- Trang Chủ
- Sinh học
- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học bùn hoạt tính trong xử lý nước thải thủy sản có độ mặn cao
Xem mẫu
- Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÙN HOẠT TÍNH
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN CÓ ĐỘ MẶN CAO
Nguyễn Vũ Phong*, Bùi Phú Sơn, Lâm Thành Đạt
Trường Đại học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh
*Tác giả liên lạc: nguyenvuphong0612@gmail.com
TÓM TẮT
Trong nghiên cứu này, công nghệ sinh học bùn hoạt tính có sự bổ sung 2 chế
phẩm sinh học Microbe – Lift IND và EM-WAT được dùng để xử lý nước thải
thủy sản có độ mặn cao. Khả năng xử lý nước thải của bùn hoạt tính khi bổ sung
hai chế phẩm này được đánh giá và so sánh thông qua các chỉ tiêu: Nhu cầu oxy
hóa học (COD), nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD), hàm lượng chất rắn lơ lửng
trong bùn (MLSS), độ mặn, pH và tìm ra nồng độ chế phẩm tối ưu. Kết quả nghiên
cứu cho thấy tải trọng tối ưu là 4.5kg COD/m3.ngày, ứng với thời gian lưu 8 giờ,
khoảng độ mặn tối ưu sau thử nghiệm là từ 5‰ đến 10‰. Bùn hoạt tính khi được
bổ sung chế phẩm Microbe – Lift IND đạt hiệu suất xử lý COD cao nhất ở độ
mặn 8‰ , khi bổ sung chế phẩm EM–WAT1 là ở độ mặn 6‰. Bùn có bổ sung chế
phẩm Microbe-Lift IND xử lý hiệu quả hơn khi bổ sung EM-WAT1. Nồng độ tối
ưu của chế phẩm Microbe – Lift IND bổ sung vào là 0.25mL chế phẩm/L nước
thải. Hiệu suất xử lý BOD5 giảm dần theo thời gian, pH ổn định ở mức từ 6.5 đến
7.5 thích hợp cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển. Nồng độ bùn (MLSS) tăng
dần theo thời gian chạy mô hình, ổn định trong khoảng từ 2000-4000 mg/L, tuy
nhiên cuối mỗi đợt chạy MLSS thường tăng cao. Độ mặn giảm nhưng không
nhiều, nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cột B QCVN 11-MT:2015/BTNMT -
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chế biến thủy sản.
Từ khóa: Nước thải chế biến thủy sản, nước thải có độ mặn cao, chế phẩm sinh
học, bùn hoạt tính, vi sinh vật ưa mặn, bổ sung.
APPLICATION BIOTECHNOLOGY ACTIVATED SLUDGE IN
SEWAGE TREATMENT WITH HIGH SALINITY
Nguyen Vu Phong*, Bui Phu Son, Lam Thanh Dat
Ho Chi Minh City University of Technology
*Corresponding Author: nguyenvuphong0612@gmail.com
ABSTRACT
In this study, activated sludge biotechnology with the addition of probiotics
Microbes - Lift IND and EM-WAT1 used to treat high salinity wastewater. The
wastewater treatment capacity of the activated sludge was evaluated and
compared using the following criteria: chemical oxygen demand (COD),
biological oxygen demand (BOD), mixed liquoz suspended soil (MLSS), salinity,
pH and found the optimal concentration of the composition. The results show that
the optimal load was 4.5 kg COD/m3.day, corresponding to the retention time of
8 hours, the optimum salinity is about 5‰ to 10‰. Activated sludge is added to
the Microbe-Lift IND obtained the highest COD removal efficiency at salinity of
8 ‰, when treated with EM-WAT1, the highest COD removal efficiency at
salinity of 6‰. The optimal dose of Microbe - Lift IND was 0.25mL probiotics/L
wastewater. The higher the salt concentration, the lower the efficiency of BOD5
650
- Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học
treatment. The pH was stable from 6.5 to 7.5, it facilitated microorganism growth
and development. Sludge concentration (MLSS) has increaseed with the time of
the model, stabilizing between 2000-4000 mg/L, but at the end of each run of the
model, MLSS usually increased. Salinity was reduced but not much, waste water
after treatment meets criteria of column B QCVN 11-MT: 2015/BTNMT -
National technical standards on wastewater processing seafood.
Keywords: Seafood processing wastewater, high salinity wastewater, probiotics,
activated sludge, halophilic, additional.
TỔNG QUAN tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ
Trong môi trường nước mặn, các vi TP.HCM, 2016).
sinh vật mất hoạt tính vì quá trình Có những loài vi sinh vật cần muối ăn
plasmolysis xảy ra với sự có mặt của để tăng trưởng được gọi là các vi sinh
muối ăn, nghĩa là hiện tượng co hẹp vật halophilic. Nồng độ muối nội bào
của chất nguyên sinh cách xa vách tế của các vi sinh vật halophilic (ưa muối)
bào của vi khuẩn do mất nước dưới tác và chịu muối (halotolerant) thường
dụng của áp suất thẩm thấu, dẫn đến thấp và chúng duy trì một cân bằng
những khoảng trống giữa các tế bào và thẩm thấu giữa dịch bào (cytoplasm)
màng tế bào. Điều này tác động xấu của chúng với môi trường bên ngoài
đến khả năng sinh trưởng của các vi bằng cách tích lũy ở hàm lượng cao các
sinh vật. Các hệ thống xử lý nước thải chất tan thẩm thấu hữu cơ khác nhau.
áp dụng công nghệ cổ điển cũng gặp Phần lớn các nghiên cứu xử lý nước
khó khăn vì trong môi trường nước thải thải nhiễm mặn bằng phương pháp
có độ mặn cao các vi sinh vật thường sinh học đã áp dụng các vi sinh vật ưa
phát triển rất chậm, không đạt được mặn và các kỹ thuật hiếu khí. Đã có
mật độ sinh khối trong hệ thống đủ cao nghiên cứu loại bỏ COD trong nước
để phân hủy hiệu quả. Các mô hình sử thải nhiễm mặn bằng hệ thống đĩa sinh
dụng bùn hoạt tính cũng gặp khó khăn học quay (rotating biological discs) với
tương tự. Theo các nghiên cứu quốc tế sinh khối bùn hoạt tính có bổ sung
được công bố, với độ mặn từ 3000 mg/l dòng vi khuẩn chịu mặn
trở lên, sinh khối hiếu khí bị tác động Halobacterium Halobium (Dincer và
rõ rệt, dẫn đến hiệu quả phân hủy hữu Kargi, 2001).
cơ giảm mạnh. Nguyên nhân là độ mặn Ngày nay, việc sử dụng chế phẩm sinh
cao có thể gây ra áp lực thẩm thấu hoặc học nói chung và chế phẩm sinh học
ức chế các con đường phản ứng trong dạng lỏng nói riêng có chứa chủng nấm
quá trình phân hủy hữu cơ. Vì thế, các men Saccharomyces kết hợp một số
hệ thống xử lý sinh học truyền thống chủng vi khuẩn để xử lý nước thải thủy
thường không hiệu quả trong việc loại sản có độ mặn cao đang được quan tâm
bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ trong môi nhưng chưa có nghiên cứu cụ thể. Trên
trường nước mặn (Lefebvre and thị trường hiện nay có rất nhiều loại
Moletta, 2006). Tuy nhiên, đây lại là chế phẩm sinh học khác nhau nhưng có
giải pháp hoàn toàn thân thiện với môi thể nhắc đến 2 loại chế phẩm tổng hợp
trường khi giải quyết các vấn đề ô nhiều loại vi sinh vật như chế phẩm
nhiễm nước, nên trên thế giới và Việt Microbe – Lift IND và EM – WAT1.
Nam đã có những nghiên cứu nhằm Vì lý do trên việc “Nghiên cứu ứng
phân lập vi sinh vật và tìm kiếm sơ đồ dụng công nghệ sinh học bùn hoạt tính
công nghệ sinh học phù hợp (Trung trong xử lý nước thải thủy sản có độ
651
- Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học
mặn cao” cùng với đó là việc bổ sung Thành phố Hồ Chí Minh thì thấy được
chủng nấm men Saccharomyces kết độ mặn thường dao động từ 1‰ đến
hợp một số chủng vi khuẩn để tăng 5‰. Để có thể áp dụng ở phạm vi lớn
cường khả năng xử lý la rất cần thiết. hơn đối với các nguồn nước thải có độ
Nghiên cứu này góp phần đánh giá mặn cao hơn, đề tài tiến hành thử
hiệu suất xử lý của bùn hoạt tính khi nghiệm ở 3 nghiệm thức ứng với độ
được bổ sung 2 loại chế phẩm là mặn 1‰, 5‰, 10‰ và từ các độ mặn
Microbe – Lift IND và EM – WAT1 ở chọn khoảng giá trị xử lý tối ưu từ 6‰,
các độ mặn khác nhau và đưa ra liều 7‰, 8‰, 9‰, 10‰. Từ đó đánh giá
lượng thích hợp để úng dụng vào thực hiệu quả xử lý của phương pháp bùn
tiễn. hoạt tính có bổ sinh chế phẩm sinh học
và tìm ra khoảng độ mặn tối ưu.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Từ khoảng độ mặn tối ưu đã xác định,
Đối tượng chọn ra độ mặn chi tiết và tiến hành thí
Chế phẩm sinh học Microbe – Lift nghiệm tối ưu nhằm tìm ra độ mặn cao
IND, EM – WAT 1 chứa chủng nấm nhất mà phương pháp xử lý đạt hiệu
men Saccharomyces sp xử lý độ mặn. quả. Cuối cùng tiến hành so sánh và
Nước thải thủy sản được lấy từ bể điều lựa chọn chế phẩm thích hợp nhất, xác
hòa sau song chắn rác tinh (Công ty Cổ định nồng độ chế phẩm tối ưu để áp
phần Đầu tư Thương mại dụng vào thực tế.
INCOMFISH – Địa chỉ: Lô A77/I
Đường 7, Khu công nghiệp Vĩnh Lộc, KẾT LUẬN
Quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh). Với mục tiêu nghiên cứu đánh giá hiệu
Bùn hoạt tính được lấy từ bể lắng thứ quả và so sánh khả năng xử lý nước
cấp (Công ty TNHH Framas Việt Nam thải của bùn hoạt tính được bổ sung 2
– Địa chỉ: Khu Công Nghiệp Sóng chế phẩm Microbe – Lift IND và EM –
Thần 2, Số 9 Đường 12, Huyện Dĩ An, WAT1. Từ đó xác định độ mặn, nồng
Bình Dương). độ chế phẩm tối ưu để đạt hiệu suất xử
Mô hình xử lý sinh học hiếu khí với vi lý tốt nhất, đề tài đã thu được những
sinh vật tăng trưởng dạng lơ lửng. kết luận sau:
Phương pháp nghiên cứu Tải trọng xử lý tối ưu: 4.5kg
Xây dựng giả thuyết 1: Thí nghiệm cố COD/m3.ngày ứng với thời gian
định nồng độ chế phẩm, thay đổi nồng lưu 8 giờ đối với 2 chế phẩm.
độ mặn nhằm tìm ra nồng độ mặn tối Độ mặn đạt hiệu quả xử lý COD
ưu khi bổ sung chế phẩm. tối ưu của chế phẩm Microbe –
Xây dựng giả thuyết 2: Thí nghiệm cố Lift IND là 8‰, chế phẩm EM –
định nồng độ mặn, thay đổi nồng độ WAT1 là 6‰.
muối nhằm tìm ra nồng độ chế phẩm Chế phẩm Microbe-Lift IND có
tối ưu, khả năng xử lý tốt hơn chế phẩm
Xác định khả năng xử lý nước thải thủy EM-WAT.
sản có độ mặn cao của chế phẩm bằng Liều lượng tối ưu của chế phẩm
mô hình xử lý sinh học hiếu khí với vi Microbe – Lift IND là 0.25mL
sinh vật tăng trưởng dạng lơ lửng. chế phẩm/L nước thải.
Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN cột B QCVN 11-
Tiến hành khảo sát mẫu nước thải ở các MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn
công ty chế biến thủy sản trên địa bàn
652
- Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học
kỹ thuật quốc gia về nước thải chế đợt chạy phải đo lại MLSS. Kết
biến thủy sản. quả phân tích thấy MLSS ổn định
BOD5: Nồng độ mặn càng cao thì trong khoảng từ 2000-4000 mg/L,
hiệu suất xử lý BOD5 giảm dần. tuy nhiên cuối mỗi đợt chạy
pH: Ổn định ở mức từ 6.5 đến 7.5 MLSS thường tăng cao.
là môi tường thích hợp cho vi sinh Độ mặn: Giảm nhưng không
sinh trưởng và phát triển. nhiều, chủ yếu do lắng và do vi
Nồng độ bùn MLSS tăng dần theo sinh vật ưa mặn hấp thu và phân
thời gian chạy mô hình, sau mỗi giải.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
HIỆP HỘI CHẾ BIẾN VÀ XUẤT KHẨU THỦY SẢN VIỆT NAM (VASEP),
Tổng quan ngành chế biến thủy sản Việt Nam, 2017.
LÂM VĨNH SƠN, 2012, Bài giảng Kỹ thuật Xử lý nước thải, Trường Đại học Kỹ
thuật Công nghệ TP Hồ Chí Minh.
LÂM MINH TRIẾT (CHỦ BIÊN), NGUYỄN THANH HÙNG, NGUYỄN
PHƯỚC DÂN, 2004, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. Nhà xuất bản
Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh.
NGUYỄN PHÚ HÒA, LÊ THỊ BÌNH, 2001, Phân tích chất lượng nước trong
nuôi thủy sản, Bài giảng thực tập Khoa Thủy sản, Trường Đại học Nông
Lâm thành phố Hồ Chí Minh.
TRƯƠNG THANH CẢNH, (2009), Sinh hóa Môi trường, Nhà xuất bản Khoa
học và Kỹ thuật.
NGUYỄN THẾ ĐỒNG VÀ CTV, 2011, Sổ tay hướng dẫn xử lý nước thải của
một số ngành công nghiệp – Tập 1, Tổng cục môi trường.
653
nguon tai.lieu . vn
