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 HỒI 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 m3/tấn sản
phẩm
Tôm đông lạnh: 4-6 m3/tấn
sản phẩm
Surimi: 20-25 m3/tấn sản
phẩm

Thuỷ sản đông lạnh hỗn hợp:
4-6 m3/tấn sản phẩm


(Nguồn: Tổng cục Môi trường 2011)


(Tổng cục Môi trường, 2011)

Nước
thải

Bể khử
trùng
Nguồn
tiếp nhận

Song chắn
rác

Ngăn thu gom

Bể lắng
Bể chứa
bùn
Bùn thải

Bể điều
hịa

Bùn hoạt tính hiếu
khí

Tuần hồn
bùn

Phân hủy hiếu khí
Amon hóa
Nitrate hóa


Nước thải

Mương tách dầu và mỡ

Máy tách rác

Thiết bị lược rác tinh

Bể tiếp nhận

Bể điều hịa

Bể tạo bơng

Bể tuyển nổi

Bể sinh học BHTDB

Bể sinh hoc BHTLL

Bể anoxic

Bể lắng

Bể trung gian

Bể lọc áp lực

Phân hủy hiếu khí, amon
hóa, nitrate hóa

Nguồn tiếp nhận

Bể khử trùng

Phân hủy thiếu khí


Nước
thải

Bể khử trùng

Nguồn tiếp
nhận

Song chắn rác

Ngăn thu gom

Bể lắng

Bể sinh học hiếu
khí

Bể điều hịa

Bể kỵ khí

Phân hủy kị khí
Bể chứa bùn
Tuần
hồn bùn
Bùn thải

Nitrate hóa


Nước thải CBTS

• Giàu protein

Xử lý kị khí
và/hoặc hiếu khí

• Protein Amino acid
NH4+ NO2- NO3-

Nước thải đầu ra

• Hàm lượng N cao dạng
NH4+ NO2- NO3-


Nitrate hóa
• NH4+
bán/tồn phần

Phản nitrate
Nitrate hóa
bán phần

Anammox

NO2-

NO3-

• NO3-

NO2-

NO

• NH4+

NO2-

• NH4+ + NO2-

N2O

N2

N2 + H2O

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


Nitrate hóa
bán/tồn phần
Phản nitrate

Nitrate hóa
bán phần
Anammox

• AOB + NOB (dinh dưỡng vơ cơ,
hiếu khí)
• VK phản nitrate hóa (dinh dưỡng
hữu cơ, thiếu khí)

• AOB (dinh dưỡng vơ cơ, hiếu khí)
• VK anammox (kị khí)

Khó tăng sinh hay

phân lập


Phân lập VSV từ vị trí ơ
nhiễm

Tuyển chọn VSV theo tiêu chí
an tồn 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 phân lập khảo sát hoạt tính
vi khuẩn phản nitrate

Tăng sinh AOB, khảo sát hoạt
tính AOB

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

Tăng sinh phân lập NOB, khảo

sát hoạt tính NOB

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 mơ hình MBBR phản nitrate


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 nơng 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 Cơng 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-NH4+, N-NO3, N-NO2-…(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

NH4+

•AOB

• O2

NO2-

AOB = ammonium
oxidizing bacteria
Vd: Nitrosomonas spp.

NOB

O2

NO3-

NOB = nitrite
oxidizing bacteria
Vd: Nitrobacter 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,
khơng cần phải phân lập


Khảo sát hoạt tính quần thể AOB

N– NH4+ giảm gần hết từ 583mg/l xuống < 10mg/l . đồng thời NNO2- tăng đến 186.9mg/l, trong khi N-NO3- sinh ra không đáng kể (<
23mg/l).


Đánh giá hiệu quả quần thể AOB

Hiệu qủa xử lý NNH4+ có thể đạt 99%

Chỉ 50% N-NH4+
chuyển hóa thành NNOx-, phần còn lại
tổng hợp sinh khối.
Hiệu quả xử lý N-NH4+ (%) =
(N-NH4+Đầu - N-NH4+ Cuối)/N-NH4+Đầu*100

Hiệu quả nitrate hóa (%) =
(N-NO2- Cuối + N-NO3- Cuối)/N-NH4+Đầu*100


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 NO2- thành NO3- của các
chủng phân lập sau 6 ngày (Môi trường W2)
chứa 165 mg/L N-NO2-, điều kiện như tăng sinh

Chọn chủng 2, 3 và MV1