Tài liệu Tuyển chọn bộ chủng vi sinh vật nhằm xử lý nước thải của nhà máy chế biến tinh bột sắn potx

TUYN CHN B CHNG VI SINH VT NHM X Lí NC THI
CA NH MY CH BIN TINH BT SN
Lng Hu Thnh, V Thỳy Nga, Lờ Th Thanh Thy,
o Vn Thụng, Ha Th Sn, Tng Hi Võn,
Cao Hng Giang, H Th Thỳy, Nguyn Th Hng Nga
SUMMARY

Selection of microorganisms handle cassava starch processing waste water
Identified 01 combination of 04 strains of microorganisms resolution active carbohydrate
compounds (cellulose, starch), resolution insoluble phosphate, resolution sulfur compounds,
resolution nitrogen related compounds used in production of microorganism innoculant handling
cassava starch processing waste water. The microbial strains used in this study are intended to
species that are not in the list of restricted microorganisms used (according to the European
Community) and ensure the level of biosafety level 2. Project has identified a number of technical
parameters consistent with the biomass of microbial strains used in this study: pH, temperature,
environment, issued a similar rate, air, time biomass test results in quality microbial biomass
showed that the density of microorganisms used in the study at >10
9
CFU/ml, biological activity
unchanged compared with the same original.
Key word: microorganism innoculant, cassava starch processing waste water.
I. Đặt vấn đề
Quỏ trỡnh ch bin tinh bt sn thi ra
mt lng ph thi khng l, phn v sau
s ch chim 20 - 35% tng trng lng
ca c, trong quỏ trỡnh tỏch, lc tinh bt
thi ra mt lng bó thi ỏng k. Trung
bỡnh sn xut c 1 tn tinh bt cn 3,5
- 4 tn nguyờn liu v 7 - 8 m
3
nc, con s

ny cho ta thy hot ng sn xut ca cỏc
nh mỏy ch bin tinh bt sn hng ngy
thi ra mụi trng mt lng ph thi rn
v lng khng l. Quỏ trỡnh chuyn húa t
nhiờn ca cỏc cht thi ca nh mỏy ch
bin tinh bt sn gõy mựi hụi, thi, ụ nhim
ngun khụng khớ, t v nc ngm, nh
hng n sc khe cng ng: Ngun ph
thi rn nu khụng c thu gom v x lý
thỡ quỏ trỡnh phõn hy cỏc hp cht hu c
t nhiờn s to ra khớ H
2
S, NH
3
, CH
4
gõy
mựi khú chu, nc thi sinh ra sau quỏ
trỡnh sn xut tinh bt sn cú cỏc thụng s
c trng nh: pH thp, hm lng cht
hu c v vụ c vi nng rt cao, vt
nhiu ln so vi tiờu chuNn, quy chuNn k
thut mụi trng v gõy ụ nhim i vi
mụi trng sinh thỏi. Vi mc tiờu nõng
cao hiu qu x lý nc thi sau ch bin
tinh bt sn, cn tin hnh tuyn chn b
ging vi sinh vt cú hot tớnh phõn gii cỏc
hp cht hu c giu cacbon, hp cht
photphat khú tan, hp cht cha ni t liờn
kt, hp cht cha lu hunh s dng trong

x lý nc thi sau ch biờn tinh bt sn.
II. Vật liệu và phơng pháp nghiên cứu
1. Vt liu nghiờn cu
B ging vi sinh vt lu gi ti B mụn
Sinh hc Mụi trng - Vin Mụi trng
N ụng nghip.
2. Phng phỏp nghiờn cu
Xỏc nh mt vi sinh vt (theo
phng phỏp Koch): Mt vi sinh vt
c xỏc nh da trờn phng phỏp nuụi
cy trờn mụi trng thch a, tớnh s lng
vi sinh vt trờn mililit hoc trờn gam mu
thụng qua s khuNn lc phỏt trin trong cỏc
a mụi trng.
- Phân lp, tuyn chn, xác nh mt s
c im sinh hc và nh hưng ca iu
kin nuôi cy n hot tính sinh hc ca các
chng vi sinh vt ưc xác nh theo các
phương pháp nghiên cu vi sinh vt ang
ưc s dng rng rãi trong các phòng thí
nghim.
- Hot tính sinh hc phân gii các hp
cht hu cơ ca các chng vi sinh vt theo
phương pháp o vòng khuych tán trên môi
trưng thch.
III. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn
1. Tuyển chọn bộ giống vi sinh vật
T b ging vi sinh vt ưc lưu gi ti
B môn Sinh hc Môi trưng - Vin Môi
trưng N ông nghip, ã tuyn chn ưc 4

chng vi sinh vt có kh năng chuyn hóa
cht hu cơ s dng trong nghiên cu x lý
nưc thi ch bin tinh bt sn. Kt qu
tuyn chn ưc trình bày trong bng 1.
Bảng 1. Hoạt tính sinh học của các chủng vi sinh vật
Kí hiệu
chủng
Hoạt tính sinh học
Phân giải CMC
(D-d=mm)
Phân giải tinh
bột (D- d=mm)

Phân giải hợp chất
chứa N liên kết (mg/l)

Phân giải photphat
khó tan (D - d=mm)

Phân giải hợp
chất S (mg/l)
SHX 12 46 28 - - -
SHV 22 - - - 20 -
SHV OA7

- - 5 - -
SHV ON2

- - - - 5
( - ): không có hot tính

2. Khả năng tổ hợp các vi sinh vật
Trên cơ s hot tính sinh hc, ngun gc
tuyn chn ã tin hành nghiên cu kh năng
ca các chng vi sinh vt s dng cho x lý
nưc thi ch bin tinh bt sn. Bng phương
pháp nuôi cy vch trên môi trưng thch ĩa
và t các mu vi sinh vt ưc tuyn chn ã
xác nh ưc t hp vi sinh vt  s dng
sn xut ch phNm vi sinh vt x lý ph thi
chăn nuôi. Các chng vi sinh vt s dng
trong t hp này có kh năng sinh trưng và
phát trin trong cùng mt iu kin, không
cnh tranh và c ch ln nhau. Kt qu
nghiên cu ưc trình bày trong bng 2.
Bảng 2. Khả năng tồn tại và hoạt tính sinh học của các chủng vi sinh vật
Ký hiệu
chủng
Công thức
thí nghiệm
Mật độ vi sinh vật (CFU/g) sau thời gian bảo quản
0 giờ 1 tháng 2 tháng 3 tháng
Hoạt tính sinh học sau 3
tháng bảo quản
SHX 12
Đơn chủng

Hỗn hợp
4,65 x 10
8

4,14 x 10
8

6,47 x 10
8

5,56 x 10
8

4,50 x 10
8

3,32 x 10
8

3,98 x 10
8

2,45 x 10
8

45 mm
45 mm
SHV 22
Đơn chủng

Hỗn hợp
4,45 x 10
9

3,46 x 10
9

6,74 x 10
9

5,75 x 10
9

5,81 x 10
8

4,56 x 10
8

3,63 x 10
8

3,86 x 10
8

20 mm
19 mm
SHV OA7

Đơn chủng

Hỗn hợp
4,43 x 10
8

3,75 x 10
8

8,62 x 10
8

4,16 x 10
8

5,87 x 10
8

5,63 x 10
8

4,80 x 10
8

3,91 x 10
8

5 mg/l
4,8 mg/l
SHV ON2

Đơn chủng

Hỗn hợp
4,62 x 10

8

3,16 x 10
8

8,18 x 10
8

4,46 x 10
8

5,43 x 10
8

5,35 x 10
8

4,23 x 10
8

3,14 x 10
8

5 mg/l
5 mg/l

S liu bng 2 cho thy mt  các
chng vi sinh vt la chn trong iu
kin hn hp và riêng l không có s sai
khác, sau 1 tháng bo qun mt  t bào

tăng nh sau ó gim và n nh và t
mt  > 10
8
CFU/g sau 3 tháng bo
qun, kt qu kim tra cũng cho thy
hot tinh sinh hc ca vi sinh vt s dng
trong nghiên cu không có s thay i so
vi ban u.
3. Phân loại các chủng vi sinh vật
Các chng vi sinh vt ưc phân loi
n loài theo phương pháp phân loi hc
phân t da trên cơ s gii trình t on
gien 16s ARN riboxom của các chủng vi
sinh vật, so sánh với các trình tự có sẵn
trong ngân hàng gien quốc tế EMBL bằng
phương pháp FASTA 33 để định loại đến
loài các chủng vi sinh vật. Kết quả định
danh được trình bày trong bảng 3.
Bảng 3. Kết quả xác định tên và mức độ an toàn của chủng các vi sinh vật
STT Ký hiệu chủng Tên xác định Mức độ ATSH
1 SHX 12 Streptomyces fradiae Cấp độ 2
2 SHV 22 Bacillus velezensis Cấp độ 2
3 SHV OA7 Nitrosomonas sp. Cấp độ 2
4 SHV ON2 Nitrobacter sp. Cấp độ 2

Da vào kt qu nh tên các chng vi
sinh vt s dng trong nghiên cu và i
chiu vi danh mc các loài vi sinh vt an
toàn ca Cng ng châu Âu cũng như
danh mc các loài vi sinh vt b hn ch s

dng cho thy các chng vi sinh vt ã la
chn ưc xp vào nhóm vi sinh vt có 
an toàn thuc mc  2.
Kt qu cho thy các chng vi sinh vt
la chn nghiên cu sn xut ch phNm vi
sinh vt x lý nhanh ph thi chăn nuôi u
là các chng vi sinh vt có  an toàn sinh
hc cao, có th ng dng rng rãi trong sn
xut ch phNm vi sinh vt.
Từ kết quả nghiên cứu trên, đã lựa
chọn chủng xạ khun SHV 12, chủng vi
khun SHV 22, chủng SHV OA7 và chủng
SHV O2 có hoạt tính sinh học phân giải
tinh bột, xenluloza, photphat khó tan, hợp
chất chứa itơ liên kết và hợp chất chứa
lưu huỳnh làm vật liệu cho nghiên cứu tạo
chế phm vi sinh vật xử lý nước thải sau
chế biến tinh bột sắn.
Vi mc tiêu sn xut ch phNm vi sinh
vt x lý ph thi sau ch bin tinh bt sn
làm phân bón hu cơ sinh hc, tin hành
nghiên cu mt s iu kin thích hp cho
quá trình nhân sinh khi các chng vi sinh
vt như: pH, nhit , môi trưng, t l
ging cp 1, không khí, thi gian thu sinh
khi t ó ưa ra các thông s k thut
phù hp cho quá trình nhân sinh khi các
chng vi sinh vt.
Bảng 4. Điều kiện thích hợp cho quá trình nhân sinh khối các vi sinh vật
Thông số kỹ thuật

Chủng vi sinh vật
Chủng SHX 12

Chủng SHV 22

Chủng SHV OA7 Chủng SHV ON2

pH 7,5 7,0 7,0 7,0
Nhiệt độ nhân sinh khối (
o
C) 35±2 30 ±2 25 ±2 25 ±2
Thời gian nhân sinh khối (giờ) 72 72 48 72
Tỷ lệ giống cấp 1 (%) 5 5 5
Môi trường nhân sinh khối* SX2 SX2 SX3 SX2
Lưu lượng cấp khí (dm
3
không
0,70 - 0,75 0,70 - 0,75 0,55 - 0,75 0,55 - 0,60
khí/dm
3
môi trường/phút)
(*) chú thích:
Môi trường sản xuất SX1 Môi trường sản xuất SX2 Môi trường sản xuất SX3
Rỉ đường: 20 g
Bột nấm men: 10g, K
2
HPO
4
: 0,2 g
Nước sạch: 1000 ml

Nước chiết giá: 40 g
Glucose: 5 g, Bột nấm men: 5 g
Nước sạch: 1000 ml
Pepton: 20 g
Bột nấm men: 10 g, Glucose: 1 g
Nước sạch: 1000 ml
Bảng 5. Mật độ và hoạt tính sinh học của các chủng VSV sau nhân sinh khối
Ký hiệu chủng Tên loài Mật độ (CFU/ml) Hoạt tính sinh học
SHX 12 Streptomyces fradiae 6,12x10
9
45 mm
SHV 22 Bacillus velezensis 6,56x10
9
20 mm
SHV OA7 Nitrosomonas sp. 6,12x10
9
4,9 mg/l
SHV ON2 Nitrobacter sp. 6,38x10
9
5 mg/l

T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
5
S liu kim tra cht lưng dch sinh khi vi sinh vt trình bày bng 5 cho thy mt  các
chng vi sinh vt s dng trong nghiên cu t >10
9
CFU/ml, hot tính sinh hc không thay i
so vi ging gc, kt qu cho thy các thông s k thut ã ưc nghiên cu phù hp cho quá
trình nhân sinh khi các chng vi sinh vt trong sn xut ch phNm quy mô phòng thí nghim.
IV. KÕt luËn

- Tuyn chn và xác nh ưc 01 t hp gm 04 chng vi sinh vt có hot tính phân gii
hp cht cacbonhydrat (xenluloza, tinh bt), phân gii photphat khó tan, hp cht cha nitơ liên
kt, hp cht cha lưu huỳnh s dng trong sn xut ch phNm VSV x lý nưc thi ch bin
tinh bt sn. Trong iu kin t hp các chng vi sinh vt có kh năng cùng tn ti và phát trin,
mt  t bào sau 3 tháng bo qun > 10
8
CFU/gr, hot tính sinh hc không thay i so vi ging
gc.
- Các chng vi sinh vt s dng trong nghiên cu ưc nh tên n loài, không nm trong
danh mc các vi sinh vt hn ch s dng (theo Cng ng chung châu Âu) và m bo mc  an
toàn sinh hc cp  2.
- ã xác nh ưc mt s thông s k thut phù hp vi quá trình nhân sinh khi các chng vi
sinh vt s dng trong nghiên cu: pH, nhit , môi trưng, t l ging cp 1, không khí, thi gian thu
sinh khi kt qu kim tra cht lưng dch sinh khi vi sinh vt cho thy mt  các chng vi sinh vt
s dng trong nghiên cu t > 10
9
CFU/ml, hot tính sinh hc không thay i so vi ging gc.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Lân Dũng (dịch từ NXB Moscow) (1982), Thực hành Vi sinh vật học, NXB Đại học
và THCN.
2. Trần Liên Hà và đồng nghiệp, 5/2008: Báo cáo khoa học đề tài “ ghiên cứu sử dụng chế
phm sinh học vi sinh vật để xử lý nước hồ bị ô nhiễm”, mã số ĐT: 01C - 09/08 - 2006 - 2;
Sở KH&CN Hà Ni> TCVN 6168:2002. Ch phNm vi sinh vt phân gii xenluloza.
3. Trn Liên Hà: Xác định khả năng loại bỏ cacbon đồng hóa của các phương pháp xử lý nước;
Tp chí Khoa hc và Công ngh (khi 6 trưng H K thut) s 55, tra.117.
4. Vin Th nhưng N ông hóa, 1998. Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng. N XB
N ông nghip.
Người phản biện
GS. TSKH. Trần Duy Quý