Phân lập vi khuẩn có khả năng khử sulfate (Sulfate reducing bacteria SRB) nhằm ứng dụng trong xử lý nước bị nhiễm phèn sắt

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

Đề tài:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

“PHÂN LẬP VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG KHỬ SUFATE
(SULFATE REDUCING BACTERIA-SRB) NHẰM ỨNG DỤNG
TRONG XỬ LÝ NƯỚC BỊ NHIỄM PHÈN SẮT ”.

SVTH : TRỊNH THỊ MỸ HẠNH - Lớp 10SH
GVHD : TS. BÙI XUÂN ĐÔNG


NỘI DUNG
Đặt vấn đề
Nguyên vật liệu
và phương pháp
nghiên cứu
Kết quả nghiên
cứu và thảo luận
Kết luận
và kiến nghị


1. ĐẶT VẤN ĐỀ


1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Ảnh hưởng của nước bị nhiễm phèn sắt:


1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Đặc điểm của nước bị nhiễm phèn sắt:
-

Đặc điểm của nước bị nhiễm phèn sắt:
+ Có hàm lượng ion Fe2+ cao
+ pH thấp
+ Nước có mùi trứng thối
+ Có nhiều cặn bẩn màu vàng.
- Nguyên nhân: Do các khoáng sulfide (như pyrite, FeS2 ) trong
quặng tiếp xúc với oxy và nước.
FeS2 + 7/2O2 +H2O → Fe2+ + 2SO42- + 2H+


1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Phương pháp để xử lý nguồn nước bị nhiễm phèn sắt:
Truyền thống
(dùng vơi,
tro bếp)

Hóa học
( Cl2, KMnO4, O3 …)

Công nghệ
lọc

NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC GIẢI PHÁP

- Phương pháp hóa học được sử dụng từ lâu, có hiệu quả nhanh
nhưng tốn kém và khơng an tồn, thường gây ra những vấn đề
ô nhiễm thứ cấp.
- Sử dụng Công nghệ lọc chất lượng rất tốt nhưng giá thành cao.


1. ĐẶT VẤN ĐỀ
- Với tính cấp thiết như trên, em đã tiến hành thực
hiện đề tài:
“Phân lập vi khuẩn có khả năng khử sulfate
(Sulfate reducing bacteria- SRB) nhằm ứng dụng
trong xử lý nước bị nhiễm phèn sắt”.
- Nước sau khi xử lý được dùng cho hoạt động
trồng trọt và chăn nuôi.


1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Xử lý bằng phương pháp sinh học thân
thiện với mơi trường.

ƯU ĐIỂM
CỦA
GIẢI
PHÁP SINH
HỌC

Khơng tạo hóa chất tồn dư gây ô nhiễm
thứ cấp.
Giúp làm giảm lượng sulfate, giảm ion

Sắt (II), giảm màu, giảm mùi của nước.
Nước sau khi xử lý có thể phục vụ
cho trồng trọt và chăn ni.
Chi phí xử lý thấp.


1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Cơ sở khoa học công nghệ của đề tài:
- Vi khuẩn khử sulfate (Sulfate reducing bacteria-SRB) là vi khuẩn
sinh trưởng kỵ khí, sử dụng sulfate làm chất nhận điện tử cuối
cùng để oxy hóa hydro hay các hợp chất hữu cơ và tận thu năng
lượng cho mục đích sinh trưởng.
2CH2O + SO42- + H+-> H2S + 2HCO3H2S + Me2+ -> MeS + 2H+
- Lượng sulfide sinh ra kết hợp với ion sắt (II) có trong nước
tạo thành kết tủa bền vững.


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu:

Mẫu phân bò
(Hòa vang – Đà
Nẵng)

Mẫu nước thải giàu
chất hữu cơ (Phú
Lộc)

Mẫu nước nhiễm
phèn sắt

2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1

Thí nghiệm khảo sát sơ bộ sự hiện diện của vi khuẩn SRB
trong phân bò.

2

Phương pháp làm giàu và phân lập vi khuẩn SRB.

3

Phương pháp nhuộm Gram, quan sát hình thái khuẩn
lạc dưới kính hiển vi quang học.

4

Thử nghiệm tính di động của vi khuẩn.

5

Nghiên cứu đặc điểm lý hóa của vi khuẩn
mới phân lập được.

6

Khảo sát khả năng xử lý nước bị nhiễm phèn sắt của
vi khuẩn SRB ở quy mô phịng thí nghiệm.

7

Phương pháp giữ giống.


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
1

Thí nghiệm khảo sát sơ bộ sự hiện diện của
vi khuẩn SRB trong phân bị

• Thí nghiệm khảo sát:
- Hịa tan 10g phân bị vào bình serum chứa 90ml
nước thải giàu chất hữu cơ.
- Ủ trong tủ ấm ở 300C trong vịng 5÷7 ngày.
• Thí nghiệm nhận biết sự xuất hiện của khí H2S
- Nhận biết bằng cảm quan thông qua mùi của khí thốt ra.
- Nhận biết bằng hóa chất dùng dung dịch SO2 :
+ Lấy 10ml dung dịch trong bình serum (sau ngày ủ thứ 7) cho vào ống
nghiệm.
+ Cho từ từ dung dịch SO2 vào ống nghiệm trên.
+ Quan sát hiện tượng xảy ra.


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2

Phương pháp làm giàu và phân lập

chủng vi khuẩn SRB


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2

Phương pháp làm giàu và phân lập
chủng vi khuẩn SRB

2.1. Phương pháp làm giàu kỵ khí
- Hịa tan 10g phân bị vào bình serum chứa 90ml nước thải giàu chất
hữu cơ.
- Ủ trong tủ ấm ở 300C.

- Các lần cấy chuyền tiếp theo tiến hành sau 5 ÷7 ngày ni cấy
theo tỷ lệ 10% thể tích.

Cấy chuyền
lần 1

Cấy chuyền
lần 2

Qua mỗi lần cấy truyền số lượng vi khuẩn trong mẫu tăng lên


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2

Phương pháp làm giàu và phân lập

chủng vi khuẩn SRB

2.2. Phương pháp phân lập vi khuẩn
Mẫu làm giàu sau lần cấy chuyền lần thứ 2 được pha loãng nồng độ 10-1
và dùng để phân lập vi khuẩn SRB.
Qúa trình phân lập:
Chuẩn bị mơi
trường N92M1.

Khử trùng mơi
trường và dụng
cụ thí nghiệm.

Ni trong bình
hút ẩm chân
khơng ở nhiệt
độ phịng

Phân phối mơi
trường vào đĩa
thạch

Cấy mẫu vào
đĩa thạch


Thành phần môi trường N92M1 dùng để phân lập
vi khuẩn SRB

Môi trường N92M được lấy từ danh mục của bộ sưu tập

“All-Russian collection of Microorganisms”


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2

Phương pháp làm giàu và phân lập
chủng vi khuẩn SRB

- Sau khi gieo mẫu lên bề mặt môi trường thạch dinh dưỡng chọn lọc và
ủ ở các điều kiện thích hợp các vi khuẩn sẽ tăng trưởng và phát triển
trên bề mặt môi trường rắn đã tạo ra những khuẩn lạc.
- Tiến hành quan sát các đặt điểm hình thái khuẩn lạc mọc trên đĩa
thạch.


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2

Phương pháp làm giàu và phân lập
chủng vi khuẩn SRB

2.2. Nuôi cấy tăng sinh và làm thuần vi khuẩn

Nguyên tắc:
• Chọn lọc các khuẩn lạc đơn sau khi phân lập sơ bộ, đem tăng sinh trên môi
trường lỏng để gia tăng số lượng giống vi sinh vật đồng nhất về đặc điểm và
hình thái.
• Sau đó, vi khuẩn được làm thuần tiếp bằng cách cấy ria nhiều lần trên môi
trường đặc.

Thành phần môi trường N92M2 dùng để nuôi cấy tăng sinh
vi khuẩn SRB


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
5 Phương pháp nhuộm Gram, quan sát hình thái khuẩn lạc
dưới kính hiển vi quang học (Hans Christian Gram, 1884)

Nguyên lý: Dựa trên sự khác nhau về cấu trúc thành tế bào của vi
khuẩn, nên trong q trình nhuộm, vi khuẩn có khả năng bắt màu khác
nhau với thuốc nhuộm Gram.

Thành tế bào vi khuẩn Gram(+)

Thành tế bào vi khuẩn Gram(-)


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3

Phương pháp nhuộm Gram, quan sát hình thái
khuẩn lạc dưới kính hiển vi quang học


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4

Thử nghiệm tính di động của vi khuẩn

Nguyên lý: vi sinh vật di động đã sử dụng lông roi để di
chuyển ra ngồi đường cấy và làm đục mơi trường.
Bước 1

Chuẩn bị môi trường N92M2 thạch mềm (0,5% agar).

Bước 2

Dùng đầu nhọn que cấy lấy một ít khuẩn lạc vi khuẩn
vào sâu trong ống nghiệm chứa mơi trường thạch.

Bước 3

Ni trong bình hút ẩm kỵ khí ở nhiệt độ phịng,
tiến hành quan sát sau 2÷3 ngày ni cấy.

Bước 4

Tiến hành tương tự với mẫu đối chứng là vi khuẩn
Lactobacillus casei, dùng môi trường Cao thịt- Peptone


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
5

Nghiên cứu đặc điểm sinh học của chủng
SRB mới phân lập được.

Mục

đích

Để phục vụ cho việc định danh loài vi khuẩn vừa mới phân
lập được dựa theo khóa phân loại Bergey (Bergey‘s Manual
of Systematic Bacteriology, 1987).

Thực
hiện

- Vi khuẩn SRB được nuôi cấy trên môi trường N92M 2 với
sự thay đổi một số thành phần của môi trường như:
nguồn cơ chất, nguồn nitơ, yếu tố nhiệt độ, pH…
- Sự sinh trưởng của chủng này trong các điều kiện khác
nhau được đánh giá thông qua hàm lượng H2S tạo thành.


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
6

Khảo sát khả năng xử lý nước bị nhiễm phèn sắt của
vi khuẩn SRB ở quy mơ phịng thí nghiệm

Ngun liệu:

3

2
1

Nguồn nước bị

nhiễm phèn sắt
thu tại Hịa VangĐà Nẵng. Có các
đặt điểm như
sau:
+ pH = 3.8
+ [Fe2+] = 57 mg/l
+ [H2S] = 45.7mg/l

Nguồn SRB
từ dịch làm giàu
lần thứ 2

Nguồn nước thải
giàu chất hữu cơ
dùng để làm giàu
vi khuẩn SRB


2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
6

Khảo sát khả năng xử lý nước bị nhiễm phèn sắt của
vi khuẩn SRB ở quy mơ phịng thí nghiệm

Các thí nghiệm kiểm tra sự thay đổi của nước trong quá trình
xử lý bằng vi khuẩn SBR

1

2

3

Khảo sát
sự thay đổi pH
của nước bằng
máy đo pH

Xác định
hàm lượng H2S
trong nước
bằng phương
pháp chuẩn độ
Iot

Xác định
tổng sắt hòa tan
bằng phương
pháp trắc phổ
dùng thuốc thử
1,10-phenantrolin