187:1996.