BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM THỊ THÙY GIANG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẾ PHẨM SINH HỌC ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT MIẾN DONG XÃ MINH QUANG BA VÌ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ SINH HỌC Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM THỊ THÙY GIANG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẾ PHẨM SINH HỌC ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT MIẾN DONG XÃ MINH QUANG BA VÌ HÀ NỘI Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: CB150058 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TRẦN LIÊN HÀ Hà Nội – 2017 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Phạm Thị Thùy Giang Đề tài luận văn: Nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học để xử lý nước thải làng nghề sản xuất miến dong xã Minh Quang Ba Vì Hà Nội.” Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số SV: CB150058 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 23/10/2017 với nội dung sau: Cân đối lại tổng quan, bổ sung thêm thông tin chế phẩm sử dụng Bảng biểu số liệu phải có nguồn Các tiêu chuẩn, qui chuẩn cập nhật Vật liệu phương pháp bổ sung thêm đặc tính sinh lý, sinh hóa chủng Ba1 Giải thích rõ hiệu chế phẩm Từ kết nghiên cứu thảo luận đưa kết luận ngắn gọn Sửa lỗi tả Ngày 10 tháng 11 năm 2017 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Liên Hà - mơn Vi sinh - Hóa sinh - Sinh học Phân Tử, Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn suốt trình em học tập, thực đề tài hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn tới thầy cô giáo cán công tác Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội dạy dỗ tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian học tập trường Em xin cảm ơn anh chị, bạn bè làm việc phịng thí nghiệm C4 động viên, hướng dẫn, giúp đỡ em thời gian thực đề tài Trong q trình thực hồn thành đề tài tốt nghiệp thời gian kiến thức hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến, bảo tận tình q thầy để khóa luận hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 30 tháng 09 năm 2017 Học viên Phạm Thị Thùy Giang i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Kết luận văn kết nghiên cứu nhóm nghiên cứu chúng tơi thực hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Liên Hà trường Đại học Bách khoa Hà Nội, giúp đỡ tập thể cán nghiên cứu, nghiên cứu sinh, học viên, sinh viên học tập làm việc phịng thí nghiệm Vi sinh – Hóa sinh Sinh học Phân tử, Viện Cơng nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm, trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu kham khảo luận văn Hà Nội, ngày 30 tháng năm 2017 Tác giả Phạm Thị Thùy Giang ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT x MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nguồn gốc lịch sử phát triển dong riềng 1.2.Hiện trạng, trồng, chế biến tiêu thụ sản phẩm dong riềng 1.3.Hiện trạng làng nghề miến dong 1.3.1.Quy trình cơng nghệ sản xuất tinh bột dong miến dong 1.3.1.1.Quy trình cơng nghệ sản xuất tinh bột dong .6 1.3.1.2.Quy trình cơng nghệ sản xuất miến dong 1.3.2.Hiện trạng môi trường làng nghề 1.4.2.Hiện trạng môi trường khơng khí 12 1.4.3.Hiện trạng ô nhiễm chất thải rắn 13 1.4.4.Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước .15 1.4.4.1.Nước thải phát sinh trình làm miến: .15 1.4.4.2.Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước số làng nghề miến dong 19 1.5.Ảnh hưởng làng nghề sản xuất, chế biến tinh bột miến dong tới sức khỏe cộng đồng .23 1.6.Làng nghề sản xuất miến dong xã Minh Quang Ba Vì .24 1.6.1.Vị trí điều kiện tự nhiên .24 1.6.2.Nước thải làng nghề miến dong xã Minh Quang, Ba Vì, Hà Nội 28 1.7.Các phương pháp xử lý nước thải 29 1.7.1.Xử lý phương pháp học .29 1.7.2.Xử lý phương pháp hoá lý 30 1.7.3.Xử lý phương pháp sinh học 30 1.7.3.1.Cơ sở phương pháp .30 1.7.3.2.Quá trình 31 1.7.3.3.Ưu điểm VSV .32 1.7.3.4.Vai trò vi sinh vật xử lý nước thải dong riềng 32 iii 1.7.3.5.Phương pháp sinh học có nhiều ưu điểm: 34 1.8 Nghiên cứu ứng dụng sử dụng chế phẩm trình xử lý nước thải 34 1.8.1.Chế phẩm EM: .34 1.8.2.Chế phẩm Biomix 2: 35 1.8.3.Chế phẩm Bioproduct I 35 1.8.4.Chế phẩm biowish .36 1.8.5.Chế phẩm RoeTech104 36 1.8.6.Chế phẩm Bioproduct BK-1 36 1.8.7.Chế phẩm MIC-CAS 02 36 CHƢƠNG : VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1 Vật liệu 38 2.1.1.Đối tượng nghiên cứu .38 2.1.2.Dụng cụ hóa chất 38 2.1.3.Môi trường 38 2.2 Phương pháp nghiên cứu 39 2.2.1.Phương pháp lấy mẫu 39 2.2.2.Định danh chủng Ba1 .39 2.2.2.1.Đặc tính sinh lý, sinh hóa chủng 39 2.2.2.2.Sinh học phân tử 39 2.2.3.Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển chủng 42 2.2.3.1.Ảnh hưởng nhiệt độ 42 2.2.3.2.Ảnh hưởng pH 42 2.2.3.3.Ảnh hưởng nồng độ pepton 42 2.2.4.Tạo chế phẩm .42 2.2.5.Thử nghiệm xử lý nước thải xã Minh Quang Ba Vì Hà Nội phịng thí nghiệm 43 2.2.5.1.Xử lý quy mơ bình tam giác 43 2.2.5.2.Xử lý quy mơ bình sục khí lít 43 2.2.5.3.Xử lý quy mô pilot 43 2.2.6.Phương pháp xác định tiêu nước 44 2.2.6.1.Xác định COD 44 2.2.6.2.Xác định hiệu suất xử lý (tính theo hàm lượng COD) 45 CHƢƠNG : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46 iv 3.1.Định danh chủng Ba1 .46 3.1.1.Đặc tính sinh lý, sinh hóa .46 3.1.2.Định danh chủng Ba1 phương pháp sinh học phân tử 48 3.2.Khảo sát điều kiện lên men chủng NT1 chủng Ba1 49 3.2.1.Khảo sát điều kiện lên men chủng NT1 49 3.2.1.1.Khảo sát môi trường lên men chủng NT1 49 3.2.1.2.Nhiệt độ .50 3.2.1.3.Tiến hành khảo sát pH chủng NT1 51 3.2.1.4.Ảnh hưởng nồng độ pepton với chủng NT1 .52 3.2.1.5.Khảo sát ảnh hưởng nồng độ cấp giống đến chủng NT1 53 3.2.2.Khảo sát điều kiện lên men chủng Ba1 54 3.2.1.6.Khảo sát môi trường lên men chủng Ba1 54 3.2.1.7.Nhiệt độ .55 3.2.1.8.Tiến hành khảo sát pH chủng Ba1 .56 3.2.1.9.Khảo sát ảnh hưởng pepton đến chủng Ba1 .57 3.2.1.10.Khảo sát ảnh hưởng gluco đến chủng Ba1 .58 3.2.1.11.Ảnh hưởng nồng độ cấp giống đến chủng Ba1 59 3.3 Tạo chế phẩm 60 3.3.1.Tạo chế phẩm 60 3.3.1.1.Giống gốc: 61 3.3.1.2.Nhân giống 61 3.3.1.3.Lên men .62 3.3.1.4.Thu sinh khối .62 3.3.1.5.Phối trộn 62 3.4 Khảo sát khả xử lý nước thải chế phẩm mơ bình tam giác 66 3.4.1.Khảo sát ảnh hưởng mật độ cấp chế phẩm 66 3.4.1.1.Chế phẩm chủng NT1 66 3.4.1.2.Chế phẩm chủng Ba1 67 3.4.1.3.Chế phẩm hai chủng NT1 Ba1 69 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiêt độ tới khả xử lý nước thải 70 3.4.2.1.Chế phẩm chủng NT1 70 3.4.2.2.Chế phẩm chủng Ba1 72 3.4.2.3.Chế phẩm chủng Ba1 +NT1 72 3.4.3.Khảo sát ảnh hưởng pH tới khả xử lý nước thải .73 v 3.4.3.1.Chế phẩm chủng NT1 73 3.4.3.2.Chế phẩm chủng Ba1 74 3.4.3.3.Chế phẩm chủng Ba1+NT1 .75 3.5.Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ bổ sung chế phẩm quy mô 3l .77 3.6.Xây dựng quy trình xử lý liên tục quy mơ pilot 78 KẾT LUẬN 82 KIẾN NGHỊ .83 PHỤ LỤC 84 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Chất lượng mơi trường khơng khí số làng nghề 12 Bảng 1.2: Thành phần bã thải từ sản xuất tinh bột 13 Bảng 1.3: Lượng thải rắn số làng nghề .14 Bảng1.4: Lượng bã thải rắn thải theo số năm củalàng nghề Cát Quế 14 Bảng 1.5: Nhu cầu nguyên liệu tải lượng xỉ số làng nghề chếbiến lương thực thực phẩm .15 Bảng 1.6: Khối lượng nước thải sản xuất tinh bột làng nghề .17 Bảng 1.7: Nhu cầu sử dụng nguyênliệu số làng tải lượng xỉ số làng nghề chế biến lương thực thực phẩm 17 Bảng 1.8: Tổng thải trung bình năm làng nghề qua CBNSTP 18 Bảng 1.9: Đặc trưng nước thải cống chung làng nghề sản xuất tinh bột 19 Bảng 1.10: Chất lượng nước mặt làng nghề xã Dương Liễu 20 Bảng 1.11: Kết phân tích nước làng nghề xá Cát Quế ngày 8/4/2010 .21 Bảng 1.12: Kết phân tích nước làng nghề xá Minh Khai ngày 8/4/2010 22 Bảng1.13:Đặc điểm nước thải làng nghề chế biến tinh bột dong riềng riềng 28 Bảng 3.1: Kết định danh kit API 50 CHB chủng 47 Bảng 3.2 : Mật độ vi sinh vật công thức phối trộn 63 Bảng 3.3: Mật độ vi sinh vật công thức phối trộn .64 Bảng 3.4: Mật độ vi sinh vật độ ẩm chế phẩm thời gian bảo quản 65 Bảng 3.5: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ chế phẩm có chủng NT1 71 vii ... nhiễm sản xuất chế biến tinh bột làng nghề, chúngtôi thực đề tài: “ Nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học để xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất miến dong xã Minh Quang Ba Vì Hà Nội. ” Với nội dung nghiên. .. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM THỊ THÙY GIANG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẾ PHẨM SINH HỌC ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT MIẾN DONG XÃ MINH QUANG BA VÌ HÀ NỘI Chun ngành:... CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Phạm Thị Thùy Giang Đề tài luận văn: Nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học để xử lý nước thải làng nghề sản xuất miến dong xã Minh Quang Ba Vì Hà