BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ XỬ LÝ H2S TRONG KHÍ THẢI CÓ SỬ DỤNG VI KHUẨN OXY HÓA LƯU HUỲNH

BỘ CÔNG THƯƠNG

NHIỆM VỤ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THUỘC
ĐỀ ÁN PHÁT TRIỂN NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÔI TRƯỜNG VIỆT NAM
ĐẾN NĂM 2015, TẦM NHÌN ĐẾN NĂM 2025

BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ XỬ LÝ H2S TRONG KHÍ THẢI
CÓ SỬ DỤNG VI KHUẨN OXY HÓA LƯU HUỲNH
MÃ SỐ ĐỀ TÀI:

Cơ quan chủ trì đề tài:
Viện Khoa học công nghệ và Quản lý môi trường
Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Khánh Hoàng

Hà Nội- 2012


BỘ CÔNG THƯƠNG

NHIỆM VỤ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THUỘC
ĐỀ ÁN PHÁT TRIỂN NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÔI TRƯỜNG VIỆT NAM
ĐẾN NĂM 2015, TẦM NHÌN ĐẾN NĂM 2025

BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ XỬ LÝ H2S TRONG KHÍ THẢI
CÓ SỬ DỤNG VI KHUẨN OXY HÓA LƯU HUỲNH
MÃ SỐ ĐỀ TÀI:

Chủ nhiệm đề tài:

Cơ quan chủ trì đề tài:

TS. Nguyễn Khánh Hoàng

TS. Ngô Trung Sơn

Ban điều hành chương trình

Bộ Công Thương


CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

__________________
TP Hồ Chí Minh., ngày tháng năm 2012.

BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài/dự án:
Nghiên cứu chế tạo thiết bị xử lý H2S trong khí thải có sử dụng vi khuẩn oxy hóa
lưu huỳnh

Mã số đề tài:
Chương trình nghiên cứu khoa học, ứng dụng và chuyển giao công nghệ phát triển
ngành công nghiệp môi trường” thực hiện “Đề án Phát triển ngành công nghiệp
môi trường Việt Nam đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025
2. Chủ nhiệm đề tài/dự án:
Họ và tên: Nguyễn Khánh Hoàng
Ngày, tháng, năm sinh: 17-10-1966. Nam/ Nữ: Nam
Học hàm, học vị: Tiến Sỹ
Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên Chức vụ: Giảng viên
Điện thoại: Nhà riêng: 08.39892105. Mobile: 0908146523.


E-mail:
Tên tổ chức đang công tác: Trường Đại học Công nghiệp TP HCM
Địa chỉ tổ chức: 12 Nguyễn Văn Bảo, phường 4, Gò Vấp, TP HCM.
Địa chỉ nhà riêng: 383/3/55 Quang Trung, phường10, Gò Vấp, TP HCM
3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:
Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện KHCN và QLMT
Điện thoại: (84.8) 2443044 Fax: (84.8) 3588 6370
E-mail: iesem.iesemhui.org
Website: www.iesemhui.org
Địa chỉ: 12 Nguyễn Văn bảo, phường 4, Gò Vấp, TP Hồ Chí Minh
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: TS. Ngô Trung Sơn
Số tài khoản: 931.01.09.00010
Ngân hàng: Kho bạc nhà nước Quận Gò Vấp
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Công Thương
II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 01 năm 2011 đến tháng 12 năm 2012
- Thực tế thực hiện: từ tháng 01năm 2011 đến tháng 12 năm 2012

2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện : 1.110 tr.đ, trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 1.110 tr.đ.
+ Kinh phí từ các nguồn khác: 0.tr.đ.
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:


Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

Ghi chú

Số
Thời gian

Kinh phí

Thời gian

Kinh phí

(Số đề nghị

(Tháng, năm)

(Tr.đ)

(Tháng, năm)

(Tr.đ)

quyết toán)

1

2011

700

2011

700

700

2

2012

410

2012

410

410

TT

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
Đối với đề tài:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Số

Nội dung

TT

các khoản chi

1

Trả công lao động (khoa

Theo kế hoạch
Tổng

Thực tế đạt được

SNKH Nguồn

Tổng

SNKH

khác

Nguồn
khác

699

699

0

699

699

0

50

50

0

50

50

0

học, phổ thông)
2

Nguyên, vật liệu, năng
lượng

3

Thiết bị, máy móc

210

210

0

210

210

0

4

Xây dựng, sửa chữa nhỏ

0

0

0

0

0

0

5

Chi khác

151

151

0

151

151

0

Tổng cộng

1.110

1.110

0

1.110

1.110

0


3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:
(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét
chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện... nếu
có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh ... nếu có)
Số

Số, thời gian ban

Tên văn bản

TT

hành văn bản

1

1030/QĐ-TTg ngày

Phê duyệt đề án phát triển ngành công

20/7/2009

nghiệp môi trường

6719/QĐ-BCT ngày

Giao nhiệm vụ khoa học năm 2011

2

23/12/2010
3

4

1048/QĐ-BCT ngày

Điều chỉnh tên và nội dung thực hiện

8/3/2011

đề tài

6784/BCT-KHCN

Thành lập đoàn kiểm tra định kỳ

ngày 25/7/2011
5

6

7034/QĐ-BCT ngày

Giao nhiệm vụ nghiên cứu khoa học

30/12/2011

năm 2012

4339/QĐ-TTg ngày

Thành lập đoàn kiểm tra định kỳ

30/7/2012
7

9145/BCT-KHCN

Đồng ý thay đổi địa điểm thử nghiệm

ngày 26/9/2012

4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:

Ghi chú


Số
TT
1

Tên tổ chức

Tên tổ chức đã

Nội dung

Sản phẩm

đăng ký theo

tham gia thực

tham gia chủ

chủ yếu đạt

Thuyết minh

hiện

yếu

được

TT máy và thiết TT máy và thiết

Thiết kế thiết

Bản vẽ thiết

bị hóa học

bị xử lý

kế thiết bị xử

bị hóa học

Ghi chú*

lý
2

Trại heo An

Cung cấp nơi

Khảo sát

Phước

thử nghiệm

thiết bị trên

thiết bị

khí thải từ
hầm phân
hủy kị khí

3

Nhà máy xử lý

Cung cấp nơi

Khảo sát khí

nước thải Bình

lắp đặt thử

thải từ bể thu

Hưng

nghiệm thiết bị gom nước
thải đô thị

- Lý do thay đổi (nếu có):
5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:
(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10
người kể cả chủ nhiệm)
Số

Tên cá nhân đăng ký Tên cá nhân đã tham

Nội dung

Sản phẩm

tham gia

chủ yếu

chính

đạt được
Tổng hợp

TT

theo thuyết minh

gia thực hiện

1

Nguyễn Khánh

Nguyễn Khánh

Chủ nhiệm

Hoàng

Hoàng

đề tài

Ghi
chú*

2

3

Trương T.Thu

Trương T. Thu

Khảo sát

Hương

Hương

nguồn thải

Thái Vũ Bình

Thái Vũ Bình

Thiết kế

Nội dung 1

Nội dung 5
và 6

4

Võ Đình Long

Võ Đình Long

Đánh giá

Nội dung 5

hiệu quả
của thiết bị
5

Nguyễn Kính

Nguyễn Kính

Cố vấn kỹ

Nội dung 5

thuật

và nội
dung 6

6

Nguyễn Thạch Minh

Nguyễn Thạch Minh

Thiết kế

Nội dung 5
và nội
dung 6

7

Quan Quốc Đăng

8

Hồ Thiên Hoàng

9

Lê Hồng Thía

10

Quan Quốc Đăng

Lê Hồng Thía

Phạm Huy

Lý do thay đổi ( nếu có):
-Hồ Thiên Hoàng đi học nước ngoài

Khảo sát

Nội dung 3

tính chất

và nội

VSV

dung 4

Khảo sát

Nội dung

đánh giá vi

2, và nội

sinh vật

dung 3


-Phạm Huy chuyển công tác qua cơ quan khác
6. Tình hình hợp tác quốc tế:

Số
TT

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

(Nội dung, thời gian, kinh phí,

(Nội dung, thời gian, kinh phí,

địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số

địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số

đoàn, số lượng người tham

đoàn, số lượng người tham

gia...)

gia...)

Ghi chú*

1
2
- Lý do thay đổi (nếu có):
7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:
Số
TT
1

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

(Nội dung, thời gian, kinh phí,

(Nội dung, thời gian, kinh phí,

địa điểm )

địa điểm )

Kết quả thử nghiệm thiết bị trên Kết quả thử nghiệm thiết bị trên
khí thải từ bể phân hủy kị khí

khí thải từ bể phân hủy kị khí tại
trại chăn nuôi An Phước

2

Kết quả thử nghiệm thiết bị trên Kết quả thử nghiệm thiết bị trên
khí thải từ bể gom

khí thải từ bể gom nước của nhà
máy xử lý nước thải Bình Hưng

- Lý do thay đổi (nếu có):
8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

Ghi chú*


Thời gian
Số

Các nội dung, công việc

Người,

(Bắt đầu, kết thúc)

chủ yếu
TT

1

2

(Các mốc đánh giá chủ yếu)

Điều tra, đánh giá nguồn phát

cơ quan
Theo kế

Thực tế đạt

hoạch

được

1-3

8-12

thực hiện

Trương Thị Thu

sinh khí H2S nhằm mục đích

Hương, Nguyễn

lựa chọn đối tương áp dụng

Khánh Hoàng

Phân lập, lựa chọn, thuần khiết

3-6

3-12

Nguyễn Khánh

và khảo sát khả năng xử lý

Hoàng; Lê Hồng

H2S của vi khuẩn oxy hóa lưu

Thía

huỳnh trong môi trường tự
nhiên
3

Phân tích và đánh gía điều

6-10

6-13

Nguyễn Khánh

kiện phát triển của vi khuẩn Vi

Hoàng; Lê Hồng

khuẩn oxy hóa lưu huỳnh

Thía

(SOB) được lựa chọn
4

5

Xây dựng quy trình thu nhận

10-14

10-14

Nguyễn Khánh

sinh khối tế bào và tạo màng

Hoàng; Lê Hồng

sinh học sử dụng cho quá trình

Thía, Quan Quốc

xử lý

Đăng

Nghiên cứu xác định các thông

7- 14

7- 14

Nguyễn Thạch

số kỹ thuật và tính toán thiết

Minh, Nguyễn

kế thiết bị xử lý H2S quy mô

Khánh Hoàng;

phòng thí nghiệm

Nguyễn Kính;


6

Thiết kế chế tạo thiết bị xử lý

15- 20

15- 20

Thái Vũ Bình,

H2S quy mô Pilot cho nguồn

Nguyễn Khánh

phát thải khí H2S từ các hệ

Hoàng; Nguyễn

thống xử lý nước thải sinh hoạt

Kính; Nguyễn

có sử dụng bể phân hủy kị khí

Thạch Minh

- Lý do thay đổi (nếu có):
+Thời gian khảo sát nguồn phát thải cần phải được sự đồng ý của các chủ cơ sở vì thế
chậm hơn so với tiến độ.
+Thời gian phân lập kéo dài hơn dự kiến vì phải thu mẫu trong cả hai mùa
III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN
1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
a) Sản phẩm Dạng I:
Số

Tên sản phẩm và chỉ

Đơn

tiêu chất lượng chủ
TT
1

yếu
Vi khuẩn oxy hóa lưu

Số lượng
vị đo

Theo kế

Thực tế

hoạch

đạt được

Chủng

02 (20 ống)

02 (20 ống)

02 (20 ống)

Bộ

01

01

01

huỳnh (mỗi chủng 10
ống)
2

Thiết bị xử lý khí H2S
trong khí thải sử dụng
vi khuẩn oxy hóa lưu

huỳnh quy mô phòng
thí nghiệm


3

Thiết bị xử lý khí H2S

Bộ

01

01

01

trong khí thải sử dụng
vi khuẩn oxy hóa lưu
huỳnh quy mô pilot
- Lý do thay đổi (nếu có):
b) Sản phẩm Dạng II:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
Tên sản phẩm
TT

Ghi chú
Theo kế hoạch

Thực tế
đạt được

1

Quy trình bảo quản giống vi

01

01

khuẩn oxy hóa lưu huỳnh

Kết quả nội
dung 4 (4.1,
4.2 và 4.3)

2

Quy trình thu nhận sinh khối

01

01

Kết quả nội

tế bào vi khuẩn oxy hóa lưu

dung 4 (4.4

huỳnh từ phòng thí nghiệm

và 4.5)

đến tháp xử lý
3

Đặc điểm và tính chất của

01

01

Kết quả nội

những vi khuẩn oxy hóa H2S

dung 3 (3.1

được lựa chọn trong quá

và 3.2)

trình phân lập
4

Bộ bản vẽ thiết kế và thiết bị
Pilot áp dụng cho hệ thống

xử lý nước thải có sử dụng

01

01

Kết quả nội
dung 6 (6.1)


bể phân hủy kị khí
5

Quy trình công nghệ của hệ

01

01

thống xử lý

Kết quả nội
dung 6
(6.3.2)

6

Bộ bản vẽ thiết kế thiết bị xử

01

01

lý H2S trong khí thải quy mô

Kết quả nội
dung 2 (2.4)

phòng thí nghiệm
- Lý do thay đổi (nếu có):
c) Sản phẩm Dạng III:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số

Số lượng, nơi
công bố

Tên sản phẩm
TT

1

Bài báo khoa học

Theo

Thực tế

kế hoạch

đạt được

01

02

(Tạp chí, nhà
xuất bản)
-Tạp chí Khoa
học và Công
nghệ
-Tạp chí Đại học
Công nghiệp
Thành phố Hồ
Chí Minh

2

Hội nghị khoa học

01

01

Vietnam Journal
of Chemistry
(SCIWT 2012)

- Lý do thay đổi (nếu có):
d) Kết quả đào tạo:
Số lượng

Số

Cấp đào tạo, Chuyên

TT

ngành đào tạo

1

Thạc sỹ

Ghi chú

Theo kế

Thực tế đạt

hoạch

được

02

02

(Thời gian kết thúc)
642/QĐ-ĐHCN;
646/QĐ-ĐHCN

- Lý do thay đổi (nếu có):
đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp:
Kết quả
Số
TT

Ghi chú

Tên sản phẩm
Theo

Thực tế

(Thời gian kết

kế hoạch

đạt được

thúc)

đăng ký

Quy trình thu nhận sinh

BN hồ sơ

khối tế bào và tạo màng
1

sinh học sử dụng cho quá

1

1

1-2012-03539
SC ngày

trình xử lý H2S bằng vi

27/11/2012

khuẩn SOB

BN hồ sơ
Thiết bị xử lý H2S trong
2

khí thải sử dụng vi khuẩn
oxy hóa lưu huỳnh (SOB)

1

1

1-2012-03539
SC ngày
27/11/2012

- Lý do thay đổi (nếu có):


e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế
Địa điểm
Số

Tên kết quả
Thời gian

TT

(Ghi rõ tên, địa
chỉ nơi ứng

đã được ứng dụng

Kết quả
sơ bộ

dụng)
1

Thiết bị xử lý H2S quy

10/2012

mô Pilot

Trạm bơm Đồng

Xử lý triệt để

Diều thuộc nhà

khí H2S có trong

máy xử lý nước

khí sinh ra từ bể

thải Bình Hưng

gom

2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công
nghệ so với khu vực và thế giới…)
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã đạt được một số hiệu quả về mặt khoa học công nghệ
như sau:
-Đã phân lập và nghiên cứu đặc điểm của vi khuẩn oxy hóa trong tự nhiên. Đây là
những vi sinh vật bản địa có thể sử dụng làm tác nhân vi sinh vật trong thiết bị xử lý
khí H2S
-Đã xây dựng được quy trình tạo chế phẩm sinh học sử dụng trong thiết bị xử lý từ

phòng thí nghiệm đến sản xuất bao gồm các khâu: Bảo quản; phục hồi; tăng sinh và
các điều kiện phục vụ quá trình tạo sinh phẩm (môi trường; pH; nhiệt độ nuôi cấy)
-Kết quả nghiên cứu đã tạo ra được một thiết bị xử lý H2S trong khí thải dạng modul
với hiệu quả xử lý khá cao. Bộ bản vẽ thiết kế có thể sử dụng để triển khai sản xuất
thiết bị khi có nhu cầu.


-Quá trình thử nghiệm thiết bị xử lý trên các đối tượng nguồn phát thải chỉ ra hướng
ứng dụng của thiết bị trên nguồn phát thải khí H2S từ các bể gom nước thải sinh hoạt
quy mô lớn. Đây là một đối tượng không được đề cập đến trong đề cương nghiên cứu
nhưng là một nguồn phát thải H2S rất lớn do thời gian lưu của nước thải trong hệ thống
thu gom kéo dài. Thiết bị hiện đang triển khai tại trạm bơm Đồng Diều cho kết quả rất
khả quan giúp giải quyết nguồn ô nhiễm cho nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị.
-Ứng dụng công nghệ sinh học vào xử lý môi trường là một hướng nghiên cứu rất đáng
quan tâm của nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ. Kết quả nghiên cứu góp phần vào quá
trình phát triển ngành công nghiệp môi trường Việt Nam theo đề án của chính phủ.
Ngoài ra, thiết bị xử lý H2S khi được triển khai sẽ làm giảm nguồn phát thải H2S vào
môi trường giúp cải thiện môi trường làm việc của công nhân và môi trường sống của
cư dân vùng lân cận
b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các sản
phẩm cùng loại trên thị trường…)
Các hiệu quả kinh tế của nghiên cứu bao gồm:
-Chi phí xử lý của thiết bị tương đối thấp có thể dễ dàng được chấp nhận từ phía chủ
nguồn thải.
-Việc triển khai sản xuất sinh phẩm và thiết bị có thể thực hiện trong nước tại các cơ sở
với chi phí đầu tư nhỏ và dễ dàng triển khai.
-Quá trình triển khai áp dụng nghiên cứu trong nước sẽ tạo ra một số việc làm và giúp
giảm chi phí ngoại tệ
3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:

Số

Thời gian

Ghi chú

thực hiện

(Tóm tắt kết quả, kết luận

Nội dung
TT


chính, người chủ trì…)
I

II

III

Báo cáo định kỳ
Lần 1

05/08/2011

Lần 2

15/03/2012

Lần 3

13/08/2012

Kiểm tra định kỳ
Lần 1

11/09/2011

Lần 2

5/2012

Lần 3

13/9/2012

Nghiệm thu cơ sở
24/11/2012
Chủ nhiệm đề tài

Thủ trưởng tổ chức chủ trì

(Họ tên, chữ ký)

(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)


MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH ....................................................................... I

Chữ viết tắt ...................................................................................................................................................................... i
Danh mục bảng............................................................................................................................................................... ii
Danh mục hình .............................................................................................................................................................. iv
Danh mục Biểu đồ ......................................................................................................................................................... vi
1.MỞ ĐẦU..................................................................................................................................................................... 1
1.1.Mục tiêu của đề tài .................................................................................................................................................... 3
1.2.Đối tượng nghiên cứu................................................................................................................................................ 3
1.3.Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................................................................ 4
1.4.Phạm vi và giới hạn nghiên cứu................................................................................................................................. 5
1.5.Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài ........................................................................................................................ 5
2.TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................................................................................................. 8
2.1.Tổng quan về H2S ..................................................................................................................................................... 8
2.1.1.Tính chất H2S ......................................................................................................................................................... 8
2.1.1.1.Tính chất vật lý .................................................................................................................................................... 8
2.1.1.2.Tính chất hóa học ................................................................................................................................................ 9
2.1.2. Nguồn phát sinh H2S [1] ...................................................................................................................................... 11
2.1.2.1. Trong môi trường tự nhiên................................................................................................................................ 11
2.1.2.2.Trong các quá trình công nghiệp ....................................................................................................................... 11
2.1.3.Độc tính H2S ........................................................................................................................................................ 12
2.1.3.1.Tác động lên người [1] ...................................................................................................................................... 12
2.1.3.2.Tác động lên động và thực vật ........................................................................................................................... 15
2.1.3.3.Tác động lên môi trường.................................................................................................................................... 16
2.1.4.Các phương pháp điều chế H2S [9] ....................................................................................................................... 17
2.1.4.1.Khí hydrosunfua ................................................................................................................................................ 17
2.1.4.2. Dung dịch axít sunfua hyđric (H2S) ................................................................................................................... 19
2.1.5.Một số phương pháp xử lý H2S [10] ...................................................................................................................... 20
2.1.5.1. Phương pháp hóa học ....................................................................................................................................... 20
2.1.5.2. Phương pháp hấp thụ ....................................................................................................................................... 22
2.1.5.3.Phương pháp hấp phụ........................................................................................................................................ 26
2.1.5.4. Phương pháp sinh học ...................................................................................................................................... 28

2.2.Tổng quan về vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh ............................................................................................................... 32
2.2.1. Phân loại vi khuẩn chuyển hóa lưu huỳnh ............................................................................................................ 32
2.2.1.1.Vi khuẩn tự dưỡng hóa năng chuyển hóa lưu huỳnh ........................................................................................... 32
2.2.1.2. Vi khuẩn tự dưỡng quang năng chuyển hóa lưu huỳnh....................................................................................... 33


2.2.1.3.Vi khuẩn dị dưỡng chuyển hóa lưu huỳnh........................................................................................................... 34
2.2.1.4.Các vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh khác ................................................................................................................ 35
2.2.2 .Nuôi cấy vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh ................................................................................................................... 35
2.2.2.1.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy vi khuẩn ....................................................................................... 35
2.2.2.2.Một số phương pháp phân lập vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh................................................................................. 36
2.3. Tổng quan về phương pháp nghiên cứu................................................................................................................... 41
2.3.1.Phương pháp lấy mẫu vi sinh vật .......................................................................................................................... 41
2.3.1.1. Tiêu chuẩn lấy mẫu đất..................................................................................................................................... 41
2.3.1.2. Tiêu chuẩn lấy mẫu nước .................................................................................................................................. 41
2.3.2.Phương pháp phân lập vi sinh vật ......................................................................................................................... 42
2.3.2.1.Khái niệm.......................................................................................................................................................... 42
2.3.2.2.Phương pháp phân lập vi sinh vật thuần khiết .................................................................................................... 42
2.3.3.Phương pháp định danh vi sinh vật ....................................................................................................................... 42
2.3.3.1.Phương pháp định danh truyền thống ................................................................................................................ 43
2.3.3.2.Phương pháp giải trình tự gen ........................................................................................................................... 43
2.3.4.Phương pháp khảo sát hàm lượng H2S [9] ............................................................................................................ 44
2.3.4.1.Phương pháp iốt ................................................................................................................................................ 44
2.3.4.2 Phương pháp điện thế ........................................................................................................................................ 45
2.3.4.3. Phương pháp trắc quang .................................................................................................................................. 46
3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................................................... 47
3.1. Vật liệu .................................................................................................................................................................. 47
3.1.1. Mẫu .................................................................................................................................................................... 47
3.1.2.Dụng cụ ............................................................................................................................................................... 47
3.1.3.Hóa chất .............................................................................................................................................................. 48

3.1.4.Thiết bị................................................................................................................................................................. 48
3.1.5.Môi trường nuôi cấy ............................................................................................................................................. 48
3.1.6.Địa điểm thí nghiệm ............................................................................................................................................. 50
3.2.Phương pháp phân lập và khảo sát khả năng chuyển hóa H2S của vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh ................................. 52
3.2.1.Sơ đồ quá trình nghiên cứu ................................................................................................................................... 52
3.2.2.Phương pháp lấy mẫu (theo tiêu chuẩn ISO mục 2.3.1) ......................................................................................... 53
3.2.3.Phương pháp phân lập vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh .............................................................................................. 53
3.2.3.1.Nuôi cấy vi khuẩn trong môi trường lỏng ........................................................................................................... 53
3.2.3.2.Phân lập vi khuẩn trong môi trường thạch ......................................................................................................... 54
3.2.4.Phương pháp định danh vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh............................................................................................. 54
3.2.5. Phương pháp khảo sát khả năng chuyển hóa sunfua............................................................................................. 55
3.2.5.1.Điều chế H2S ..................................................................................................................................................... 55
3.2.5.2.Phân tích H2S theo phương pháp Iot .................................................................................................................. 55
3.2.5.3. Phân tích H2S THEO TQKT YHLĐ & VSMT 2002.......................................................................................... 55


3.2.5.4. Phương pháp điện thế ....................................................................................................................................... 56
2.2.5.5.Phương pháp khảo sát hàm lượng H2S [8] ......................................................................................................... 57
3.2.6. Phương pháp tổng hợp tài liệu............................................................................................................................. 57
3.2.7. Xử lý số liệu ........................................................................................................................................................ 58
4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ...................................................................................................................................... 59
4.1. Khảo sát các nguồn phát thải H2S ........................................................................................................................... 59
4.1.1. Nguồn phát thải từ các hệ thống xử lý nước thải bệnh viện ................................................................................... 59
4.1.2. Nguồn phát thải từ các nhà máy chế biến cao su .................................................................................................. 64
4.1.3. Nguồn phát thải sinh ra từ các hoạt động sản xuất công nghiệp ........................................................................... 67
4.1.4. Nguồn phát thải từ hệ thống xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp ......................................................... 70
4.1.5. Nguồn phát thải từ các hoạt động chăn nuôi ........................................................................................................ 72
4.2. Phân lập vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh trong môi trường........................................................................................... 78
4.2.1.Thông số mẫu trong mùa khô................................................................................................................................ 78
4.2.1.1.Thông số mẫu nước mùa khô ............................................................................................................................. 78

4.2.1.2.Thông số mẫu đất mùa khô ................................................................................................................................ 79
4.2.1.3. Kết quả phân lập vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh trong mùa khô ............................................................................ 80
4.2.1.4.Kết quả định danh vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh phân lập trong mùa khô ............................................................. 84
4.2.2.Thông số mẫu trong mùa mưa .............................................................................................................................. 90
4.2.2.1.Thông số mẫu nước mùa mưa ............................................................................................................................ 90
4.2.2.2.Thông số mẫu đất mùa mưa ............................................................................................................................... 92
4.2.2.3. Kết quả phân lập vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh trong mùa mưa ........................................................................... 93
4.2.2.4. Kết quả định danh vi khuẩn phân lập trong mùa mưa ........................................................................................ 94
4.3. Khảo sát khả năng xử lý H2S của các chủng vi khuẩn phân lập từ tự nhiên ............................................................ 100
4.3.1. Khảo sát khả năng khử H2S của các chủng vi khuẩn phân lập trong mùa khô ..................................................... 101
4.3.2. Khảo sát khả năng khử H2S của các chủng vi khuẩn phân lập từ tự nhiên mùa mưa............................................ 104
4.4. Lựa chọn vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh phân lập trong tự nhiên .............................................................................. 109
4.4.1. Đặc điểm tính chất của những vi khuẩn được lựa chọn....................................................................................... 113
4.4.1.1. Micorcoccus luteus ......................................................................................................................................... 113
4.4.1.2. Alcaligenes feacalis ........................................................................................................................................ 114
4.5. Điều kiện bảo quản vi khuẩn SOB được lựa chọn.................................................................................................. 120
4.5.1. Môi trường bảo quản vi sinh vật ........................................................................................................................ 120
4.5.2. Phương thức bảo quản vi khuẩn SOB................................................................................................................. 122
4.5.2.1. Bảo quản vi sinh vật bằng phương pháp cấy truyền định kỳ ............................................................................. 123
4.5.2.2. Bảo quản bằng phương pháp đông khô (Suree Nanasombat, 2007).................................................................. 125
4.6. Các thông số kỹ thuật quá trình vận hành thiết bị xử lý H2S quy mô phòng thí nghiệm .......................................... 131
4.6.1. Thiết kế mô hình xử lý quy mô phòng thí nghiệm ................................................................................................ 131
4.6.2. Hoạt hóa vi sinh vật........................................................................................................................................... 143
4.6.3. Tăng sinh khối vi sinh vật trong phòng thí nghiệm.............................................................................................. 144


4.6.4. Quá trình tạo màng vi sinh vật trên vật liệu đệm ................................................................................................ 147
4.6.5. Khảo sát khả năng xử lí theo nồng độ H2S ......................................................................................................... 149
4.6.6. Khảo sát khả năng xử lí H2S theo lưu lượng dòng khí. ........................................................................................ 152
4.6.7. Khảo sát khả năng xử lý H2S theo tính chất mô phỏng các nguồn phát thải......................................................... 155

4.6.7.1. Khảo sát khả năng xử lý H2S mô phỏng tương tự bể Biogas ............................................................................. 155
4.6.7.2. Khảo sát khả năng xử lý H2S mô phỏng tương tự khí ra lò sấy cao su và bột cá ............................................... 157
4.6.7.3. Khảo sát khả năng xử lý H2S mô phỏng tương tự khí từ bể UASB .................................................................... 158
4.6.8. Khảo sát thời gian bổ sung dưỡng chất .............................................................................................................. 161
4.7. Thiết kế thiết bị xử lý H2S quy mô pilot dùng cho bể UASB ................................................................................. 164
4.7.1. Thiết kế mô hình xử lý quy mô pilot sử dụng cho bể UASB.................................................................................. 164
4.7.2. Vận hành thực địa ............................................................................................................................................. 169
4.7.2.1. Tạo màng vi sinh vật trên vật liệu đệm ............................................................................................................ 170
4.7.2.2. Khảo sát quá trình xử lý H2S trong điều kiện bể UASB với lưu lượng thay đổi ................................................. 172
4.7.2.3. Khảo sát quá trình xử lý H2S trong điều kiện bể UASB với nồng độ thay đổi .................................................... 174
4.7.2.4. Khảo sát quá trình xử lý H2S trong điều kiện khí Biogas với lưu lượng thay đổi ............................................... 178
4.7.3. Quy trình công nghệ và vận hành thiết bị xử lý H2S quy mô Pilot sinh ra từ bể phân hủy kị khí ........................... 183
4.7.3.1. Quy trình công nghệ ....................................................................................................................................... 183
4.7.3.2. Thiết bị và hóa chất ........................................................................................................................................ 184
4.7.3.3. Vệ sinh thiết bị trước vận hành ....................................................................................................................... 185
4.7.3.4. Tạo màng vi sinh vật trên vật liệu đệm ............................................................................................................ 186
4.7.3.5. Vận hành thiết bị với khí Biogas ..................................................................................................................... 187
4.7.3.6. Vận hành thiết bị với chế độ khí thải từ bể phân hủy kị khí .............................................................................. 188
4.7.3.7. Bổ sung dưỡng chất cho tác nhân vi sinh vật ................................................................................................... 189
4.7.3.8. Thu nhận thông số vận hành của thiết bị ......................................................................................................... 189
4.7.3.9. Các sự cố và cách khắc phục trong quá trình vận hành ................................................................................... 190
4.7.4. Đánh giá hiệu quả xử lý của thiết bị quy mô pilot trên khí thải từ bể phân hủy kị khí .......................................... 192
5. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC .......................................................................................................................................... 198
5.1. Sản phẩm Khoa học và Công nghệ dạng I ............................................................................................................. 198
5.2. Sản phẩm Khoa học và Công nghệ dạng II............................................................................................................ 198
5.3. Các sản phẩm Khoa học và Công nghệ dạng III .................................................................................................... 199
5.4. Sản phẩm đào tạo ................................................................................................................................................. 199
5.5. Sản phẩm đăng ký bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ...................................................................................................... 199
5.6. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại ..................................................................................................... 199
5.6.1. Hiệu quả về khoa học và công nghệ ................................................................................................................... 199

5.6.2. Hiệu quả về kinh tế xã hội.................................................................................................................................. 200
6. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ..................................................................................................................................... 201
Kết luận ...................................................................................................................................................................... 201
Kiến nghị .................................................................................................................................................................... 204


TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................................................. 205
PHỤ LỤC ................................................................................................................................................................... 212


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH
Chữ viết tắt
API

Test định danh dựa trên phản ứng tính chất sinh hóa của vi
sinh vật

BLAST

Basic Local Alignment Search Tool

BOD

Biochemical oxygen demand

BV

Bệnh viện

ĐHCN TP HCM

Đại học Công nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh

DNA

Deoxyribonucleic acid

ISO

International Organization for Standardization

KHCN

Khoa học công nghệ

MSM

Mineral Salt Medium

MT

Môi trường

MTV

Một thành viên

NA

Nutrition Agar

NB

Nutrition Broth

NCBI

National Center for Biotechnology Information

NXB

Nhà xuất bản

PCR

Polymerase Chain Reaction

ppm

parts per million

QLMT

Quản lý môi trường

SEM

Scanning electron microscope

SOB

Sulfide Oxidizing Bacteria

SRB

Sulfate Reduce Bacteria

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TQKT YHLĐ &
VSMT

Thường quy kỹ thuật y tế lao động và vệ sinh môi trường
i


TTMTB

Trung tâm máy thiết bị hóa học

UASB

Upflow anaerobic sludge blanket

VK

Vi khuẩn

WHO

The World Health Organization

Danh mục bảng
Bảng 2.1. Tính chất vật lý của H2S
Bảng 2.2. Tính chất hóa học của H2S
Bảng 2.3. Triệu chứng, nồng độ và thời gian tiếp xúc H2S
Bảng 2.4. Đặc điểm của bộ Pseudomonodales
Bảng 3.1. Danh sách các dụng cụ sử dụng nghiên cứu
Bảng 3.2. Hóa chất dùng cho nghiên cứu
Bảng 3.3. Thiết bị sử dụng cho nghiên cứu
Bảng 4.1. Thông số và kết quả phân tích hàm lượng H2S trong không khí tại khu xử lý
nước thải và tập kết rác thải bệnh viện
Bảng 4.2. Hàm lượng H2S trong không khí của ngành chế biến cao su
Bảng 4.3. Hàm lượng H2S trong khu vực của một số ngành sản xuất công nghiệp
Bảng 4.4. Hàm lượng H2S trong không khí khu vực nhà máy xử lý nước thải tập trung
của khu công nghiệp
Bảng 4.5. Kết quả khảo sát hàm lượng H2S trong khí sinh ra từ bể ủ Biogas
Bảng 4.6. Đặc điểm mẫu nước mùa khô
Bảng 4.7. Đặc điểm mẫu đất mùa khô
Bảng 4.8. Kết quả phân lập vi sinh vật của mẫu đất và nước trên môi trường trung tính
Bảng 4.9. Hình dạng và tính chất bắt màu của những VSV phân lập từ mẫu đất và nước
Bảng 4.10. Kết quả định danh vi sinh vật phân lập trong mùa khô
Bảng 4.11. Đặc điểm của 9 loài vi khuẩn phân lập được trong mùa khô
Bảng 4.12. Đặc điểm mẫu nước thu nhận trong mùa mưa
ii


Bảng 4.13. Đặc điểm mẫu đất thu nhận trong mùa mưa

Bảng 4.14. Kết quả phân lập vi sinh vật của mẫu đất và nước thu nhận vào mùa mưa
Bảng 4.15. Kết quả khảo sát khả năng khử sunfua trong môi trường trung tính
Bảng 4.16. Hiệu quả xử lý của các chủng vi khuẩn phân lập trong tự nhiên
Bảng 4.17a. Vi khuẩn có khả năng chuyển hóa H2S cao
Bảng 4.17b. Vi khuẩn có khả năng chuyển hóa H2S trung bình
Bảng 4.17c. Vi khuẩn có khả năng chuyển hóa H2S thấp
Bảng 4.18. Tính chất một số vi sinh vật có hiệu quả xử lý H2S cao
Bảng 4.19. Đặc điểm của những vi khuẩn được lựa chọn sử dụng trong thiết bị xử lý
H2S
Bảng 4.20. Tính chất hình thể và sinh hóa của những vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh lựa
chọn
Bảng 4.21. Khả năng sử dụng nguồn Cacbon của vi khuẩn Micrococcus luteus
Bảng 4.22. Khả năng sử dụng các nguồn Cacbon của vi khuẩn Alcaligenes feacalis
Bảng 4.23. Môi trường nuôi cấy và bảo quản vi khuẩn Micrococcus luteus
Bảng 4.24. Môi trường nuôi cấy và bảo quản vi khuẩn Alcaligenes feacalis
Bảng 4.25. Thông số ban đầu phục vụ thiết kế mô hình xử lý quy mô phòng thí nghiệm
Bảng 4.26. Giá trị vận tốc và thời gian lưu của pha khí ứng với lưu lượng dòng vào
Bảng 4.27. Số lượng huyền dịch vi sinh vật cần thiết cho từng thể tích cột xử lý H2S
Bảng 4.28. Mật độ vi sinh vật và thời gian cần thiết nuôi cấy để đạt mật độ tương ứng
Bảng 4.29. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu đệm và môi trường dinh
dưỡng
Bảng 4.30. Nhận xét ưu nhược điểm của hai loại vật liệu đệm sử dụng trong mô hình
thí nghiệm
Bảng 4.31. Hàm lượng H2S trong thành phần Biogas phát thải từ của một số quá trình
lên men kị khí
Bảng 4.32. Kết quả một số nghiên cứu xử lý H2S trong khi thải bằng phương pháp sinh
học
iii