Phân lập tuyển chọn vi sinh vật xử lý loại bỏ nitơ trong nước thải chế biến thủy sản

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG
MÃ NGÀNH: 60520320
HVCH: HUỲNH VĂN THÀNH
HDKH: TS. NGUYỄN HOÀI HƢƠNG
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2013
1. TỔNG QUAN
2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3. KẾT QUẢ THẢO LUẬN
4. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
1. TỔNG QUAN
Nƣớc thải chế biến thủy sản (CBTS)
Công nghệ xử lý nƣớc thải CBTS ở VN
Vấn đề tồn tại
Chiến lƣợc xử lý nƣớc thải CBTS


Cá da trơn: 5-7 m
3
/tấn sản
phẩm
Tôm đông lạnh: 4-6 m
3
/tấn
sản phẩm
Surimi: 20-25 m3/tấn sản
phẩm
Thuỷ sản đông lạnh hỗn hợp:
4-6 m
3
/tấn sản phẩm

(Nguồn: Tổng cục Môi trường 2011)
Nước
thải
Ngăn thu gom
Song chắn
rác
Bể điều
hòa
Bùn hoạt tính hiếu
khí
Bể lắng
Bể khử
trùng
Bể chứa
bùn
Bùn thải
Nguồn
tiếp nhận
Tuần hoàn
bùn
Phân hủy hiếu khí
Amon hóa
Nitrate hóa
(Tổng cục Môi trường, 2011)
Nước thải Mương tách dầu và mỡ Máy tách rác
Bể tiếp nhận
Bể tuyển nổi
Bể anoxic
Bể lọc áp lực
Bể khử trùng

Thiết bị lược rác tinh
Bể điều hòa
Bể sinh hoc BHTLL
Bể trung gian
Bể tạo bông
Bể sinh học BHTDB
Bể lắng
Nguồn tiếp nhận
Phân hủy thiếu khí
Phân hủy hiếu khí, amon
hóa, nitrate hóa
Nước
thải
Song chắn rác Ngăn thu gom
Bể điều hòa
Bể kỵ khí
Bể sinh học hiếu
khí
Bể chứa bùn
Bể lắng Bể khử trùng
Bùn thải
Nguồn tiếp
nhận
Tuần
hoàn bùn

Nitrate hóa
Phân hủy kị khí

•Giàu protein Nước thải CBTS

•Protein Amino acid
NH
4+
NO
2
-
NO
3
-
Xử lý kị khí
và/hoặc hiếu khí
•Hàm lượng N cao dạng
NH
4
+
NO
2
-
NO
3
-
Nước thải đầu ra
•NH
4
+
NO
2
-
NO
3

-
•NO
3
-
NO
2
-
NO N
2
O N
2
Nitrate hóa
bán/toàn phần
Phản nitrate
•NH
4
+
NO
2
-

•NH
4
+
+ NO
2
-
N
2
+ H

2
O
Nitrate hóa
bán phần
Anammox
Muốn hiệu quả cao, phải tăng cường sinh học =
cung cấp đầy đủ VSV cần thiết để loại bỏ triệt
để các hợp chất N
Khó tăng sinh hay
phân lập
• AOB + NOB (dinh dưỡng vô cơ,
hiếu khí)
• VK phản nitrate hóa (dinh dưỡng
hữu cơ, thiếu khí)
Nitrate hóa
bán/toàn phần
Phản nitrate
• AOB (dinh dưỡng vô cơ, hiếu khí)
• VK anammox (kị khí)
Nitrate hóa
bán phần
Anammox
Phân lập VSV từ vị trí ô
nhiễm
Tuyển chọn VSV theo tiêu chí
an toàn SH và hoạt tính SH
Tăng sinh
in vitro
Bổ sung vào hệ thống xử lý
Nội dung nghiên cứu của luận văn

Tăng sinh, phân lập, khảo
sát hoạt tính vi khuẩn
nitrate hóa

Tăng sinh AOB, khảo sát hoạt
tính AOB



Tăng sinh phân lập khảo sát hoạt tính
vi khuẩn phản nitrate




Sàng lọc loại bỏ chủng tiềm
năng gây bệnh, giữ chủng có hoạt tính
cao



Chọn lọc và định danh chủng
phản nitrate



Khảo sát nguồn C, N. Ảnh hƣởng tỷ lệ C/N,
NaCl, giá thể, mật độ vi khuẩn

Đề nghị mô hình MBBR phản nitrate


Tăng sinh phân lập NOB, khảo
sát hoạt tính NOB

2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU




 Mẫu nƣớc thải đƣợc lấy từ:
 Công ty CP Thủy sản số 4, 320 Hưng Phú, P.9, Q.8, TP.HCM.
 Công ty cổ phần Trang - lô A 14b, KCN Hiệp Phước, Nhà Bè,
tp.HCM.
 Khu xử lý nước thải của Chợ đầu mối nông sản thực phẩm Bình
Điền - Đl Nguyễn Văn Linh, khu phố 6, phường 7, quận 8,
tp.HCM.
 Luận văn được thực hiện tại Trung tâm thí nghiệm Khoa Môi Trường và
Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.Hồ Chí
Minh ( 475A, Điện Biên Phủ,Phường 25, Quận Bình Thạnh, Tp. HCM).
PP tăng sinh, phân lập các vi khuẩn
nitrate hóa (AOB, NOB) và phản nitrate
PP định danh vi sinh vật (hình thái,
sinh lý, sinh hóa, phân tích gene)
PP định lượng vi sinh vật
PP phân tích hóa học, N-NH
4

+
, N-NO
3
-
, N-NO
2
-
…(hóa nước).
3. KẾT QUẢ THẢO LUẬN
Phần 1. Tăng sinh, phân lập và khảo sát hoạt tính
vi khuẩn nitrate hóa
Phần 2. Tăng sinh, phân lập và khảo sát hoạt tính
vi khuẩn phản nitrate hóa



VK nitrate hóa
•AOB
• O
2
NH
4
+
NOB
O
2
NO
2
-
NO

3
-
NOB = nitrite
oxidizing bacteria
Vd: Nitrobacter spp.
AOB = ammonium
oxidizing bacteria
Vd: Nitrosomonas spp.
Phân lập AOB
Không thành công

AOB là vi khuẩn tự dưỡng (autotrophic),
dễ bị vi khuẩn dị dưỡng (heterotrophic)
lấn át, khó phận lập
Quan trọng là tăng sinh để chuyển hóa,
không cần phải phân lập
N– NH
4
+
giảm gần hết từ 583mg/l xuống < 10mg/l . đồng thời N-
NO
2
-
tăng đến 186.9mg/l, trong khi N-NO
3
-
sinh ra không đáng kể (<
23mg/l).
Khảo sát hoạt tính quần thể AOB

Hiệu quả xử lý N-NH
4
+
(%) =
(N-NH
4
+
Đầu
- N-NH
4
+
Cuối
)/N-NH
4
+
Đầu
*100
Hiệu quả nitrate hóa (%) =
(N-NO
2
-
Cuối
+ N-NO
3
-
Cuối
)/N-NH
4
+
Đầu

*100
Hiệu qủa xử lý N-
NH
4
+
có thể đạt 99%
Chỉ 50% N-NH
4
+

chuyển hóa thành N-
NO
x
-
, phần còn lại
tổng hợp sinh khối.
Đánh giá hiệu quả quần thể AOB
Tăng sinh NOB (nitrate oxidizing
bacteria)
Phân lập NOB
NOB là vi khuẩn dinh dưỡng hỗn hợp
(mixotrophic) (Spieck E và Lipski A, 2011)
Khảo sát hoạt tính các chủng NOB phân lập
Khả năng oxy hóa NO
2
-
thành NO
3
-
của các

chủng phân lập sau 6 ngày (Môi trường W2)
chứa 165 mg/L N-NO
2
-
, điều kiện như tăng sinh
Chọn chủng 2, 3 và MV1