Đang tải... (xem toàn văn)
Sau gần 2 tháng tìm hiểu về đề tài, các thành viên trong nhóm đã cố gắng hoàn thành bài của mình. Trong phạm vi Đồ Án Cơ Sở Ngành nhóm đã thực hiện được các công việc sau:Nói lên được tổng quan về chất rắn lơ lửng trong nước thải: Nêu được khái niệm, phân loại nước thải, các tính chất vật lý, hóa học, sinh học đặc trưng của nước thải và nguồn gốc của chúng. Tìm hiểu về chất rắn lơ lửng trong nước, cách tính hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải. Quá trình keo tụ và một số chất keo tụ được sử dụng phổ biến.Tổng quan về vi khuẩn Bacillus: Tìm hiểu về tính chất, hình thái cấu tạo, đặc điểm…của một số loài Bacillus thường gặp trong tự nhiên. Hệ enzym ngoại bào của vi sinh vật, enzym nội bào và enzym ngoại bào. Tiến hành thí nghiệm để khảo sát khả năng keo tụ chất rắn lơ lửng của chủng Bacillus. So sánh kết quả thu được với các kết quả nghiên cứu khác.Khảo sát thêm về đặc điểm hình thái, sinh hóa để định danh các chủng vi khuẩn. Ly trích, tinh sạch, xác định hàm lượng và hoạt tính enzyme ngoại bào của các chủng vi khuẩn để đánh giá khả năng keo tụ chính xác hơn. Thử nghiệm khả năng keo tụ của các chủng vi khuẩn trên các loại nước thải khác nhau, xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng trước và sau xử lý để đánh giá khả năng ứng dụng của các chủng này trong thực tế.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN CƠ SỞ NGÀNH Đề Tài: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA CHẤT RẮN LƠ LỬNG TRONG NƯỚC THẢI CỦA MỘT SỐ CHỦNG BACILLUS Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Hoàng Mỹ Sinh viên thực : Nhóm gồm thành viên Lớp: ĐHKTMT 10A Huỳnh Thị Thùy Dương MSSV: 14110281 Nguyễn Hữu Nghĩa MSSV: 14019331 Nguyễn Ngọc Lâm MSSV: 14041121 Trần Quốc Toàn MSSV: 14046791 Phạm Văn Tú MSSV: 14026921 TP Hồ Chí Minh, năm 2016 LỜI CẢM ƠN Sau gần tháng tìm hiểu đề tài thực hành với sinh viên ĐH khóa thực phòng thí nghiệm Viện KHCN&QL Môi trường, Trường ĐHCN TpHCM, hướng dẫn cô Nguyễn Hoàng Mỹ, nhóm hoàn thành đề tài Qua nhóm xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô Nguyễn Hoàng Mỹ người định hướng nghiên cứu, quan tâm tận tình bảo cho nhóm suốt trình làm bài, anh chị phòng thí nghiệm vi sinh môi trường, người tạo điều kiện thuận lợi để nhóm hoàn thành tốt nhiệm vụ, làm Nhóm xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường Đại học Công Nghiệp, toàn thể thầy cô giáo Viện KHCN & QLMT tận tình bảo truyền đạt kiến thức quý báu cho nhóm thời gian làm Tp.HCM tháng 3, năm 2016 MỤC LỤC PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề Trong bối cảnh quốc tế nay, công nghiệp hóa - đại hóa xem xu hướng chung nước phát triển Cùng với mục tiêu phát triển công nghiệp dịch vụ để đại hóa đất nước, quên tầm quan trọng việc xử lý chất thải làm môi trường Trong phương pháp xử lý nước thải, việc sử dụng chủng vi sinh vật có khả phân hủy vật chất hữu để giảm hàm lượng chúng nước thải giai đoạn thiếu, đặc biệt với chủng có khả tổng hợp tiết enzyme ngoại bào Để tìm hiểu sâu khả vi sinh vật, nhóm thực đề tài: ”Khảo sát khả keo tụ chất rắn lơ lửng nước thải số chủng” 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu khả keo tụ chất rắn lơ lửng nước thải - Tìm hiểu enzyme ngoại bào có khả keo tụ chất rắn lơ lửng vi - khuẩn Bacillus Thử nghiệm khảo sát đánh giá khả keo tụ chất rắn lơ lửng chủng Bacillus phòng thí nghiệm 1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Thành phần chất rắn lơ lửng nước thải - Các chủng Bacillus có khả keo tụ chất rắn lơ lửng 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Kết đề tài nguồn liệu bổ sung cho nghiên cứu trước chủng vi khuẩn Bacillus có hoạt tính keo tụ mạnh mẽ Tạo tiền đề cho việc nghiên cứu khả keo tụ chất rắn lơ lửng nước thải Ý nghĩa thực tiễn: Các chủng vi khuẩn có khả keo tụ tốt chọn để làm nước thải 1.5 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan thành phần chất rắn lơ lửng nước thải - Nghiên cứu tổng quan vi sinh vật có khả keo tụ - Thí nghiệm khảo sát khả keo tụ chủng vi khuẩn phòng thí nghiệm PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CHẤT RẮN LƠ LỬNG TRONG NƯỚC THẢI 1.1 Nước thải 1.1.1 Khái niệm Theo Lương Đức Phẩm (2007), nước thải nước qua sử dụng vào mục đích sinh hoạt, dịch vụ, tưới tiêu thủy lợi, chế biến công nghiệp, chăn nuôi… Nước thải có biểu đặc trưng sau: [1] Độ đục: Nước thải không suốt Các chất rắn không tan tạo huyền phù lơ lửng Các chất lỏng không tan tạo dạng nhũ tương lơ lửng tạo váng mặt nước Sự xuất chất keo làm cho nước có độ nhớt Màu sắc: Nước tự nhiên màu Sự xuất màu nước thải dễ nhận biết Màu xuất phát từ sở công nghiệp nói chung sở tẩy nhuộm nói riêng Màu chất hóa học lại sau sử dụng tan theo nguồn nước thải Màu sinh phân giải chất lúc đầu màu Màu xanh phát triển tảo lam nước Màu vàng biểu phân giải chuyển đổi cấu trúc sang hợp chất trung gian chất hữu Màu đen biểu phân giải gần đến mức cuối chất hữu Mùi: Nước tự nhiên mùi Mùi nước thải chủ yếu phân hủy hợp chất hữu thành phần có nguyên tố Nitơ, Phospho Lưu huỳnh Các mùi khai amoniac (NH3), amin (R3N, R2NH, RNH2 …), photphin (PH3) Các mùi thối khí hydro sunphua (H2S) Đặc biệt chất cần lượng ít, có mùi thối, bám dính dai hợp chất Indol Scatol sinh từ phân hủy tryptophan, 20 aminoaxit tạo nên protein vi sinh vật, thực vật động vật Vị: Nước tự nhiên vị trung tính với pH = Nước có vị chua tăng độ axit nước (pH nhỏ 7) Các axit (H2SO4, HNO3 …) oxit axit (SO2, CO2, NxOy …) có từ khí nước thải công nghiệp tan nước làm cho pH nước thải giảm xuống Vị nồng biểu kiềm (pH lớn 7) Các sở công nghiệp dùng bazơ ngược lại, đẩy pH lên cao Vị mặn chát số muối vô hòa tan, điển hình muối ăn (NaCl) có vị mặn, muối Magie có vị chat … Nhiệt độ: Tùy theo mùa nhiệt độ nước thay đổi Nguồn gốc gây ô nhiễm nhiệt độ nhiệt nguồn nước thải từ phận làm lạnh nhà máy Nhiệt độ tăng lên làm giảm hàm lượng oxy hòa tan nước Độ dẫn điện: Các muối vô tan nước tạo thành ion, làm cho nước có khả dẫn điện Độ dẫn điện nước phụ thuộc vào nồng độ khả linh động ion Vì khả dẫn điện nước phản ánh mức độ ô nhiễm môi trường nước 1.1.2 Phân loại Thông thường nước thải phân loại theo nguồn gốc phát sinh chúng Đó sở cho việc lựa chọn biện pháp công nghệ xử lý Theo cách phân loại này, có loại nước thải đây: [2] • Nước thải sinh hoạt: nước thải sinh hoạt nước thải từ khu dân cư bao gồm nước sau sử dụng từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, quan, khu vui chơi giải trí • Nước thải công nghiệp: Nước thải từ xí nghiệp sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp, giao thông vận tải gọi chung nước thải công nghiệp • Nước thấm qua: Đó nước mưa thấm vào hệ thống ống nhiều cách khác • nhau, qua khớp nối, ống có khuyết tật thành hố ga hay hố xí Nước thải tự nhiên: Nước mưa xem nước thải tự nhiên thành phố đại, chúng thu gom theo hệ thống thoát riêng • Nước thải đô thị: Nước thải đô thị thuật ngữ chung chất lỏng hệ thống cống thoát thành phố, hỗn hợp loại nước thải kể 1.1.3 Các tính chất vật lý, hóa học sinh học đặc trưng nước thải nguồn gốc chúng [3] Tính chất vật lý nước thải bao gồm màu, mùi, chất rắn nhiệt độ Thành phần hóa học bao gồm thành phần có nguồn gốc hữu cơ, vô cơ, thành phần khí thành phần sinh học trình bày bảng 1.1 Các tính chất thành phần thay đổi tùy theo nguồn gốc phát sinh loại nước thải mang tính đặc trưng riêng loại nước thải Bên cạnh đó, tính chất thay đổi theo mùa, mật độ dân cư, điều kiện địa lý, khí hậu, vùng miền … Bảng 1.1 Tính chất vật lý thành phần hóa học nước thải Tính chất Nguồn phát sinh Tính chất vật lý Màu Các chất thải sinh hoạt công nghiệp, phân rã tự nhiên chất hữu Mùi Sự thối rửa nước thải chất thải công nghiệp Chất rắn Cấp nước cho sinh hoạt, chất thải sinh hoạt sản xuất, xói mòn đất, dòng thấm, chảy vào hệ thống cống Nhiệt độ Các chất thải sinh hoạt sản xuất Thành phần hóa học Có nguồn hữu Cacbonhidrat Các chất thải sinh hoạt, thương mại sản xuất Mỡ, dầu, dầu nhờn Các chất thải sinh hoạt, thương mại sản xuất Thuốc trừ sâu Chất thải nông nghiệp Phenol Chất thải công nghiệp Protein Các chất thải sinh hoạt thương mại Các chất hoạt động bề mặt Các chất khác Các chất thải sinh hoạt sản xuất Phân rã tự nhiên chất hữu 10 khả hoạt động tương tự Chính lí tách enzym khỏi thể sống mức độ khiết khác người ta sử dụng nhiều lĩnh vực nguồn enzym quan trọng hầu hết lấy từ vi sinh vật Như nói cách khác, enzyme phân tử lớn tồn tự nhiên, hay tổng hợp có khả xúc tác cho hay nhiều phản ứng với mức độ đặc hiệu khác nhiệt độ áp suất bình thường 2.3.2 Phân loại Enzyme ngoại bào: Dễ tách, không cần phá vỡ thành tế bào, không lẫn chung với thành phần nội bào, có vài enzyme ngoại bào khác, có tính bền vững mạnh, phương pháp tinh dễ rẻ Enzyme nội bào: Khó tách, phải phá vỡ thành tế bào, thường lẫn chung với chất khác tế bào sau bị phá vỡ (acid nucleic, chất nguyên sinh, lipid,…), bền vững môi trường nội bào, phương pháp tinh khó thực hiện, quy trình công nghệ phức tạp, giá thành đắt 2.3.3 Hệ enzym ngoại bào Bacillus Vi khuẩn thuộc chi Bacillus có tiềm lớn enzym ngoại bào Nhiều số enzym ngoại bào enzym thủy phân phân tử hữu lớn Chính vi khuẩn có nhiều ứng dụng lĩnh vực khác như: công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, công nghiệp thực phẩm – bánh kẹo – đồ uống, công nghiệp dược phẩm, công nghiệp thuộc da, công nghiệp dệt, xử lý chất thải Như nói, nhiều enzym ngoại bào Bacillus enzym thủy phân phân tử hữu lớn, nước thải sinh hoạt nước thải từ công nghiệp thực phẩm nói chung giàu chất hữu nên việc ứng dụng vi khuẩn để xử lý loại nước thải có triển vọng [12] 2.3.3.1 Enzyme protease Nhóm enzyme protease xúc tác trình thuỷ phân liên kết liên kết peptide (-CONH)n phân tử protein, polypeptide đến sản phẩm cuối amino acid 31 Protease cần thiết cho sinh vật sống, đa dạng chức từ mức độ tế bào, quan đến thể nên phân bố rộng rãi nhiều đối tượng từ vi sinh vật (virus, vi khuẩn nấm) đến thực vật (đu đủ, dứa ) động vật (gan, dày bê ) So với protease động vật thực vật, protease vi sinh vật có đặc điểm khác biệt Trước hết hệ protease vi sinh vật hệ thống phức tạp bao gồm nhiều enzyme giống cấu trúc, khối lượng hình dạng phân tử nên khó tách dạng tinh thể đồng Do phức hệ gồm nhiều enzyme khác nên protease vi sinh vật thường có tính đặc hiệu rộng cho sản phẩm thuỷ phân triệt để đa dạng Protease thuộc phân lớp lớp thứ Căn vào chế phản ứng, dựa vào đặc trưng trung tâm hoạt động, pH hoạt động thích hợp… nhà khoa học phân loại protease vi sinh vật thành nhóm sau: • Protease serine: protease có chứa nhóm (-OH) serine trung tâm hoạt động Các protease serine thường hoạt động pH kiềm có tính đặc hiệu tương đối rộng Tính đặc hiệu thể phía gốc amino acid chứa nhóm (-CO-) liên kết peptide bị thủy phân Nhóm (-OH) có vai trò đặc biệt quan trọng hoạt động xúc tác enzyme Trong nhóm có enzyme subtilisin enzyme protease kiềm quan trọng ứng dụng nhiều ngành công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa • Protease thiol: protease có chứa nhóm thiol (-SH) amino acid cystein trung tâm hoạt động Nhóm (-SH) có vị trí đặc biệt trung tâm hoạt động xúc tác enzyme, có khả phản ứng cao, tham gia nhiều biến đổi hóa học như: acid hóa, phosphoryl hóa, oxy hóa… Vai trò nhóm thiol phân tử enzyme thể nhiều mặt khác tạo thành phức trung gian enzyme - chất, kết hợp chất cofactor… Các protease thiol thường hoạt động mạnh pH trung tính có tính đặc hiệu rộng; hoạt động nhóm thiol trung tâm hoạt động không bị bao vây Do đó, chất Cys, acid 32 ascorbic nồng độ xác định thường có tác dụng làm bền hoạt hóa enzyme Một số ion kim loại nặng, đặc biệt muối thủy ngân chất khác iodoacetamid có tác dụng ức chế enzyme protease thiol chất như: iodine, H2O2, EDTA… có tác dụng ức chế enzyme chúng có khả gắn với ion kim loại nên thường làm tăng độ bền ion kim loại Protease thiol thường • protease thực vật papain, bromeline… Protease acid: protease chứa nhóm (-COOH) trung tâm hoạt động Các nhóm (-COOH) thuộc mạch bên Asp Glu nhóm (-COOH) đầu C chuỗi polypeptide Các protease acid thường hoạt động vùng pH acid, bị ức chế diazoacetyl norleucine methyl ester (DNME) và có tính đặc hiệu amino acid có vòng thơm kỵ nước hai phía liên kết peptide bị thủy phân Protease acid enzyme vi nấm renin • (renet)… Protease kim loại (metalloprotease): protease trung tâm hoạt động chúng có ion kim loại Các protease kim loại thường hoạt động mạnh vùng pH trung tính có tính đặc hiệu phía gốc amino acid chứa nhóm (NH2-) liên kết peptide; chúng tác dụng lên peptide chứa nhóm (NH-) amino acid kỵ nước có kích thước liên kết peptide tạo thành từ amino acid có phân tử thấp Các protease kim loại thường bị giảm hoạt tính tác dụng EDTA… Protease kim loại carboxylpeptidase A, collagenase thermolysin… Hình 2.10 : Phản ứng thủy phân liên kết peptide 33 Hình 2.11: Mô hình enzyme protease xúc tác trình thủy phân protein 2.3.3.2 Enzyme amylase [13] Enzyme amylase có khả xúc tác thủy phân tinh bột tạo xi rô đường chứa oligosaccharide, maltose glucose Vì chế phẩm enzyme ứng dụng cách rộng rãi thực phẩm, dược phẩm, công nghiệp lên men Amylase thu nhận từ nhiều nguồn khác vi khuẩn, nấm mốc, thực vật động vật Tuy nhiên, chế phẩm amylase thương mại ứng dụng nhiều công nghiệp chủ yếu sản xuất từ Bacillus sp… Đã có nhiều nhà khoa học giới tập trung nghiên cứu thu nhận chế phẩm amylase từ Bacillus sp Dharani Aiyer (2004) công bố việc sản xuất α-amylase Bacillus licheniform thích hợp môi trường có tỷ lệ carbon:nitơ thích hợp 1:1 Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy trình sinh tổng hợp amylase ngoại bào vi sinh vật phụ thuộc nhiều vào thành phần môi trường, đặc biệt nguồn carbon, nitơ, muối khoáng yếu tố vật lý nhiệt độ, pH, tốc độ lắc, hàm lượng oxy hòa tan Amylase hệ enzyme phổ biến nhiều sinh vật Các enzyme thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác cho phản ứng phân giải liên kết nội phân tử nhóm polysaccharide với tham gia nước 34 Có loại enzyme amylase xếp vào nhóm: Endoamylase (enzyme nội phân) exoamylase (enzyme ngoại phân) Endoamylase gồm có α-amylase nhóm enzyme khử nhánh Nhóm enzyme khử nhánh chia thành loại: khử trực tiếp Pullulanase (α-dextrin 6-glucosidase); khử gián tiếp oligo-1,6-glucosidase hay dextrinase tới hạn transglucosidase Các enzyme thủy phân liên kết bên chuỗi polysaccharide Exoamylase gồm có β-amylase glucoamylase (amyloglucosidase hay γ-amylase) Đây enzyme thủy phân tinh bột từ đầu không khử chuỗi polysaccharide 2.4 Các nghiên cứu nước Theo Raed S.Al-Wasify cộng tác viên (2015) Một vi khuẩn keo tụ sinh học sản xuất, phân lập từ mẫu trầm tích môi trường biển phía Đông tỉnh Cape Nam Phi chứng minh hoạt động lắng đọng 60% hệ thống đất sét cao lanh Phân tích ribosome deoxyribonucleic acid (rDNA) trình tự nucleotide phân lập sở liệu GenBank cho thấy 99% tương tự để Bacillus toyonensis căng BCT-7112 gửi vào GenBank Bacillus toyonensis căng AEMREG6 với số lượng nhập KP406731 Vi khuẩn sản xuất bioflocculant (REG-6) tối ưu diện glucose NH4NO3 cacbon nguồn nitơ, tương ứng, pH trung bình ban đầu Ca 2+ cation lựa chọn phân tích hóa học cho thấy tinh khiết REG-6 glycoprotein chủ yếu gồm polysaccharide (77,8%) protein (11,5%) Đó tính ổn định nhiệt có hoạt động mạnh mẽ chống lại lắng đọng treo cao lanh phạm vi rộng giá trị pH=3 – pH=11 với yêu cầu liều lượng tương đối thấp 0,1 mg / ml diện Mn 2+ Biến đổi Fourier quang phổ hồng ngoại (FTIR) tiết lộ diện hydroxyl, carboxyl amide nhóm ưa thích dành cho kết kính hiển vi điện tử quét (SEM) tiết lộ cầu nối chế keo tụ REG-6 Hiệu suất lắng đọng sắc REG-6 có tiềm lớn để thay kết tủa hóa học nguy hại sử dụng xử lý nước 35 Ngô Tự Thành cộng tác viên ( 2009) thu nhận chủng Bacillus có hoạt tính phong phú từ vùng sinh thái khác nhằm buớc xây dựng suu tập chủng chi vi khuẩn quan trọng Trong kết nghiên cứu, nhóm tác giả phân lập đuợc 236 chủng Bacillus từ mẫu đất nuớc thải khác nhau, khảo sát hoạt tính enzym ngoại bào nhu proteaza, amylaza CMC-aza 236 chủng Trong số đó, chủng T20, TR6 TH5 có tác dụng tốt xử lý nuớc thải Các giá trị BOD nuớc thải nhà máy sữa Vinamilk Gia Lâm Hà Nội đuợc xử lý lắc có dịch nuôi chủng T20 lần luợt 1250 730mg/L Các giá trị BOD nuớc thải đuợc xử lý lắc có huyền dịch tế bào TR6 lần luợt 800 610mg/L Các giá trị BOD5 nuớcthải sông Tô Lịch xử lý lắc có dịch nuôi chủng TH5 pha loãng lần luợt 165 92mg/L Theo Sekelwa Cosa, Anthony Okoh (2013), đánh giá tiềm sản xuất keo tụ sinh học hai loài vi khuẩn biển thuộc chi Oceanobacillus Halobacillus, phân lập từ mẫu trầm tích Algoa Bay, Đông Cape tỉnh Nam Phi Nước dùng tập đoàn có hoạt động lắng đọng 98,3%, cao so với loài cá Các keo tụ sinh học tinh khiết hiệu (Tối ưu liều 0,2 mg ml -1) Trong keo tụ hệ thống treo cao lanh (4g.l) so với polyelectrolyte (tối ưu liều 0,3 mg.ml -1) Và phèn (tối ưu liều mg.ml), Trong có thương mại keo tụ sẵn Một điều kiện pH trung tính diện Ca2+ cation dẫn tối ưu hoạt động keo tụ sinh học Ngoài ra, keo tụ sinh học tinh khiết loại bỏ nhu cầu oxy hóa học (COD) nước thải nhà máy bia, nước thải từ sữa, nước sông hiệu suất 99,7; 99,9 63,5%, tương ứng, làm giảm độ đục họ 93,9, 88,3 98,6%, tương ứng phân tích thành phần tiết lộ keo tụ sinh học chủ yếu polysaccharide với cấu trúc vô định hình tinh thể giống FTIR phổ tiết lộ diện carboxyl, hydroxyl nhóm amino kiểm tra nhiệt độ ổn định nó, cho thấy khả keo tụ sinh học điều kiện nhiệt độ cao 36 CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KEO TỤ CHẤT RẮN LƠ LỬNG CỦA CHỦNG BACILLUS 3.1 Vật liệu thiết bị Mẫu Năm chủng vi khuẩn thuộc chi Bacillus phân lập từ đề tài: “Phân lập tuyển chọn chủng vi khuẩn có khả keo tụ sinh học ứng dụng xử lý nước thải thủy sản” 37 nhóm sinh viên Đại Học khóa thực phòng thí nghiệm Viện KHCN&QL Môi trường, Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM thực vào tháng năm 2016 Thiết bị - Lò hấp tiệt trùng: tiệt trùng môi trường trước thực thí nghiệm - Tủ cấy vi sinh vật: thực vô trùng để cấy truyền vi khuẩn - Tủ ủ vi sinh vật : ủ vi khuẩn điều kiện nhiệt độ thích hợp để vi khuẩn phát - triển Máy lắc mẫu: giữ môi trường nhân nuôi vi khuẩn động giúp vi khuẩn phát - triển đều, nhanh Tủ lạnh giữ mẫu: lưu giữ mẫu vi khuẩn Cân điện tử: cân loại hóa chất để thực thí nghiệm Máy đo quang: đo giá trị OD mẫu thí nghiệm Tủ sấy: sấy khô, tiệt trùng thiết bị thí nghiệm giữ lỏng môi trường 38 3.1.3 Môi trường nuôi cấy Môi trường sản xuất polysaccharide - Môi trường sản xuất protein Tinh bột: 20 gam Peptone: 10 gam Cao nấm men: 0,5 gam MgSO4: gam KH2PO4: gam (NH4)2SO4: 0,5 gam NaCl: 0,1 gam pH: Agar: 20gam Nước cất: lít - Peptone: 10 gam Cao thịt: gam Cao nấm men: 0,5 gam MgSO4: gam KH2PO4: gam (NH4)2SO4: 0,5 gam NaCl: 0,1 gam pH: Agar: 20gam Urea: 1gam Nước cất: lít 3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 3.2.1 Tăng sinh khối chủng Mỗi dòng vi khuẩn nuôi 40 ml môi trường lỏng bình tam giác 100 ml Lắc máy lắc xoay vòng tốc độ 150 vòng/phút Nuôi ngày 30 oC cho vi khuẩn phát triển sản sinh chất kết tụ sinh học 3.2.2 Khảo sát khả keo tụ chủng Đánh giá khả keo tụ chủng thông qua khả làm kết tủa dung dịch kaolin Phương pháp tiến hành: Cho 100 µl dịch vi khuẩn nuôi có mật số >10 tế bào/ml (tỉ lệ 0,1%) vào 90 ml dung dịch Kaolin (2 g/l), sau bổ sung 10 ml dung dịch CaCl2 1%, pH 39 =7 Hỗn hợp khuấy đều, để lắng phút, sau lấy phần đem đo OD bước sóng 550 nm Mẫu đối chứng thực tương tự không chủng vi khuẩn Tỷ lệ kết tụ tính theo công thức: Mỗi mẫu lặp lại lần, tính giá trị trung bình 3.4 Kết quả, đề xuất kiến nghị 3.4.1 Kết Bảng 3.1: Kết khảo sát khả keo tụ chủng Lần OD Tỷ lệ keo tụ (%) Lần OD Tỷ lệ keo tụ (%) 0,132 Lần OD Tỷ lệ keo tụ (%) 1,410 Trung Bình OD Tỷ lệ keo tụ (%) Đối chứng 0,834 0,792 Mẫu 0,468 43,9 0,086 34,8 0,437 69,0 0,330 49,2 Mẫu 0,104 87,5 0,094 28,8 0,414 70,6 0,204 62,3 Mẫu 0,150 82,0 0,035 73,5 0,235 83,3 0,140 79,6 Mẫu 0,500 40,0 0,033 75,0 0,135 90,4 0,223 68,5 Mẫu 0,147 82,4 0,066 50,0 0,332 76,5 0,182 69,6 40 Hình 3.1: Kết khảo sát khả keo tụ chủng 3.4.2 Nhận xét Từ kết thu thể biểu đồ hình 3.1 Ta thấy mẫu có hiệu suất cao 76,9% Mẫu có hiệu suất thấp 49,2% Còn lại mẫu 2, có hiệu suất động 60 đến 70% 3.4.3 So sánh kết Từ kết nhóm so với kết Cao Ngọc Điệp Phạm Sĩ Phúc Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 28 (2013): 86-92 Mẫu có hiệu suất cao 85,81% mẫu có hiệu suất thấp 51,26% chênh lệch không nhiều Kết nhóm so với kết nghiên cứu Đặng Thị Huỳnh Mai, luận án tiến sĩ đề tài khảo sát tính đa dạng di truyền vi khuẩn tổng hợp chất kết tụ sinh học phân lập từ chất thải ao nuôi cá tra ứng dụng vào xử lý nước ao nuôi cá tra đồng sông Cửu Long Thì kết Đặng Thị Huỳnh Mai với mẫu có hiệu suất cao 83,08% thấp 70,14%, với kết nhóm chênh lệnh hiệu suất thấp cao, cụ thể chênh lệch 20,94% 41 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Sau gần tháng tìm hiểu đề tài, thành viên nhóm cố gắng hoàn thành Trong phạm vi Đồ Án Cơ Sở Ngành nhóm thực công việc sau: Nói lên tổng quan chất rắn lơ lửng nước thải: Nêu khái niệm, phân loại nước thải, tính chất vật lý, hóa học, sinh học đặc trưng nước thải nguồn gốc chúng Tìm hiểu chất rắn lơ lửng nước, cách tính hàm lượng chất rắn lơ lửng nước thải Quá trình keo tụ số chất keo tụ sử dụng phổ biến Tổng quan vi khuẩn Bacillus: Tìm hiểu tính chất, hình thái cấu tạo, đặc điểm…của số loài Bacillus thường gặp tự nhiên Hệ enzym ngoại bào vi sinh vật, enzym nội bào enzym ngoại bào Tiến hành thí nghiệm để khảo sát khả keo tụ chất rắn lơ lửng chủng Bacillus So sánh kết thu với kết nghiên cứu khác 4.2 Đề xuất kiến nghị - Khảo sát thêm đặc điểm hình thái, sinh hóa để định danh chủng vi khuẩn - Ly trích, tinh sạch, xác định hàm lượng hoạt tính enzyme ngoại bào chủng vi khuẩn để đánh giá khả keo tụ xác - Thử nghiệm khả keo tụ chủng vi khuẩn loại nước thải khác nhau, xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng trước sau xử lý để đánh giá khả ứng dụng chủng thực tế 42 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Trịnh Lê Hùng, Kỹ thuật xử lý nước thải, NXB Giáo dục, 2009 [2] PGS TS Lương Đức Phẩm , Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo dục, 2007 [3] Metcalf Eddy, Wastewater Engineering, Aug 1991 [4] PGS TS Hoàng Văn Huệ, Thoát nước, tập 2: Xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật, 2002 [5] Theo Nguyễn Thị Thu Thủy, Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật, 2000 [6] Theo Nguyễn Hữu Phú, Hóa lý hóa keo, NXB Khoa học kỹ thuật, 2003 [7] Theo Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM (2006) [8] Theo GS TS Lâm Minh Triết, GS TS Trần Hiếu Nhuệ, Xử lý nước thải tập 2, NXB Xây dựng, 2015 [9] Theo ThS Hoàng Ngọc Minh, ThS Trần Mai Phương, CN Trần Hữu Quang, Tạp chí Bảo hộ lao động, Nghiên cứu áp dụng trình keo tụ xử lý nước rác, 4/2007 [10] Priest, F.G and Grigorova, R (1991) , Todar , K Ph D (2008) [11] Rosovitz, M J., Voskuil, M I., Chambliss, G H (1998) [12] Ngô Tự Thành, Bùi Thị Việt Hà, Vũ Minh Đức, Chu Văn Mẫn, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 25, Nghiên cứu hoạt tính enzym ngoại bào 44 số chủng Bacillus phân lập khả ứng dụng chúng , 2009 xử lý nước thải, 2009, trang 101-106 [13] Phạm Trần Thùy Hương, Đỗ Thị Bích Thủy, Tạp chí khoa học, Đại học Huế, tập 71, số 2, năm 2012 [14] Nguyễn Đức Lượng (chủ biên), Cao Cường, Nguyễn Ánh Tuyết, Lê Thị Thủy Tiên, Tạ Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Oanh, Nguyễn Thúy Hương, Phan Thị Huyền (2004), Công nghệ enzyme, Nxb Đại học Quốc gia Tp.HCM 45 [...]... clor, chất hữu cơ photpho, oxit nhôm, oxit sắt… 1.2.3 Nguồn gốc Chất rắn lơ lửng thường có trong nước mặt do hoạt động xói mòn nhưng ít có trong nước ngầm do khả năng tách lọc tốt của đất Ngoài các hạt chất rắn lơ lửng có nguồn gốc tự nhiên, nhiều chất rắn lơ lửng xuất phát từ các hoạt động sinh hoạt, sản xuất của con người 1.2.4 Các tính chất của chất rắn lơ lửng Chất rắn lơ lửng thường làm cho nước. .. nặng Nước thải sinh hoạt, cấp nước sinh hoạt, sự thấm của nước ngầm Cấp nước sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt, sự thấm của nước ngầm, các chất làm mềm nước Các chất thải công nghiệp Nitơ Các chất thải sinh hoạt và nông nghiệp pH Các chất thải công nghiệp Phospho Lưu huỳnh Các hợp chất độc Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp Cấp nước sinh hoạt, nước thải sinh hoạt và công nghiệp Các chất thải công... tính hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải Chất rắn lơ lửng (mg/l) = (m - m0) x 1000/Vmẫu(ml) Trong đó : m: khối lượng giấy lọc sau khi lọc mẫu m0: khối lượng giấy lọc ban đầu 1.3 Quá trình keo tụ 1.3.1 Khái niệm Keo tụ là một phương pháp xử lý nước có sử dụng hoá chất, trong đó các hạt keo nhỏ lơ lửng trong nước nhờ tác dụng của chất keo tụ mà liên kết với nhau tạo thành bông keo có kích thước... – amôn Việc sử dụng các chất trợ keo tụ cho phép hạ thấp liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian cho quá trình keo tụ và nâng cao tốc độ lắng của bông keo Trong số các chất trợ keo tụ tự nhiên thì phổ biến nhất là natri anginat Chất trợ keo tụ vô cơ loại anion là muối của các loại axit silicic hoạt tính Hình 1.6: Chất phụ trợ keo tụ PAA 1.3.3 Qui trình keo tụ Trong nguồn nước, một phần các hạt thường... giữ các hạt keo trên quỹ đạo lắng Hình 1.1: Keo tụ tạo bông 15 1.3.3 Một số chất keo tụ sử dụng phổ biến [8] 1.3.3.1 Muối nhôm (phèn nhôm ) Muối nhôm còn gọi là phèn nhôm là chất keo tụ được dùng rộng rãi trong công nghệ xử lý nước thải Việc lựa chọn chất keo tụ phụ thuộc vào tính chất hóa lý của tạp chất, pH và các thành phần muối trong nước thải Trong thực tế thường dùng các chất keo tụ như: Al2(SO4)3.18H2O,... đục, là một phần của chất rắn có trong nước ở dạng không hoà tan Căn cứ vào tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng có trong nước, ta có thể xét đoán hàm lượng mùn, sét và những phần tử nhỏ khác trong nước Chúng có thể có hại vì làm giảm tầm nhìn của các động vật sống trong nước và độ dọi của ánh sáng mặt 13 trời qua nước Tuy nhiên nước có chất rắn lơ lửng là đất mùn (như nước phù sa) thì là dùng làm nước tưới... được tìm thấy trong nước Theo thứ tự từ nhỏ đến lớn, các đối tượng này là những hóa chất dạng dung dịch, chất keo rắn và chất rắn lơ lửng Đông tụ/ kết bông sẽ loại bỏ keo và chất rắn lơ lửng trong nước Hóa chất dạng dung dịch thì hòa tan hoàn toàn trong nước Chúng được tích điện và có thể tương tác với nước, vì vậy chúng hoàn toàn ổn định và sẽ không bao giờ lắng ra khỏi nước Hóa chất dạng này không... nhỏ, hữu cơ hoặc vô cơ, trong nước thải Khi vận tốc của dòng chảy bị giảm xuống (khi chảy vào các hồ chứa lớn) phần lớn các chất rắn lơ lửng sẽ bị lắng xuống đáy hồ; những hạt không lắng được sẽ tạo thành độ đục của nước Chất rắn lơ lửng ở dạng huyền phù (SS) Hàm lượng các chất huyền phù (SS) là trọng lượng khô của chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc mẫu nước qua phễu lọc rồi sấy khô... Các khí H2S Phân hủy các chất thải sinh hoạt CH4 Phân hủy các chất thải sinh hoạt Oxi Cấp nước sinh hoạt, sự thấm của nước bề mặt Thành phần sinh học 11 Các động vật Các dòng nước hở và nhà máy xử lý Thực vật Các dòng nước hở và nhà máy xử lý Sinh vật nguyên sinh, Virut Các chất thải sinh hoạt và nhà máy xử lý các chất thải sinh hoạt 1.2 Chất rắn lơ lửng 1.2.1 Các loại hạt trong nước Có ba loại đối tượng... (2013), đánh giá tiềm năng sản xuất keo tụ sinh học của hai loài vi khuẩn biển thuộc chi Oceanobacillus và Halobacillus, phân lập từ các mẫu trầm tích của Algoa Bay, Đông Cape tỉnh của Nam Phi Nước dùng của các tập đoàn đã có một hoạt động lắng đọng của 98,3%, cao hơn so với của các loài cá Các keo tụ sinh học tinh khiết là hiệu quả hơn (Tối ưu liều 0,2 mg ml -1) Trong keo tụ của hệ thống treo cao ... Để tìm hiểu sâu khả vi sinh vật, nhóm thực đề tài: Khảo sát khả keo tụ chất rắn lơ lửng nước thải số chủng 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu khả keo tụ chất rắn lơ lửng nước thải - Tìm hiểu... có khả keo tụ chất rắn lơ lửng vi - khuẩn Bacillus Thử nghiệm khảo sát đánh giá khả keo tụ chất rắn lơ lửng chủng Bacillus phòng thí nghiệm 1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Thành phần chất rắn. .. cho thấy khả keo tụ sinh học điều kiện nhiệt độ cao 36 CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KEO TỤ CHẤT RẮN LƠ LỬNG CỦA CHỦNG BACILLUS 3.1 Vật liệu thiết bị Mẫu Năm chủng vi khuẩn thuộc chi Bacillus phân