Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn kết tụ sinh học, chuyển hóa n và tích lũy poly p trong nước thải sản xuất hủ tiếu mỹ tho và ứng dụng xử lý nước thải TT

Nhận thấy được tiềm năng cũng như hiệu quả của các nhóm vi khuẩn kết tụ sinh học, vi khuẩn chuyển hóa đạm, vi khuẩn tích lũy poly-P trong việc xử lý nước thải, đồng thời vấn đề cấp bách

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ

Chuyên ngành: VI SINH VẬT HỌC

Mã ngành: 62 42 01 07

TÊN NCS: LÊ THỊ LOAN

TÊN LUẬN ÁN TIẾN SĨ

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN VI KHUẨN KẾT TỤ SINH HỌC, CHUYỂN HÓA NITƠ

VÀ TÍCH LŨY POLY-P TRONG NƯỚC THẢI SẢN XUẤT HỦ TIẾU MỸ THO

VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Cần Thơ, 2020

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Người hướng dẫn chính: GS.TS Cao Ngọc Điệp

Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường

Họp tại: Phòng bảo vệ Luận án tiến sĩ, Nhà Điều Hành, Trường Đại học Cần Thơ

Vào lúc … giờ … ngày … tháng … năm …

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ

Thư viện Quốc gia Việt Nam

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

1 Le Thi Loan, Tran Vu Phuong, Cao Ngoc Diep 2018

Isolation and identification of bioflocculant-producing bacteria, heterotrophic nitrogen removal bacteria and poly-phosphate bacteria in wastewater from “My Tho rice noodle” factories, Tien Giang provice Internation Journal of Innovations in Engineering and Technology (IJIET) 185-198

2 Le Thi Loan, Tran Vu Phuong, Cao Ngoc Diep 2019

Application of bioflocculant-producing bacteria heterotrophic nitrogen removal bacteria and poly-phosphate bacteria and water-hyacinth (Eichhornia crassipes) for wastewater

treatment of My Tho rice noodle factories, Tien Giang provice, Vietnam Internation Journal of Innovations in Engineering Agriculture Research (IJOEAR) 16-26 (Volume-5, Issue-1, PP-26, January, 2019)

3 Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn số 19, kỳ 1

tháng 10/2019, tên bài báo “Tối ưu hóa khả năng tổng hợp

chất kết tụ sinh học của chủng vi khuẩn Bacillus subtilis

PRO.01.B và thử nghiệm xử lý nước thải từ cơ sở sản xuất bún” (Lê Thị Loan 1 , Cao Ngọc Điệp2) NCS chuyên ngành Vi sinh vật học; Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ)

4 Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn số 21, kỳ 1

tháng 11/2019, tên bài báo “Tối ưu hóa khả năng tổng hợp

chất kết tụ sinh học của chủng vi khuẩn Bacillus subtilis

PRO.01.C và thử nghiệm xử lý nước thải sau chế biến sữa đậu nành” (Lê Thị Loan 1 , Cao Ngọc Điệp2 ) NCS chuyên ngành Vi sinh vật học; Viện Nghiên cứu và Phát triển

học Cần Thơ)

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Tính cấp thiết của luận án

Hủ tiếu được sản xuất theo quy trình là gạo được ngâm trong thời gian 24 giờ, sau đó tháo nước rửa chua, kế tiếp là xay bột rồi ủ bột trong khoảng thời gian 48 giờ Bước tiếp theo là luộc bột và tráng bột trên các vĩ mỏng sau đó phơi khô và dùng máy cắt thành sợi Hủ tiếu thành phẩm có thể trộn với rau củ quả cùng với thịt và nước súp (nước lèo) được nấu chín từ xương heo là đặc sản nổi tiếng ở Mỹ Tho, Tiền Giang

Tuy nhiên, hầu hết các cơ sở sản xuất hủ tiếu chưa có hệ thống

xử lý nước thải hay xử lý không đạt tiêu chuẩn Nhu cầu nước cho sản xuất tại các cơ sở chế biến nông sản thực phẩm thường rất lớn, nhưng nước thải trong quá trình sản xuất thường không được xử lý

mà xả thẳng ra môi trường gây ô nhiễm nặng nề cho nguồn nước sông, rạch Cụ thể ở Mỹ Tho - Tiền Giang, đa số các cơ sở đều mang tính tự phát, nhỏ lẻ nên chưa thật sự chú trọng đến việc xử lý nước thải bảo vệ môi trường Nhiều cơ sở sau khi sản xuất đã xả trực tiếp nước thải hủ tiếu chưa qua xử lý ra môi trường khiến nhiều sông ngòi, kênh rạch gây ô nhiễm nghiêm trọng đồng thời gây nguy hại cho sinh vật và người dân sống quanh đó

Nhận thấy được tiềm năng cũng như hiệu quả của các nhóm vi khuẩn kết tụ sinh học, vi khuẩn chuyển hóa đạm, vi khuẩn tích lũy poly-P trong việc xử lý nước thải, đồng thời vấn đề cấp bách hiện tại là phải có biện pháp xử lý nước thải hủ tiếu, để ngăn chặn việc ảnh hưởng đến môi trường Quan trọng hơn là bảo vệ danh tiếng của ẩm thực Việt Nam, danh tiếng 50 năm danh hiệu của hủ tiếu

Mỹ Tho và hình ảnh của Việt Nam Vì vậy đề tài “Phân lập, tuyển chọn vi khuẩn kết tụ sinh học, chuyển hóa nitơ và tích lũy Poly-P trong nước thải sản xuất hủ tiếu Mỹ Tho và ứng dụng xử lý nước thải” được thực hiện là một nghiên cứu vô cùng cấp thiết và mang tính ứng dụng vào thực tiễn rất cao nhằm giải quyết những khó khăn nêu trên

1.2 Mục tiêu của nghiên cứu

- Phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn kết tụ sinh học, loại bỏ nitơ và tích lũy poly-P trong nước thải hủ tiếu từ các cơ sở sản xuất hủ tiếu Mỹ Tho

- Nhận diện và tìm hiểu quan hệ phát sinh của các dòng vi khuẩn kết tụ sinh học, loại bỏ nitơ và tích lũy poly-P trong nước thải hủ tiếu có các đặc tính tốt bằng phương pháp sinh học phân tử

và công cụ Tin Sinh học kết hợp với một số mô tả hình thái tế bào

1.3 Những điểm mới của luận án

Đây là công trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu một cách cơ bản, có hệ thống, từ 08 cơ sở sản xuất hủ tiếu Mỹ Tho – tỉnh Tiền Giang đã thải ra một lượng nước thải khá lớn có pH thấp (chua), chứa nhiều độc chất có hàm lượng cao

Từ 08 mẫu thu được từ các cơ sở sản xuất hủ tiếu Mỹ Tho – tỉnh Tiền Giang, phân lập 109 dòng vi khuẩn bao gồm 59 dòng vi khuẩn chuyển hoá đạm với 15 dòng vi khuẩn trên môi trường nitrite, 18 dòng vi khuẩn trên môi trường nitrate, 15 dòng vi khuẩn trên môi trường ammonium và 11 dòng vi khuẩn trên môi trường nitơ tổng hợp; 42 dòng vi khuẩn sản xuất chất kết tụ sinh học bao gồm 23 dòng vi khuẩn kết tụ chất protein và 19 dòng vi khuẩn kết

tụ chất polysaccharide; 08 dòng vi khuẩn tích luỹ poly-P trên những dòng môi trường chuyên biệt

Tuyển chọn được dòng vi khuẩn kết tụ sinh học là Bacillus

subtilis PRO.01.C và Bacillus subtilis PO.03.B; dòng vi khuẩn

chuyển hóa nitơ gồm Bacillus altitudinis HNi.01.03.DL,

Stenotrophomonas maltophilia HNa.02.03.C, Enterobacter hormaechei HAm.03.05.C và dòng vi khuẩn tích lũy poly-P Bacillus megaterium Poly-P.06.4.B

1.4 Ý nghĩa thực tiễn và khả năng ứng dụng của luận án

Kết quả nghiên cứu của luận án là nguồn tài liệu cơ bản, là một

bộ sưu tập gồm 109 dòng vi khuẩn kết tụ sinh học, chuyển hóa N

và tích lũy poly-P Trong đó: 42 dòng vi khuẩn kết tụ sinh học (23 dòng vi khuẩn có khả năng kết tụ protein và 19 dòng vi khuẩn có khả năng kết tụ polysaccharide), 59 dòng vi khuẩn chuyển hóa nitơ (15 dòng vi khuẩn chuyển hóa ammonium, 18 dòng vi khuẩn chuyến hóa nitrate, 15 dòng vi khuẩn chuyển hóa nitrite và 11 dòng

vi khuẩn có khả năng chuyển hóa ammonium, nitrite, nitrate), 8 dòng vi khuẩn có khả năng tích lũy poly-P

Kết quả cho thấy các dòng vi khuẩn hai nhóm kết tụ sinh học

và tích lũy poly-P là đều là họ Bacilaceae trong khi đó vi khuẩn ở

nhóm chuyển hóa nitơ có sự đa dạng loài hơn bao gồm vi khuẩn

Gram âm và chi Bacillus trong đó chi Bacillus chỉ chiếm tới 12%

tổng số dòng vi khuẩn

CHƯƠNG 3:

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nuôi cấy và phân lập vi khuẩn

Môi trường

bổ sung Nitrite

Môi trườn

g bổ sung Nitrat

e

Môi trường

bổ sung Ammoni

um

Môi trường bổ sung T (Nitrite, Nitrate, Ammoniu)

3.2 Tuyển chọn và nhận diện các dòng vi khuẩn kết tụ sinh học,

vi khuẩn chuyển hóa Nitơ N và vi khuẩn poly-P

Sau khi phân lập được các dòng vi khuẩn từ nước thải của các

cơ sở sản xuất hủ tiếu Mỹ Tho, tiến hành tuyển chọn các dòng có

độ hữu hiệu cao và tiếp đến nhận diện (xác định) các dòng vi khuẩn này để làm cơ sở cho việc xử lý nước thải sau này

3.2.1 Tuyển chọn

3.2.1.1 Tuyển chọn các dòng vi khuẩn sản xuất chất kết tụ sinh học

trên môi trường protein và polysaccharide

Kiểm tra khả năng kết tụ của vi khuẩn: lấy 90 mL dung dich Kaolin (5g/l) thêm vào 10 mL dung dịch CaCl2 (1%) trong bình

tam giác 250 mL, sau đó thêm 0,1 mL dung dịch vi khuẩn sản xuất chất kết tụ sinh học, mẫu đối chứng thực hiện tương tự nhưng không chủng vi khuẩn sản xuất chất kết tụ sinh học Khuấy hỗn hợp trên trong 30 giây ở 60 vòng/phút bằng máy lắc, giữ yên hỗn hợp trong 1 giờ, lấy phần trong đo OD ở độ bước sóng 550 nm

Tỷ lệ kết tụ % = (OD đối chứng – OD mẫu)/OD đối chứng x 100

Phương pháp tiến hành bằng cách nhân sinh khối chủng vi khuẩn trong 20 mL môi trường với sự phối hợp của ba nguồn carbon, nitrogen và khoáng vô cơ ở trên, với giá trị pH đã chọn, nhiệt độ 30oC, lắc 150 vòng/phút, sau thời gian một ngày tiến hành xác định hiệu quả kết tụ với dung dịch kaolin theo như mô tả Phối hợp ba nguồn dinh dưỡng (03 nguồn carbon + 04 nguồn nitrogen +

04 nguồn khoáng vô cơ) có 48 nghiệm thức khác nhau và mỗi nghiệm thức được thực hiện 03 lần lặp lại

Kết quả cuối cùng chọn ra được môi trường tối ưu có nguồn carbon, nitrogen và khoáng vô cơ thích hợp cho vi khuẩn tổng hợp chất kết tụ sinh học cho tỷ lệ kết tụ cao nhất Ở dòng vi khuẩn kết

tụ sinh học thì nguồn khoáng là nguồn lô phụ bậc 2, còn nguồn carbon là lô chính hay ngược lại để tìm ra kết quả tối ưu

Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguồn carbon, nitrogen và khoáng

vô cơ đến hiệu quả tổng hợp chất kết tụ sinh học Nhân sinh khối chủng vi khuẩn trong môi trường gồm 03 nguồn carbon, nitrogen

và khoáng đã được chọn ở thí nghiệm trên Mỗi nguồn dinh dưỡng

sẽ được chia thành 03 mức độ khác nhau và phối hợp tạo ra 27 nghiệm thức với tỷ lệ carbon, nitrogen và khoáng vô cơ bổ sung khác nhau Chủng vi khuẩn được nhân sinh khối trong ống fancol

50 mL chứa 20 ml môi trường tổ hợp từ 03 nguồn dinh dưỡng với tỷ lệ khác nhau, điều chỉnh về giá trị pH cho tỷ lệ kết tụ cao nhất đã chọn, ủ lắc 150 vòng/phút ở nhiệt độ 300C Đánh giá khả năng kết

tụ với dung dịch kaolin, phân tích hồi quy tuyến tính 03 nhân tố từ

đó chọn ra nghiệm thức có tỷ lệ bổ sung thích hợp cho vi khuẩn tổng hợp chất kết tụ sinh học cho tỷ lệ kết tụ cao nhất

3.2.1.2 Tuyển chọn các dòng vi khuẩn chuyển hóa Nitơ

Chọn những dòng vi khuẩn phát triển được trên môi trường có

có bổ sung NH4+, NO3- , NO2- và T (NH4 +, NO3-, NO2-) trong đó NH4+ và NO3- ở nồng độ 100mM, NO2- ở nồng độ 10 mM để tiếp tục kiểm tra khả năng phát triển của chúng trên môi trường có bổ sung NH4+, NO3-, NO2- và T (NH4+, NO3-, NO2-) ở nồng độ cao hơn trong đó NH4+ và NO3- ở nồng độ tăng dần 200 mM, 300 mM, 400

mM, 500 mM và NO2- ở nồng độ tăng dần 20 mM, 30 mM, 40

mM, 50 mM, 60 mM Chủng nào phát triển mạnh, có vi khuẩn phát triển trên dĩa, với số lượng lớn (ký hiệu: +++): là chủng được xem

là có khả năng chuyển hóa mạnh

3.2.1.3 Tuyển chọn các dòng vi khuẩn tích lũy poly-P

Sử dụng giá trị OD của ống số 0 (không có màu xanh) làm mẫu blank để điều chỉnh giá trị về 0, tiến hành đo OD của 05 ống còn lại 05 ống theo thứ tự từ 1 - 5 có màu xanh đậm dần sẽ tương ứng với giá trị OD tăng dần (Hình 3.3)

Đo hàm lượng lân hòa tan có trong mẫu: Mẫu được lọc qua giấy lọc trước khi đo lân, chuẩn bị ống nghiệm (20 mL) cho mỗi mẫu, cho vào ống nghiệm lần lượt: 08 mL nước khoáng + 0,5 mL dung dịch mẫu + 04 mL dung dịch B Trộn đều dung dich trong ống nghiệm bằng máy Vortex, ổn định ở nhiệt độ phòng 20 phút và tiến hành đo

Sử dụng phần mềm Excel vẽ đồ thị để xác định phương trình đường chuẩn của P2O5 Phương trình đường chuẩn có dạng Y=a*X +b

Trong đó:

Y: là độ hấp thụ quang (OD)

X: là nồng độ P2O5 (mg/L)

Dựa vào phương trình đường chuẩn P2O5 và giá trị OD của mẫu

đo được để tính hàm lượng P2O5 có trong mẫu theo công thức Y=a*X + b Sau khi có kết quả, tính hàm lượng PO43-dựa theo công thức: PO43- = C * MPO4/MP2O5, (C là hàm lượng Lân có trong mẫu tương ứng với hàm lượng P2O5 , MPO4 = 95; MP2O5 = 142)

Hàm lượng lân hòa tan có trong mẫu được đo dựa trên phương pháp Blue-molypden (so màu Oniani) ở bước sóng 880 nm (OD880nm)

Giá trị OD được đo ở 6 ống nghiệm đường chuẩn, sau đó mới tiến hành đo OD của các mẫu thí nghiệm

Sử dụng giá trị OD của ống số 0 (không có P2O5, không có màu xanh) làm mẫu blank đưa giá trị OD về 0, tiến hành đo giá trị OD của 05 ống còn lại

Sử dụng phần mềm Excel vẽ đồ thị xác định phương trình đường chuẩn của P2O5 Phương trình đường chuẩn có dạng: y = ax + b

Trong đó: x là nồng độ của mẫu (mg/L), y là độ hấp thu quang (OD880nm)

Dựa vào phương trình đường chuẩn P2O5 và giá trị OD880nm của mẫu để tính hàm lượng P2O5 theo công thức: x = (y-b)/a

Từ kết quả trên đánh giá sơ bộ về lượng lân hòa tan của các mẫu nước thải

3.2.2 Nhận diện

Thực hiện phản ứng PCR nhận diện vi khuẩn: Sau khi ly trích DNA từ các dòng vi khuẩn, thực hiện phản ứng PCR gen 16S rDNA được tiến hành với từng cặp mồi chuyên biệt

Trích DNA - Theo Breugelmans và Uyttebroek (2004) mô tả

3.3 Ứng dụng các dòng vi khuẩn tốt trên nước thải hủ tiếu

3.3.1 Ứng dụng các dòng vi khuẩn kết tụ sinh học vào xử lý nước

thải hủ tiếu Mỹ Tho

* Chọn pH thích hợp

Do pH nước thải hủ tiếu có pH thấp (từ 4 - 5) nên cần có thí nghiệm để chọn pH thích hợp cho vi khuẩn kết tụ sinh học hoạt động tốt Xây dựng qui trình xử lý nước thải sau bằng cách bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 03 lần lặp lại gồm 03 nghiệm thức sau: pH = 5, pH = 6, pH = 7 (đo bằng pH kế) vì 02 dòng vi khuẩn có 02 dãy pH thích hợp khác nhau nên cần có thí nghiệm này

* Tuyển chọn dòng vi khuẩn kết tụ sinh học

Sau khi chọn được pH tối hảo cho từng dòng vi khuẩn kết tụ sinh học, tiến hành kết hợp 02 dòng vi khuẩn kết tụ sinh học protein và polysaccharide:

Trong điều kiện có kaolin

Trong điều kiện nước thải 100 mL, 1 L, 10 L

Đánh giá khả năng kết tụ hay % kết tụ và hàm lượng TSS của nước thải được tại trung tâm Đo lường và Chất lượng Cần Thơ

3.3.2 Ứng dụng các dòng Vi khuẩn chuyển hóa Nitơ và dòng vi

khuẩn Poly-P vào xử lý nước thải hủ tiếu Mỹ Tho

* Khả năng xử lý ammonium của các dòng vi khuẩn chuyển hóa nitơ ở 100 mL

Chọn vi khuẩn chuyển hoá Nitơ tốt nhất bằng cách bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 03 lần lặp lại gồm 05 nghiệm thức

NT1: Đối chứng (không bổ sung vi khuẩn chuyển hóa Nitơ)

Hình 3.7

Sơ đồ đánh giá khả năng kết tụ hay % kết

tụ và hàm lượng TSS của nước thải

NT2: Bổ sung 0,1% vi khuẩn chuyển hóa nitrite

NT3: Bổ sung 0,1% vi khuẩn chuyển hóa nitrate

NT4: Bổ sung 0,1% vi khuẩn chuyển hóa amoni

NT5: Bổ sung 0,1% hỗn hợp vi khuẩn chuyển hóa amoni, nitrate, nitrite

Tiến hành sục khí trong 6 giờ mỗi ngày, sau đó để yên trong 24 giờ → Lấy các mẫu trên để đo lại các chỉ tiêu ammonium và orthophosphate, khảo sát trong 3 ngày

* Khả năng xử lý ammonium của các dòng vi khuẩn poly-P ở 100

mL

Chọn vi khuẩn tích luỹ Poly-P tốt nhất bằng cách bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 03 lần lặp lại gồm 03 nghiệm thức

NT1: Đối chứng (không bổ sung vi khuẩn tích luỹ Poly-P) (sục khí)

NT2: Bổ sung 0,1% vi khuẩn tích luỹ Poly-P (sục khí)

NT3: Bổ sung 0,1% vi khuẩn tích luỹ Poly-P (không sục khí) Tiến hành sục khí trong 6 giờ mỗi ngày ở NT1 và NT2, sau đó

để yên 24 giờ → Lấy các mẫu trên để đo lại các chỉ tiêu ammonium

và orthophosphate, khảo sát trong 03 ngày

* Khả năng xử lý orthophosphate của các dòng vi khuẩn chuyển hóa nitơ ở 100 mL

Chọn vi khuẩn tích luỹ Poly-P tốt nhất bằng cách bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 03 lần lặp lại gồm 03 nghiệm thức

NT1: Đối chứng (không bổ sung vi khuẩn tích luỹ Poly-P) (sục khí)

NT2: Bổ sung 0,1% vi khuẩn tích luỹ Poly-P (sục khí)

NT3: Bổ sung 0,1% vi khuẩn tích luỹ Poly-P (không sục khí) Tiến hành sục khí trong 06 giờ mỗi ngày ở NT1 và NT2, sau đó

để yên trong 24 giờ → Lấy các mẫu trên để đo lại các chỉ tiêu ammonium và orthophosphate, khảo sát trong 03 ngày

* Khả năng xử lý orthophosphate của các dòng vi khuẩn tích lũy poly-P ở 100 mL

Như thí nghiệm trên nhưng đo hàm lượng orthophosphate

3.3.3 Khả năng xử lý nước thải của dòng vi khuẩn chuyển hoá Nitơ

và tích luỹ Poly-P tốt nhất ở thể tích 1- L

Chọn vi khuẩn chuyển hoá Nitơ tốt nhất bằng cách bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 03 lần lặp lại gồm 05 nghiệm thức

NT1: Đối chứng (không bổ sung vi khuẩn chuyển hóa Nitơ)

NT2: Bổ sung 0,1% vi khuẩn chuyển hóa nitrite

NT3: Bổ sung 0,1% vi khuẩn chuyển hóa nitrate

NT4: Bổ sung 0,1% vi khuẩn chuyển hóa amoni

NT5: Bổ sung 0,1% hỗn hợp vi khuẩn chuyển hóa amoni, nitrate, nitrite

Tiến hành sục khí trong 06 giờ mỗi ngày, sau đó để yên trong

24 giờ → Lấy các mẫu trên để đo lại các chỉ tiêu ammonium và orthophosphate, khảo sát trong 03 ngày

Chọn vi khuẩn tích luỹ Poly-P tốt nhất bằng cách bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 03 lần lặp lại gồm 03 nghiệm thức

NT1: Đối chứng (không bổ sung vi khuẩn tích luỹ Poly-P) (sục khí)

NT2: Bổ sung 0,1% vi khuẩn tích luỹ Poly-P (sục khí)

NT3: Bổ sung 0,1% vi khuẩn tích luỹ Poly-P (không sục khí) Tiến hành sục khí trong 06 giờ mỗi ngày ở NT1 và NT2, sau đó

để yên trong 24 giờ → Lấy các mẫu trên để đo lại các chỉ tiêu ammonium và orthophosphate, khảo sát trong 03 ngày

Ứng dụng vi khuẩn chuyển hoá Nitơ và tích luỹ Poly-P để xử lý nước thải hủ tiếu ở thể tích 1 lít

Bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 03 lần lặp lại gồm

02 nghiệm thức: NT1 là đối chứng (không bổ sung vi khuẩn chuyển hóa Nitơ và vi khuẩn tích lũy poly-P) và NT2 bổ sung 0,1%

vi khuẩn chuyển hóa Nitơ tốt nhất và 0,1% vi khuẩn tích lũy poly-P tốt nhất

Tiến hành sục khí trong 06 giờ mỗi ngày, sau đó để yên trong

24 giờ → Lấy các mẫu trên để đo lại các chỉ tiêu ammonium và orthophosphate, khảo sát trong 03 ngày

+ Mẫu nước thải thu được sau khi lọc đem đo các chỉ tiêu: ammonium, orthophosphate và so sánh với cột B của bảng 9 QCVN40:2011/BTNMT

3.3.4 Khả năng xử lý nước thải của dòng vi khuẩn chuyển hoá Nitơ

và tích luỹ Poly-P tốt nhất ở thể tích 10-L

Sau khi thử nghiệm khả năng xử lý của dòng vi khuẩn chuyển hoá Nitơ và tích luỹ Poly-P chọn được dòng chuyển hóa N và dòng

vi khuẩn tích lũy poly- P có khả năng xử lý đạt hiệu quả cao Tiến hành ứng dụng kết hợp 02 dòng vi khuẩn này để xử lý nước thải sản xuất hủ tiếu Mỹ Tho ở dung tích 10 L với 03 lần lặp lại, phương pháp thí nghiệm và lấy mẫu đo các chỉ tiêu như thí nghiệm

1 L

3.3.5 Khả năng xử lý nước thải của dòng vi khuẩn chuyển hoá Nitơ

và tích luỹ Poly-P tốt nhất ở thể tích 100-L

Trong hai thí nghiệm 100-L và 1000-L, để đánh giá cụ thể và hiệu quả của từng nhóm vi khuẩn kết tụ sinh học, chuyển hóa nitơ

và tích lũy poly-P Thí nghiệm chia ra hai giai đoạn: Xử lý vi khuẩn kết tụ sinh học; Xử lý vi khuẩn chuyển hoá nitơ + vi khuẩn poly-P Thí nghiệm thực hiện tại hộ ông Nguyễn văn Thuận và mẫu nước thải của mỗi lần thí nghiệm được thu và phân tích tại Trung tâm Kỹ thuật và Công nghệ sinh học tỉnh Tiền Giang

Vi khuẩn kết tụ sinh học được tăng sinh trong môi trường thích

hợp và tương ứng cho từng nhóm protein (Hazana et al., 2008) hay polysaccharide (Deng et al., 2002) đạt >109 CFU/ml Vi khuẩn

chuyển hóa Nitơ và vi khuẩn tích lũy poly-P được tăng sinh trong

môi trường thích hợp và tương ứng cho từng nhóm nitơ (Zhao et

al., 2010) và phosphate (Wang et al., 2008)

Hình 3.8 Sơ đồ thí nghiệm đánh giá hiệu quả Vi khuẩn kết tụ sinh học, chuyển

hóa N và vi khuẩn poly-P trên nước thải hủ tiếu Mỹ Tho

Thu mẫu nước

thải

Tăng sinh khối các dòng

vi khuẩn

Vi khuẩn kết tụ sinh học Protein, vi khuẩn kết tụ sinh học Polysaccharide

Đối chứng NT 1 dòng vi khuẩn kết tụ Bổ sung 0,1% hai

sinh học

Khuấy trộn

Để yên trong 3 giờ

Bổ sung 0,1% hai dòng vi khuẩn chuyển hóa Nitơ, tích lũy Polyphosate

Sục khí 8 tiếng chia 2 lần/ ngày: 7h đến 11h và 13h đến 17h Thu mẫu và tiến hành đo các chỉ tiêu amomonium, orthophsphate Lọc lấy phần trong

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Phân lập, nhận diện vi khuẩn kết tụ sinh học

Đề tài đã phân lập được 42 dòng vi khuẩn có khả năng kết tụ sinh học, trong đó 23 dòng trên môi trường protein và 19 dòng trên môi trường polysaccharide

* Trên môi trường protein đã phân lập tổng cộng 23 dòng vi khuẩn, phần lớn có khuẩn lạc màu trắng đục, dạng bìa nguyên và

độ nổi mô (Hình 4.1)

Đặc điểm khuẩn lạc và vi khuẩn phân lập trên môi trường protein: Tất cả 23/23 dòng khuẩn lạc phân lập được có dạng hình tròn, màu trắng đục, bìa nguyên và mô, chiếm tỷ lệ 100%

* Trên môi trường polysaccharide, phân lập được tổng cộng 19 dòng vi khuẩn kết tụ sinh học có khuẩn lạc màu trắng đục, dạng bìa nguyên và độ nổi mô

Hình dạng: khuẩn lạc dạng tròn chiếm 89,5%, và khuẩn lạc dạng không đều chiếm 10,5%

Màu sắc: khuẩn lạc có màu trắng đục có 16/19 dòng chiếm 84,2%, trắng trong là 2/19 dòng chiếm 10,5% và trắng vàng 1/19 dòng chiếm 5,3%

Dạng bìa: 17/19 dòng vi khuẩn có dạng bìa nguyên chiếm 89,5%, và 2/19 dòng vi khuẩn có dạng bìa răng cưa chiếm 10,5%

Độ nổi: tất cả đều có độ nổi mô

Kích thước: phần lớn khuẩn lạc có kích thước tương đối lớn, hơn 80% có kích thước lớn hơn 01 mm và 01 khuẩn lạc có kích thước lớn hơn 02 mm chiếm 5,3%

Đặc điểm khuẩn lạc: Trong 19 dòng phân lập được, khuẩn lạc hình tròn có 15/19 dòng chiếm 78,9%, khuẩn lạc có hình dạng que ngắn là 4/19 dòng chiếm 21,1%, phần lớn có khả năng chuyển động chiếm 18/19 dòng chiếm 94,7%

Trong 23 dòng vi khuẩn phân lập từ môi trường protein, dòng PRO.01.C có tỷ lệ kết tụ cao nhất 67,09% và PRO.05.02 có tỷ lệ kết tụ thấp nhất 7,44% trong điều kiện có kaolin, trong 19 dòng vi khuẩn trên môi trường polysaccharide, chỉ dòng PO.03.B có tỷ lệ