Phân lập, tuyển chọn các chủng vi khuẩn chịu mặn có khả năng làm giảm cod trong nước thải chế biến thuỷ sản tỉnh tiền giang

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯƠNG THÀNH TÀI

PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG
VI KHUẨN CHỊU MẶN CÓ KHẢ NĂNG LÀM
GIẢM COD TRONG NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN
THUỶ SẢN TỈNH TIỀN GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020


Cơng trình được hồn thành tại Trường Đại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh.
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Lê Hùng Anh
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường
Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày…. tháng …. năm 2020.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. ......................................................................... - Chủ tịch Hội đồng
2. ......................................................................... - Phản biện 1
3. ......................................................................... - Phản biện 2
4. ......................................................................... - Ủy viên
5. ......................................................................... - Thư ký
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG VIỆN TRƯỞNG VIỆN KHCN&QLMT


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

BỘ CÔNG THƯƠNG

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Trương Thành Tài

MSHV: 17112151

Ngày/tháng/năm sinh: 09/01/1994

Nơi sinh: Thành phố Hồ Chí Minh

Chun ngành: Kỹ thuật Mơi trường

Mã số: 8520320

I. TÊN ĐỀ TÀI: “Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn chịu mặn có khả năng
làm giảm COD của nước thải chế biến thuỷ sản tỉnh Tiền Giang.”
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn chịu mặn từ mẫu nước thải nhiễm mặn
tại tỉnh Tiền Giang.
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, nồng độ muối đến các chủng vi khuẩn.
- Thiết kế mơ hình bể hiếu khí.
- Đánh giá khả năng xử lý nước thải của các chủng vi khuẩn trên mơ hình.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
Theo Quyết định số 74/QĐ-ĐHCN, ngày 14 tháng 1 năm 2020 của Hiệu trưởng
trường Đại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh về việc giao đề tài và cử người
hướng dẫn luận văn thạc sĩ.

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 10 tháng 10 năm 2020
V. NGƯỜI HƯỚNG DẪN:
Người hướng dẫn: PGS.TS. Lê Hùng Anh.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày …. tháng ….năm 2020
NGƯỜI HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

VIỆN TRƯỞNG


LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Lê Hùng Anh về sự
chỉ dẫn tận tình trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo giảng dạy tại Trường Đại học Công nghiệp
thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm trong
suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hồn thành chương trình cao học và thực hiện
luận văn tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Hoàng Mỹ ở Viện KHCN và QLMT đã hỗ trợ,
truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hồn
thành chương trình cao học và thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Xin cảm ơn các bạn học viên đã chia sẻ, trao đổi kinh nghiệm và giúp đỡ hết mình
trong quá trình cá nhân tác giả thực hiện luận văn.

i


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Đề tài luận văn “Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn chịu mặn có khả
năng làm giảm COD của nước thải chế biến thuỷ sản tỉnh Tiền Giang” được

tiến hành khảo sát nhằm phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn chịu mặn có
khả năng làm giảm COD. Từ đó làm cơ sở nền tảng để có thể ứng dụng các nhóm vi
khuẩn chịu mặn trong việc xử lý nguồn nước thải nhiễm mặn tại các cơ sở sản xuất
chế biến thủy hải sản.
Các phương pháp được thực hiện trong đề tài bao gồm phương pháp nuôi cấy phân
lập trên môi trường rắn, lỏng; phương pháp cố định một yếu tố khảo sát; phương
pháp định danh bằng MALDI – TOF; phương pháp định lượng COD.
Các kết quả đạt được trong thời gian nghiên cứu:
− Đã phân lập tuyển chọn và định được 10 chủng vi khuẩn chịu mặn từ nguồn nước
thải thủy sản tỉnh Tiền Giang: 1B1 (Staphylococuss epidermidis), 1C2
(Micrococcus

luteus),

2A2

(Bacillus

lichenniformis),

2B1

(Bacillus

lichenniformis), 2B3 (Bacillus subtilis), 3A5 (Arthrobacter creatinolyticus, 3B3
(Lactobacillus pentosus, 4A1 (Bacillus subtilis), 4A7 (Bacillus subtilis), 4B6
(Bacillus cereus).
− Xác định được các yếu tố thích hợp cho sinh trưởng phát triển tối ưu của các
chủng: thời gian 24-48 giờ, nhiệt độ 30oC, pH=7, nồng đợ muối 5%.
− Thiết kế được bể hiếu khí kích thước 42 cm x 50 cm x 10,5 cm. Mô hình được

thiết kế gồm 15 ngăn thử nghiệm.
− Đánh giá được khả năng xử lý nước thải nhiễm mặn của 10 chủng tuyển chọn.
Chủng có hiệu quả xử lý cao nhất là 4A1 đạt 92,19% sau 72 giờ. Hỗn hợp G1
gồm 5 chủng 1B1, 2B1, 3B3, 4A1, 4B6 có hiệu quả xử lý tốt nhất.
− So sánh được khả năng xử lý của các chủng với các chế phẩm hiện có. Việc bổ
sung các chủng tuyển chọn giúp giảm thời gian xử lý của các chế phẩm khảo sát.

ii


ABSTRACT
The thesis topic "Isolation and selection of salt-tolerant bacteria strains capable of
reducing COD of aquatic product processing wastewater in Tien Giang province"
was surveyed to isolate and select salt-tolerant strains capable of reducing COD.
From there, it serves as a foundation for the application of salt-tolerant bacteria
groups in the treatment of salty wastewater in seafood production and processing
facilities.
The methods implemented in the topic include culture methods isolated on solid,
liquid medium; the method of fixing a survey factor; identification method by
MALDI - TOF; quantitative method of COD.
Results achieved during the study period:
10 strains of salinity tolerance bacteria were isolated and identified from aquatic
wastewater in Tien Giang province: 1B1 (Staphylococuss epidermidis), 1C2
(Micrococcus luteus), 2A2 (Bacillus lichenniformis), 2B1 (Bacillus lichenniformis),
2B3 (Bacillus subtilis), 3A5 (Arthrobacter creatinolyticus, 3B3 (Lactobacillus
pentosus, 4A1 (Bacillus subtilis), 4A7 (Bacillus subtilis), 4B6 (Bacillus cereus).
- Determining the factors suitable for the optimal growth and development of
strains: time 24-48 hours, temperature 30oC, pH = 7, salt concentration 5%.
- Designing an aerobic tank with dimensions of 42 cm x 50 cm x 10,5 cm. The
model is designed with 15 test compartments.

- Evaluate the ability to treat saline water of 10 selected strains. The strain with the
highest treatment efficiency was 4A1, reaching 92,19% after 72 hours. Mixed G1,
consisting of 5 strains 1B1, 2B1, 3B3, 4A1 and 4B6, had the best treatment
efficiency.
- The processing ability of strains with existing products is compared. The addition
of selected strains reduces the processing time of survey preparations.

iii


LỜI CAM ĐOAN
Học viên xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm nghiên cứu, tìm
hiểu của riêng cá nhân học viên. Trong tồn bợ nợi dung của luận văn, những điều
được trình bày là của cá nhân học viên và được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu, có
nguồn gốc rõ ràng và theo đúng quy định. Các tài liệu, số liệu được trích dẫn được
chú thích rõ ràng, đáng tin cậy. Kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và
hoàn toàn chịu trách nhiệm về tồn bợ nợi dung nghiên cứu.
Học viên

Trương Thành Tài

iv


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ .............................................................................ii
ABSTRACT .............................................................................................................. iii
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... iv
MỤC LỤC ................................................................................................................... v

DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................................... ix
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề ........................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 3
4. Nội dung nghiên cứu khoa học của đề tài ........................................................... 3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................ 3
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ........................................................................................ 4
1.1 Tổng quan về nước thải nhiễm mặn .................................................................. 4
1.2 Tổng quan nước thải chế biến thuỷ sản tại Tiền Giang .................................... 5
1.3 Tổng quan về vi khuẩn chịu mặn Halophiles .................................................... 7
1.3.1 Định nghĩa ............................................................................................... 7
1.3.2 Phân loại dựa vào độ mặn ........................................................................ 8
1.3.3 Ứng dụng vi khuẩn chịu mặn trong môi trường ...................................... 8
1.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước ..................................................... 10
1.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước .......................................................... 10
1.4.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước .......................................................... 12
CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 17
2.1 Thời gian và địa điểm...................................................................................... 17
2.2 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất .......................................................................... 17
2.2.1 Thiết bị và dụng cụ ................................................................................ 17
2.2.2 Mơi trường và hóa chất .......................................................................... 18
2.3 Phương pháp thí nghiệm ................................................................................. 18
2.3.1 Phương pháp xử lý cơ học (vật lý) ........................................................ 18
2.3.2 Phương pháp xử lý hóa lý ...................................................................... 18
2.3.3 Phương pháp xử lý hóa học ................................................................... 19
2.3.4 Phương pháp xử lý sinh học .................................................................. 19
2.3.5 Bể SBR .................................................................................................. 20

2.3.6 Phương pháp lấy mẫu ............................................................................ 20
2.3.7 Phương pháp phân lập và tuyển chọn .................................................... 22

v


2.3.8 Phương pháp khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển
của các chủng vi khuẩn tuyển chọn ....................................................... 25
2.3.9 Phương pháp đánh giá khả năng làm giảm COD của các chủng vi khuẩn
tuyển chọn trên nước thải nhiễm mặn tại địa phương ........................... 27
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 34
3.1 Kết quả phân lập và tuyển chọn ...................................................................... 34
3.1.1 Kết quả phân lập .................................................................................... 34
3.1.2 Kết quả khảo sát khả năng chịu mặn ..................................................... 37
3.1.3 Kết quả định danh của các chủng vi khuẩn chịu mặn ........................... 40
3.2
Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của các chủng vi
khuẩn tuyển chọn ........................................................................................... 42
3.2.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy .............................. 42
3.2.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ .............................................. 43
3.2.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH ...................................................... 45
3.3 Kết quả khảo sát khả năng làm giảm COD của các chủng vi khuẩn ........... 47
3.3.1 Kết quả thiết kế mơ hình ........................................................................ 47
3.3.2 Kết quả xác định thông số đầu vào mẫu nước thải nhiễm mặn ............. 48
3.3.3 Kết quả khảo sát tỷ lệ giống .................................................................. 50
3.3.4 Kết quả khảo sát khả năng xử lý riêng lẻ của 10 chủng với tải trọng đầu
vào ......................................................................................................... 52
3.3.5 Kết quả khảo sát khả năng xử lý phối hợp ............................................ 55
3.3.6 Khảo sát khả năng xử lý nước thải nhiễm mặn của một số chế phẩm có
trên thị trường ........................................................................................ 57

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 59
1. Kết luận ............................................................................................................. 59
2. Kiến nghị ........................................................................................................... 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 61
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 65
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN ......................................................... 66

vi


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Trang
Hình 1.1 Hình thái mợt vài đại diện vi sinh vật chịu mặn .......................................... 8
Hình 2.1 Hệ thống xử lý nước thải tập trung tại cảng cá Vàm Láng ........................ 21
Hình 2.2 Hệ thống xử lý nước thải tại Công ty TNHH chế biến thủy sản Minh
Thắng......................................................................................................... 21
Hình 2.3 Phương pháp phân lập các chủng vi khuẩn chịu mặn ................................ 23
Hình 2.4 Sơ đồ minh họa hoạt đợng của hệ MALDI-TOF ....................................... 24
Hình 2.5 Buồng đếm Neubauer ................................................................................. 26
Hình 2.6 Mơ hình bể hiếu khí thiết kế (quy mơ pilot) .............................................. 28
Hình 2.7 Các chế phẩm sinh học thử nghiệm ........................................................... 32
Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ............................................................................... 33
Hình 3.1 Các chủng vi khuẩn phân lập được ............................................................ 35
Hình 3.2 Kết quả khảo sát khả năng chịu mặn của các chủng phân lập ................... 38
Hình 3.3 Biểu đồ khảo sát ảnh hưởng thời gian nuôi cấy ......................................... 43
Hình 3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt đợ .................................................. 44
Hình 3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH .......................................................... 45
Hình 3.6 Mơ hình bể hiếu khí ................................................................................... 47
Hình 3.7 Kết quả khảo sát tỷ lệ giống ....................................................................... 51
Hình 3.8 Hiệu suất xử lý của 10 chủng riêng lẻ ........................................................ 54

Hình 3.9 Hiệu suất xử lý của 10 chủng ở COD đầu vào 400mg/L ........................... 55
Hình 3.10 Hiệu suất xử lý COD của các hỗn hợp giống........................................... 56
Hình 3.11 Hiệu quả xử lý COD so sánh với các chế phẩm trên thị trường .............. 57

vii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1 Phân loại vi khuẩn dựa vào khả năng chịu mặn và ưa mặn. ........................ 8
Bảng 2.1 Tỷ lệ thể tích mẫu và hóa chất dùng phân tích COD................................. 28
Bảng 3.1 Kết quả phân lập từ mẫu nước nhiễm mặn .................................................34
Bảng 3.2 Đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn phân lập ................................36
Bảng 3.3 Kết quả khảo sát khả năng chịu mặn của các chủng vi khuẩn phân lập .....39
Bảng 3.4 Kết quả định danh 10 chủng bằng phương pháp MALDI-TOF .................41
Bảng 3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng cua thời gian nuôi cấy (đơn vị: 106 tế
bào/mL) ........................................................................................................42
Bảng 3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ (đơn vị: 106 tế bào/mL) ............44
Bảng 3.7 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH (đơn vị: 106 tế bào/mL) ....................45
Bảng 3.8 Kết quả tăng sinh sau 48 giờ .......................................................................46
Bảng 3.9 Kết quả đánh giá chất lượng nước thải .......................................................48
Bảng 3.10 Kết quả COD sau 96h xử lý ở các tỷ lệ giống ..........................................51
Bảng 3.11 Hiệu quả xử lý COD của 10 chủng tuyển chọn ........................................53
Bảng 3.12 Kết quả xử lý COD phối hợp của vi sinh vật đối với mẫu nước thải .......56
Bảng 3.13 Hiệu quả xử lý COD của các chế phẩm sinh học .....................................57

viii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD

Biochemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hố

COD

Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học

SBR

Sequencing Batch Reactor – Bể phản ứng theo mẻ

TSS

Total Suspended Solids - tổng chất rắn lơ lửng

ix


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Ngày nay, việc phát triển kinh tế – xã hội gắn liền mật thiết với vấn đề bảo vệ môi
trường; sở dĩ như vậy là do trong quá khứ lẫn hiện tại có nhiều người vẫn chưa ý
thức được “môi trường” là quan trọng như thế nào đối với đời sống của con người.
Nước ta là một quốc gia nằm trên bán đảo của Biển Đông thơng ra Thái Bình
Dương, với hơn 75% dân số sống dọc theo bờ biển dài hơn 3.200 km; tại hai đồng
bằng sông Hồng và sông Cửu Long, Việt Nam thuộc vào loại nước bị ảnh hưởng
nhiều nhất của biến đổi khí hậu tồn cầu và mực nước biển dâng.
Theo Bợ Tài nguyên và Môi trường (2016), mực nước biển dâng lên sẽ làm triều
cường tiếp tục lên cao hơn và gia tăng xâm nhập mặn. Đồng bằng sông Cửu Long

được xác định là vùng chịu ảnh hưởng nặng nề bởi biến đổi khí hậu. Đây cũng là
vùng chịu tác đợng rất lớn sự thay đổi về biên độ triều của mực nước biển. Mực
nước biển dâng lên sẽ làm triều cường tiếp tục lên cao hơn và gia tăng xâm nhập
mặn.
Cùng với vấn đề biến đổi khí hậu tồn cầu đó là những hệ lụy phát sinh do tốc đợ
phát triển ngành ni trồng thủy sản cơng nghiệp. Nó dẫn đến tình trạng ơ nhiễm
mơi trường nước ngày càng nghiêm trọng và tình hình dịch bệnh tăng cao gây ảnh
hưởng lớn đến ngành nuôi trồng thủy sản. [1]
Theo thông tin từ Thủy sản Việt Nam (2016), diện tích ni cá tra nước lợ tại Việt
Nam là hơn 5.050 ha, sản lượng hơn 1.150 tấn và có hơn 500 nhà máy chế biến thủy
sản trên toàn quốc. Sản lượng cá tra của các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long năm
2016 chiếm 99,2% sản lượng của cả nước, ước tính đạt 1.189 nghìn tấn, tăng 4,2%
so với năm 2015, trong đó Đồng Tháp đạt 403,4 nghìn tần (+0,8%), An
Giang đạt 280,5 ngàn tấn (+12,8%)… Chỉ tính riêng số lượng nước nhiễm mặn thải

1


ra từ những hoạt động nuôi trồng, chế biến thủy sản cũng đã là một con số rất lớn.
[2]
Hiện nay, công nghệ sinh học đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xử lý nước
thải, đặc biệt là những nguồn nước chứa hàm lượng hữu cơ hoà tan cao và một số
chất vô cơ như H2S, các sunfit, ammoniac, nitơ… Việc sử dụng phương pháp này
không những xử lý được chất ơ nhiễm, cịn nhiều ý nghĩa liên quan khác như là sử
dụng những vi khuẩn hữu ích thơng qua cơ chế hoạt động của chúng để sản xuất các
hợp chất ức chế vi khuẩn nguy hại, cạnh tranh về dinh dưỡng và nơi cư trú, tiết
enzyme phân hủy hợp chất hữu cơ giúp cải thiện môi trường nước…
Khả năng phát triển trong nồng độ mặn rộng của vi khuẩn chịu mặn gần đây đã
được chú ý vì tiềm năng ứng dụng của nó trong tương lai. Những vi khuẩn này có ý
nghĩa quan trọng trong chu trình dinh dưỡng khi mơi trường có sự biến đợng về đợ

mặn. Hơn nữa, vi khuẩn chịu mặn cịn đóng vai trị thiết yếu trong việc sản xuất và
cung cấp thực phẩm lên men; phân hủy và chuyển hóa các chất hữu cơ, chất ô
nhiễm và sản xuất năng lượng thay thế. Các lồi vi khuẩn chịu mặn đã được tìm
thấy bao gồm: Pseudomonas, Flavobacterium, Virgibacillus, Staphylococcus,
Oceanobacillus, Acinetobacter, Vibrio, Micrococcus, Alteromonas, Bacillus và
Escherichia Coli.
Nghiên cứu vi khuẩn chịu mặn để xử lý nước thải nhiễm mặn là mợt đề tài cịn
nhiều hạn chế và vẫn chưa có nghiên cứu nào cụ thể, đặc biệt là ở nước ta hiện nay,
nơi mà hằng năm bị ảnh hưởng nghiêm trọng của việc xâm nhập mặn, cùng đó là
việc phát triển ngành ni trồng thủy sản nước mặn, nước lợ; dẫn đến việc cần xử lý
nguồn nước thải nhiễm mặn là rất quan trọng. Vì thế, đề tài “Phân lập và tuyển
chọn các chủng vi khuẩn chịu mặn có khả năng làm giảm COD của nước thải
chế biến thuỷ sản tỉnh Tiền Giang” đã được lựa chọn làm cơ sở nền tảng để có thể
ứng dụng các nhóm vi khuẩn chịu mặn trong việc xử lý nguồn nước thải nhiễm mặn
tại các cơ sở sản xuất chế biến thủy hải sản.

2


2. Mục tiêu nghiên cứu
− Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn chịu mặn từ nước thải chế biến thuỷ
sản tỉnh Tiền Giang.
− Đánh giá được khả năng làm giảm COD trong nước thải thủy sản tại địa phương
trên mơ hình pilot.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
− Nước thải chế biến thuỷ sản nhiễm mặn khu vực tỉnh Tiền Giang.
− Các chủng vi khuẩn chịu mặn.
4. Nội dung nghiên cứu khoa học của đề tài
− Nội dung 1: Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn chịu mặn từ mẫu nước
thải nhiễm mặn.

− Nội dung 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian, nhiệt độ, pH, nồng độ muối đến
các chủng vi khuẩn.
− Nội dung 3: Thiết kế mơ hình bể SBR.
− Nợi dung 4: Đánh giá khả năng xử lý nước thải của các chủng vi khuẩn trên mơ
hình SBR.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5.1 Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài đặt nền tảng cho các nghiên cứu ứng dụng ở giai
đoạn tiếp theo, tạo cơ sở khoa học để phát triển nghiên cứu về vi khuẩn chịu mặn có
hoạt tính sinh học để xử lý nước bị nhiễm mặn ở đất ven biển Việt Nam và ứng
dụng vào nhiều ngành khoa học khác.
5.2 Ý nghĩa thực tiễn
Tìm được các chủng vi khuẩn có khả năng xử lý nước thải nhiễm mặn, khảo sát
được các đặc điểm sinh hóa, khả năng thích nghi, đánh giá được khả năng xử lý
nước thải của các chủng vi khuẩn, từ đó có hướng ứng dụng thành các chế phẩm
sinh học dùng xử lý nước thải nhiễm mặn.

3


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1

Tổng quan về nước thải nhiễm mặn

Đặc trưng chung của các loại nước thải có đợ mặn cao hay nước thải sinh hoạt,
nước thải chăn nuôi nhiễm mặn là có đợ mặn tính theo nồng đợ NaCl đạt từ 3–30g/l.
Các loại nước thải có đợ mặn cao thường gặp là nước thải dệt nhuộm, nước thải
thuộc da, nước thải từ các nhà máy chế biến thủy - hải sản, nhà máy chế biến rau củ
quả, nhà máy sản xuất nước mắm, nước thải ao nuôi thủy sản nước mặn…Mỗi loại

nước thải đều có những đặc tính riêng nên quá trình xử lý cũng được áp dụng bởi
các công nghệ khác nhau.
Nước thải dệt nhuộm gây ô nhiễm chủ yếu do độ đục, độ màu, lượng chất hữu cơ và
pH cao. Trong đó, các loại thuốc nḥm thường là nguồn phát sinh kim loại, muối
và màu trong nước thải. Các chất hồ vải với lượng BOD, COD cao và các chất hoạt
đợng bề mặt là ngun nhân chính gây ra tính đợc cho thuỷ sinh của nước thải dệt
nhuộm. [3]
Thành phần nước thải công nghiệp chế biến thủy sản chủ yếu là protein, các chất
béo, vi sinh vật gây bệnh, trứng giun sán trong nguồn nước, ngoài ra cịn có nồng đợ
muối rất cao. Nước thải với hàm lượng muối cao như vậy sẽ khiến cho các tế bào vi
khuẩn tham gia quá trình xử lý nước thải bị ức chế, bị mất nước do áp lực thẩm thấu
dẫn đên hiệu suất xử lý giảm. Đối với nước thải sản xuất nước mắm, bên cạnh các
yếu tố gây ô nhiễm thể hiện qua các thông số chất lượng như COD, BOD, N tổng, P
tổng có hàm lượng rất cao, với giá trị có thể đạt được là 1200- 1800mg/l (COD);
BOD đạt 800- 1200mg/l; N tổng đạt 12- 45mg/l; P đạt 1- 2mg/l thì loại nước thải
này cịn có độ mặn cao với nồng độ 2000- 4000mg/l. Nước thải bẩn cùng với nồng
độ muối khá cao trong nước sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống của sinh vật
trong nước, kể cả vi sinh vật. [4]
Do đặc thù về vị trí địa lý, nhiều vùng biển đảo thiếu nước ngọt nên người dân vẫn
thường sử dụng nước biển cho sinh hoạt và chăn nuôi. Đối với nước thải sinh hoạt,

4


đợ mặn tính theo NaCl dao đợng từ 3.000 - 30.000 mg/l, tùy thuộc vào lượng nước
sử dụng và tỷ lệ mặn dùng trong vệ sinh. Nước thải chăn nuôi heo có COD dao
đợng từ 3.000 - 30.000 mg/l, tùy thuộc vào lượng nước vệ sinh và tỷ lệ nước mặn sử
dụng. [5]
Nước thải nhiễm mặn là một đối tượng khá đa dạng và phức tạp, nhưng có đặc điểm
chung là có nồng đợ muối cao, địi hỏi những cơng nghệ xử lý đặc biệt, phù hợp với

đối tượng này. Trên thế giới trong khoảng 15 năm gần đây cũng đã có mợt số cơng
trình nghiên cứu về chủ đề này, tập trung chủ yếu vào các nội dung như sử dụng các
vi khuẩn chịu mặn (Halotolerant) và ưa mặn (Halophilic), cũng như một số chủng
nấm men với các kỹ thuật hiếu khí kết hợp với màng lọc, ở quy mơ phịng thí
nghiệm. Tuy nhiên kỹ thuật kỵ khí và nghiên cứu quy mơ pilot là những vấn đề cịn
ít được đề cập. Riêng ở Việt Nam, trong khi các đối tượng nghiên cứu khá rõ, và
yêu cầu rất cấp bách, lại chưa có các cơng trình nghiên cứu cấp bộ và cấp nhà nước
nào về công nghệ xử lý nước thải nhiễm mặn được thực hiện trong những năm gần
đây. [6]
Nước thải trong ngành chế biến thủy sản là nguồn nước thải từ nước rửa nguyên
liệu, sơ chế nguyên liệu, chế biến sản phẩm, các nguồn nước vệ sinh nhà xưởng sản
xuất, nước rửa máy móc thiết bị, dụng cụ sản xuất trong các phân xưởng nhà máy
chế biến thủy sản với thành phần: BOD5 khoảng 800 – 2.000 mg/L, có lúc đạt 4.500
mg/L. COD khoảng 1.000 – 2.500 mg/L, có lúc đạt 5.000 mg/L, chất rắn lơ lửng
(SS) khoảng 300 – 600 mg/L, nitơ tổng số (Nt) khoảng 100 – 150 mg/L, photpho
tổng số (Pt) khoảng 20 – 50 mg/L, đặc biệt vi sinh Coliforms thường lớn hơn 1.105
MPN/100mL, với lưu lượng khoảng 20 – 35 m3/tấn sản phẩm, đây là nguồn gây ô
nhiễm môi trường rất nghiêm trọng cần phải được xử lý đáp ứng quy chuẩn môi
trường quy định. [7]
1.2

Tổng quan nước thải chế biến thuỷ sản tại Tiền Giang

Nghề biển là nghề truyền thống của nhiều địa phương trong tỉnh như: thành phố Mỹ
Tho, huyện Gị Cơng Đơng, thị xã Gị Cơng, huyện Tân Phú Đông… đã giúp cho

5


ngư dân tạo dựng nên cơ nghiệp bền vững. Tiền Giang đã xây dựng và đưa vào hoạt

động hai cảng cá nằm trong hệ thống các cảng cá quốc gia, đó là cảng cá Vàm Láng
tại huyện ven biển Gị Công Đông và cảng cá Mỹ Tho thuộc thành phố Mỹ Tho.
Sau mười năm thực hiện “Chiến lược biển”, sản lượng khai thác toàn tỉnh đã đạt
trên 101.000 tấn thủy sản các loại/năm, gấp 1,34 lần so với năm 2008; trong đó,
khai thác hải sản gần 97.500 tấn, với sản lượng hai nghề lưới kéo và lưới vây kết
hợp ánh sáng chiếm đến trên 50% tổng sản lượng khai thác. [8]
Cùng với sự phát triển theo từng năm thì ngành chế biến thủy hải sản cũng đưa vào
môi trường một lượng nước thải khá lớn, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước.
Nước thải ngành này chứa phần lớn các chất thải hữu cơ có nguồn gốc từ đợng vật
và có thành phần chủ yếu là protein và các chất béo. Trong hai thành phần này, chất
béo khó bị phân hủy bởi vi sinh vật.
Các chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thủy sản chủ yếu là dễ bị phân hủy.
Trong nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein, chất béo,… khi xả vào
nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng đợ oxy hịa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng
oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Nồng đợ oxy hịa tan dưới 50% bão hịa
có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tơm, cá. Oxy hịa tan giảm khơng
chỉ gây suy thối tài ngun thủy sản mà cịn làm giảm khả năng tự làm sạch của
nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. [9]
Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó hạn chế đợ sâu tầng nước
được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong
rêu,… Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên
thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng đợ đục nguồn nước) và gây
bồi lắng lịng sơng, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè,…[9]
Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các lồi
tảo, đến mức đợ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy.
Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất
lượng nước của thủy vực. Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp

6

màng khiến cho bên dưới khơng có ánh sáng. Q trình quang hợp của các thực vật
tầng dưới bị ngưng trệ. Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng
nước, ảnh hưởng tới hệ thủy sinh, nghề nuôi trồng thủy sản, du lịch và cấp nước. [9]
Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ. Nồng độ làm chết tôm, cá từ 1,2 3 mg/l. Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu
nồng độ Amonia không vượt quá 1mg/l.
Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước là
nguồn ô nhiễm đặc biệt. Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay
qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh lỵ,
thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính,…[9]
1.3

Tổng quan về vi khuẩn chịu mặn Halophiles

1.3.1 Định nghĩa
Halophiles là các sinh vật chịu mặn hoặc ưa mặn, phát triển trong mơi trường nước
mặn và có thể được phân loại dựa trên đòi hỏi của chúng đối với NaCl .
Vi sinh vật ưa mặn (Halophilic) bao gồm mợt nhóm vi sinh vật khơng đồng nhất và
u cầu muối cho sự phát triển tối ưu. Chúng đã được phân lập từ môi trường độ
mặn đa dạng, thay đổi nồng độ mặn từ nước biển, nước mặn trong hồ đến nồng đợ
mặn bão hịa. Vi sinh vật chịu mặn (Halotolerant) là nhóm vi sinh vật có khả năng
sống trong môi trường mặn hoặc không mặn.[10]
Nồng độ muối nội bào của các vi sinh vật ưa mặn (Halophilic) và chịu mặn
(Halotolerant) thường thấp và chúng duy trì mợt cân bằng thẩm thấu giữa dịch bào
của chúng với môi trường bên ngồi bằng cách tích lũy ở hàm lượng cao các chất
tan thẩm thấu hữu cơ khác nhau. Do đó, việc sử dụng các vi sinh vật chịu muối
trong các hệ thống xử lý sinh học có thể là giải pháp loại bỏ COD trong nước thải
nhiễm mặn. [11]

7

1.3.2 Phân loại dựa vào độ mặn
Halophiles có thể được phân loại là vi khuẩn ưa mặn nhẹ, trung bình hoặc cao, tùy
thuộc vào yêu cầu của chúng đối với NaCl. [12]
Bảng 1.1 Phân loại vi khuẩn dựa vào khả năng chịu mặn và ưa mặn. [13]
Phân loại

Nồng độ mặn (%)

Vi khuẩn ưa mặn cao
Vi khuẩn ưa mặn vừa
Vi khuẩn ưa mặn nhẹ
Vi khuẩn chịu mặn

Phát triển bình thường nồng độ trên 15% NaCl
Phát triển trong khoảng nồng độ 3 – 15% NaCl
Phát triển tốt nhất trong khoảng 1 – 3% NaCl
Phát triển bình thường ở nồng đợ mặn dưới 1% NaCl nhưng
cũng có thể phát triển ở nồng đợ mặn cao hơn.
Vi khuẩn không ưa hay Chỉ phát triển bình thường ở nồng đợ dưới 1% NaCl
chịu mặn

Bacillus subtilis [14]

Bacillus licheniformis [15]

Candida tropicalis [16]

Lactobacillus pentosus [17]

Hình 1.1 Hình thái một vài đại diện vi sinh vật chịu mặn
1.3.3 Ứng dụng vi khuẩn chịu mặn trong môi trường
1.3.3.1 Phân hủy sinh học dầu nặng

8


Một vi khuẩn Halophilic, chủng TM-1, đã được phân lập từ hồ chứa dầu Shengli ở
Đông Trung Quốc. Chủng TM-1, và cho thấy có khả năng làm suy giảm lượng dầu
thơ. Nó là mợt vi khuẩn cầu lớn, Gram dương phát triển ở nhiệt độ lên đến 58ºC và
trong dung dịch NaCl 18%. Chủng này đã được tìm thấy có khả năng hiếu khí tùy
nghi phát triển dưới điều kiện kỵ khí. Hơn nữa, nó cịn sinh rabutylated
hydroxytoluene, 1,2-benzenedicarboxylic acid-bis ester, dibutyl phthalate và có thể
sử dụng nhiều chất hữt cơ khác nhau.Các nghiên cứu tại phịng thí nghiệm cho thấy
chủng TM-1 có thể làm suy giảm và thay đổi tính chất của dầu và khi được sử dụng
trên các loại dầu nặng có thể dẫn đến mất hydrocarbon thơm, nhựa và asphalten.
[11]
1.3.3.2 Tẩy trắng các chất nhuộm azo
Trong số 27 chủng vi khuẩn Halophilic và Halotolerant phân lập từ nước thải của
ngành công nghiệp dệt, ba cho thấy một khả năng đáng kể để khử màu các thuốc
nhuộm azo được sử dụng rộng rãi. Mô tả đặc trưng kiểu hình và phân tích phát sinh
lồi dựa trên so sánh trình tự 16S rDNA cho thấy các chủng này tḥc về chi
Halomonas. Ba chủng có thể khử màu các thuốc nhuộm azo trong một lượng NaCl
rộng (lên tới 20% w/v), nhiệt độ (25 – 40ºC) và pH (5 – 11) sau 4 ngày ni cấy
tĩnh; Chúng cũng có khả năng khử màu một hỗn hợp thuốc nhuộm. Các chủng này
cũng dễ dàng phát triển và khử màu các nồng độ thuốc nḥm cao (5.000 ppm) và
có thể chịu được nồng độ lên tới 10.000 ppm của thuốc nhuộm. Sự mất màu do
phân huỷ sinh học bằng cách giảm bớt liên kết azo, sau đó là phân hủy. [11], [18]
1.3.3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Tiềm năng của các vi khuẩn chịu mặn lên men kỵ khí để sử dụng xử lý nước thải
mặn trong môi trường kỵ khí đã được báo cáo [18], [19]. Vì mục đích này, vi khuẩn
chịu mặn lên men có nhiều lợi thế hơn hệ thống xử lý sinh học thơng thường. Ví dụ,
chúng có thể hoạt đợng ở nồng đợ muối cao và có thể chịu được các kim loại nặng
và có khả năng phân hủy một loạt các hợp chất hữu cơ. [18]

9


Theo Oren et al. (1992), vi khuẩn chịu mặn đóng mợt vai trị chính trong phân hủy
sinh học các chất ô nhiễm trong môi trường nước mặn. Tiềm năng của hai vi khuẩn
chịu mặn, H. praevalens và O. marismortui, để phân hủy các hợp chất thơm thay
thế gồm nitrobenzen, o-nitrophenol, m-nitrophenol, p-nitrophenol, nitroanilines,
2,4-dinitrophenol, và 2,4-dinitroaniline. Ngoài ra, việc phân hủy sinh học của nhiều
hợp chất thơm được nitro-thay thế (nồng đợ ban đầu 50 – 100mg/L) chỉ trong vịng
24 giờ. Các hợp chất khác có thể bị phân huỷ bởi các vi sinh vật chịu mặn bao gồm
các hydrocacbon bão hịa và thơm (bởi các lồi cổ khuẩn), và các hợp chất thơm,
hợp chất hữu cơ phospho và formaldehyde bởi các vi khuẩn eubacterial. Cuối cùng,
Halophiles đóng mợt vai trị quan trọng trong việc phân hủy PCBs. [20]
1.4

Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học trong và ngồi qn đợi đã thực hiện
mợt số nghiên cứu về chủ đề này và đã phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật
có khả năng phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện nước mặn, thử hoạt tính protease,
đồng thời nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, pH ban
đầu, nồng độ muối, nồng đợ cơ chất… đến hoạt tính của các vi sinh vật này. Một số
chủng, chẳng hạn các chủng vi sinh vật kỵ khí chịu mặn P21, chủng P3 chủng T9 đã

được phân loại, bằng cách xác định và so sánh trình tự gen mã hóa với các chủng đã
được công bố trên ngân hàng gen quốc tế. [21]
Các nhà khoa học trong và ngồi qn đợi cũng đã có nhiều nỗ lực để thu gom và
xử lý chất thải và nước thải nhiễm mặn trên mợt số đảo nói riêng, cũng như xử lý
nước thải nhiễm mặn của một số nhà máy chế biến hải sản, với công nghệ xử lý
nước thải chủ đạo là sử dụng chế phẩm sinh học, hoặc các công nghệ cổ điển như bể
tự hoại, bùn hoạt tính….
Tuy nhiên các cơng trình này có hiệu quả khá thấp, chủ yếu do áp dụng công nghệ
chưa phù hợp, chẳng hạn việc sử dụng chế phẩm sinh học có hạn chế lớn là địi hỏi
thời gian thích nghi và thường xuyên phải bổ sung, thay thế. Hơn nữa, các chế

10


phẩm vi sinh hình thành từ mơi trường nước ngọt trên bờ rất khó phát triển trong
mơi trường nước mặn ngoài đảo.
Các hệ thống xử lý nước thải áp dụng cơng nghệ cổ điển cũng gặp khó khăn vì
trong mơi trường nước thải có đợ mặn cao các vi sinh vật thường phát triển rất
chậm, không đạt được mật độ sinh khối trong hệ thống đủ cao để phân hủy hiệu
quả. Các mơ hình sử dụng bùn hoạt tính cũng gặp khó khăn tương tự. Theo các
nghiên cứu quốc tế được công bố, với độ mặn từ 3000 mg/l trở lên, sinh khối hiếu
khí bị tác đợng rõ rệt, dẫn đến hiệu quả phân hủy hữu cơ giảm mạnh. Nguyên nhân
là đợ mặn cao có thể gây ra áp lực thẩm thấu hoặc ức chế các con đường phản ứng
trong q trình phân hủy hữu cơ. [22]
TS. Trần Minh Chí (Viện Nhiệt đới Môi trường) và Mà Song Nguyễn đã nghiên cứu
thành công đề tài ứng dụng công nghệ vi sinh để xử lý nước thải hữu cơ nhiễm mặn;
xây dựng các quy trình cơng nghệ vi sinh để xử lý hiệu quả nước thải sinh hoạt/chăn
nuôi và các loại hình nước thải cơng nghiệp đặc thù (chế biến thủy hải sản vv…) bị
nhiễm mặn. Đề tài đã phân lập các chủng vi khuẩn từ nhiều nguồn mẫu khác nhau
như bùn thải/ nước thải nhiễm mặn và nuôi cấy, định danh được mợt số nhóm vi

sinh vật hiếu khí chịu mặn như chủng vi khuẩn Staphylococcus sp. BH4; nấm men
Candida sp.YH; chủng vi khuẩn Desulfovibrio sp. BH và vi khuẩn Anammox chịu
mặn là chủng tḥc lồi vi khuẩn Uncultured anaerobic ammonium-oxidizing. Các
chủng vi sinh vật này ở nồng độ muối đạt 5-10 g/L có hiệu suất xử lý giảm COD
trung bình khoảng 70 - 80%. Riêng vi khuẩn Anammox, phân lập từ nước thải chăn
ni heo đã thích nghi và phát triển với các nồng độ muối cao dần từ 5 - 25 g/L
NaCl, trong các thí nghiệm mẻ cho phép loại bỏ NH4-N, với hiệu suất giảm dần từ
35 - 40%. Với thiết bị liên tục cũng cho phép loại bỏ 80 -90% COD trong trường
hợp có pH ổn định 7,5 - 8,0. [21]
EcoCleanTM 102 là một trong những chế phẩm vi sinh xử lý nước thải xử lý có đợ
mặn cao với hiệu lực và mật đợ vi sinh cao dạng bột được chọn lọc đặc biệt để xử lý
tảo và các chất ô nhiễm trong môi trường nước mặn thông qua cơ chế cạnh tranh

11


thức ăn. Chế phẩm vi sinh xử lý nước thải có đợ mặn cao EcoCleanTM 102 bao
gồm các chủng vi sinh được chon lọc đặt biệt, hệ enzyme hoạt tính và chất căn bề
mặt. Bởi sự đa dạng của các chủng vi sinh an toàn, tự nhiên và hệ enzyme hoạt tính
nên EcoCleanTM 102 là sản phẩm tuyệt vời để làm sạch nguồn nước, vi sinh xử lý
nước thải sinh hoạt, làm giảm BOD, COD, giải quyết các vấn đề khó khăn trong
việc điều chỉnh mùi, giảm tảo và các vấn đề khó khăn có liên quan trong mơi trường
nước mặn từ 1-3%. [23]
Aquaclean ACF-SC-MARINE là giải pháp hữu hiệu nhất cho các loại nước thải có
đặc tính khó phân hủy và độ mặn cao như: chế biến rau quả, nước thải thủy sản,
nước thải có đợ mặn; pH: 4 -9, độ mặn < 30‰ và ACF-32: là quần hợp gồm 12
chủng vi sinh vật nuôi cấy ở dạng lỏng, được tuyển chọn ở mật độ 387/450 triệu vi
sinh/ml. Sản phẩm sử dụng tốt cho hệ thống nước thải công nghiệp và nước thải đơ
thị. [24]
Mợt số chế phẩm cịn được ứng dụng trong việc khắc phục các sự cố của hệ thống

xử lý nước thải chế biến hải sản như BFL 5100HP, BFL 5200VP, BFL 5050BC
dùng để khắc phục bùn dư trong bể hiếu khí; BFL 5200VP, BFL 5700SO khắc phục
mùi hơi trong bể lắng, bể hiếu khí; trong chế biến thủy sản, nước thải có đợ mặn dễ
gây ức chế vi sinh trong bể hiếu khí vì vậy chế phẩm BFL 5100HP có thể bổ sung
các chủng vi sinh có khả năng hoạt đợng và thích nghi ở độ mặn trong nước thải
khoảng 10% để tăng hiệu suất xử lý của hệ thống. [25]
1.4.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Có những lồi vi sinh vật cần muối ăn để tăng trưởng được gọi là các vi sinh vật
halophilic. Nồng độ muối nội bào của các vi sinh vật ưa muối (halophilic) và chịu
muối (halotolerant) thường thấp và chúng duy trì mợt cân bằng thẩm thấu giữa dịch
bào (cytoplasm) của chúng với mơi trường bên ngồi bằng cách tích lũy ở hàm
lượng cao các chất tan thẩm thấu hữu cơ khác nhau. Do đó, việc sử dụng các vi sinh
vật chịu muối trong các hệ thống xử lý sinh học có thể là giải pháp loại bỏ COD
trong nước thải nhiễm mặn. [26]

12


Kapdan và cộng sự (2007) đã sử dụng thiết bị dạng UAPB (Upflow Anaerobic
Packed Bed) để xử lý nước thải nhiễm mặn nhân tạo với COD dao động từ 1.900 –
6.300 mg/l, hàm lượng muối dao động từ 0 – 5% , và thời gian lưu thủy lực (HRT)
từ 11 – 30h, với chủng chủ đạo là Haloanaerobium lacusrosei. Với COD ban đầu
1900 mg/l và HRT 19h và hàm lượng muối 3%, hiệu quả loại COD đạt tới 94%.
Với COD đầu vào 3.400 mg/l và độ mặn 3%, tăng HRT từ 11h lên 30 h dẫn đến
tăng hiệu quả loại COD từ 60 – 84%. Không ghi nhận được hiệu ứng ức chế cơ
chất. Ức chế phân hủy hữu cơ quan sát được bắt đầu từ độ mặn 3% trở đi. Mơ hình
Stover – Kincannon được sử dụng để xác định các hệ số động học. Hằng số giá trị
bão hịa Kb = 5,3 g/l.ngày, Hằng số tốc đợ phân hủy cực đại umax= 7,05 g/L.ngày.
[26]
Phần lớn các nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm mặn bằng phương pháp sinh học đã

áp dụng các vi sinh vật ưa mặn và các kỹ thuật hiếu khí. Dincer và Kargi (2001) đã
nghiên cứu loại bỏ COD trong nước thải nhiễm mặn bằng hệ thống đĩa sinh học
quay (rotating biological discs) với sinh khối bùn hoạt tính có bổ sung dịng vi
khuẩn chịu mặn Halobacterium halobium. Các tác giả cũng nghiên cứu quá trình
nitro hóa và phi nitro hóa cũng như loại bỏ dinh dưỡng trong nước thải nhiễm mặn
với các kỹ thuật khác nhau. [27]
Xử lý nước thải nhiễm mặn bằng phương pháp kỵ khí là mợt tiếp cận mới cần được
nghiên cứu chi tiết. Các nghiên cứu đã được tiến hành với các điều kiện mơi trường
và các cấu hình q trình sinh học khác nhau với sinh khối kỵ khí được thích nghi.
Tuy nhiên hiện nay có nhiều chủng vi sinh vật kỵ khí ưa mặn đã được phân lập như
Haloanaerobacter chitinovorans, Haloanaerobium congolense, Haloanaerobium
lacusrosei, Haloanaerobium praevalens, Haloanaerobium alkaliphilum, trong đó
Haloanaerobium praevalens được ghi nhận có khả năng loại carbon cao. [27]
Nước thải nhiễm dầu của tàu biển, chủ yếu từ các buồng động cơ (bilge waters) và
từ công đoạn rửa các tăng chứa dầu là loại nước thải rất ơ nhiễm và khó xử lý vì
chúng chứa các chất khó phân hủy và đợc hại đối với mơi trường đồng thời nhiễm

13