Nghiên cứu ứng dụng Bacillus sp. trong xử lý nước thải đô thị | Xử lý nước thải đô thị | Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh
Sử dụng Chế phẩm sinh học Bacillus sp. ; bổ sung trực tiếp bằng cách hòa vào nước sau đó đưa vào quy trình dưới dạng dung dịch. Hoặc vi khuẩn Bacillus subtilis được tăng sinh trong phòng thí nghiệm. Nước thải sinh hoạt từ đô thị, thành phố. Tài liệu được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Xử lý nước thải đô thị (XLNTDT) 10 tài liệu
Trường: Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh 185 tài liệu
Tác giả:
Preview text:
ỨNG DỤNG VI KHUẨN BACILLUS SP.
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ A. VẬT LIỆU
Sử dụng Chế phẩm sinh học Bacillus s ; bổ p.
sung trực tiếp bằng cách hòa vào
nước sau đó đưa vào quy trình dưới dạng dung dịch. Hoặc vi khuẩn Bacillus
subtilis được tăng sinh trong phòng thí nghiệm. Nước thải sinh hoạt từ đô thị, thành phố.
- Thành phần của nước thải đô thị :
+ Hàm lượng BOD trong nước thải đô thị cho một đầu người trong ngày sau khi đã xử lý sơ bộ:
Hệ thống thoát nước riêng: 50 -70 g
Hệ thống thoát nước chung: 60 -80 g
Khoảng 1/3 chất ô nhiễm này là hòa tan, còn 2/3 ở dạng hạt (có thể lắng xuống
được hoặc không). Trong hệ thoát nước chung, tỉ lệ phần trăm chất ô nhiễm lắng
gạn được thường lơn hơn ở hệ thống riêng.
+ Tỉ lệ COD:BOD của nước thải đô thị nằm trong khoảng 2 -2.5. Vì vậy cần phải
qua lắng sơ bộ để loại bỏ chất ô nhiễm có thể lắng gạn được, làm giảm tỉ lệ này
xuống dưới 2 và như vậy nước thải đưa vào xử lí sinh học mới có hiệu quả.
+ Nitơ: trong nước thải sinh hoạt, nồng độ nitơ tổng khoảng 15- 20% của nồng độ
BOD 5 , phần bổ sung hàng ngày của nitơ nằm giữa khoảng 10 -15 g/đầu người.
+ Photpho: bổ sung khoảng 4 g/ đầu người.ngày
+ Các chất hoạt động bề mặt: xà phòng, bột giặt và các chất tẩy rửa
+ Các nguyên tố vi lượng, các nguyên tố độc hại như các kim loại nặng: đồng,
kẽm, thuỷ ngân, chì, cadimi, hàm lượng các chất này thường nhỏ hơn 9mg/l, trong
ống dẫn có tỉ lệ lớn hơn trong môi trường thiên nhiên.
B. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp: Xử lý nước thải bằng vi khuẩn Bacillus subtilis trong điều kiện sục khí liên tục. 1. Mô hình thực hiện Chú thích: A: Độ pha loãng; A1: 100% nước thải sinh hoạt; A2: 75% nước thải sinh hoạt+25% nước cất; A3: 50% nước thải sinh hoạt+50% nước cất; B: Mật độ vi khuẩn; B1: 106cfu/ml, B2: 107cfu/ml, B3: 108cfu/ml.
Hình 1.Bố trí thí nghiệm ngẫu nhiên 2 yếu tố (CRD-2 factors) 2. Thuyết minh quy trình:
Ở phương pháp này chúng ta khảo sát sự xử lý nước thải của vi khuẩn Bacillus với 3
mức độ phần trăm nước thải sinh hoạt và mật độ vi khuẩn khác nhau được thực hiện
cho mỗi thí nghiệm với 4 nghiệm thức.
Mức độ 1: 100% nước thải:
-DC-1: Đối chứng được tiến hành như mẫu thật nhưng không cho vi khuẩn vào.
-Nghiệm thức 1: 800ml mẫu nước thải + 106cfu/ml.
-Nghiệm thức 2: 800ml mẫu nước thải + 107cfu/ml.
-Nghiệm thức 3: 800ml mẫu nước thải + 108cfu/ml.
Mức độ 2: 75% nước thải + 25% nước cất.
-DC-2: Đối chứng được tiến hành như mẫu thật nhưng không cho vi khuẩn vào.
-Nghiệm thức 4: 800ml mẫu nước thải + 106cfu/ml.
-Nghiệm thức 5: 800ml mẫu nước thải + 107cfu/ml.
-Nghiệm thức 6: 800ml mẫu nước thải + 108cfu/ml.
Mức độ 3: 50% nước thải + 50% nước cất.
-DC-3: Đối chứng được tiến hành như mẫu thật nhưng không cho vi khuẩn vào.
-Nghiệm thức 7: 800ml mẫu nước thải + 106cfu/ml.
-Nghiệm thức 8: 800ml mẫu nước thải + 107cfu/ml.
-Nghiệm thức 9: 800ml mẫu nước thải + 108cfu/ml.
Đặc điểm nhận biết vi sinh đã bắt đầu thích nghi và hoạt động tốt. Ta lấy một ít
mẫu nước thải vào chai nhựa trong, quan sát lượng bông bùn tạo thành. Nếu bông
bùn hình thành nhiều, màu vàng nhạt hoặc vàng nâu, lắng tốt và không có mùi thôi tanh, mùi H2S.
Phương pháp: Xử lý nước thải bằng công nghệ bùn hoạt tính có bổ sung chế phẩm sinh học Bacillus sp. 1. Mô hình thực hiện Chú thích:
1.Thùng chứa nước đầu vào; 2. Bơm định lượng; 3. Bơm tuần hoàn bùn; 4. Bể Aerotank; 5. Bể lắng; 6. Nước thải đầu ra; 7. Van xả bùn Hình 2: Mô hình thí nghiệm 2. Thuyết minh quy trình
Từ thùng nước đầu vào, nước sẽ được dẫn vào bể Aerotank (có kích thước
30cm x 20cm x 20cm) bằng máy bơm. Trong bể có hệ thống sục khí để các vi sinh
vật tiếp xúc đều với các chất thải hữu cơ. Nước thải sẽ được xử lý trong bể
Aerotank đó. Sau đó, nước sẽ được dẫn tiếp qua bể lắng để tách nước và bùn. Phần
nước trong sẽ được dẫn ra thùng chứa nước sạch. Bùn sẽ được tuần hoàn lại bể
aerotank nếu bùn dư sẽ được xả ra qua van đưa ra ngoài.
Trong quá trình bổ sung Chế phẩm sinh xử lý nước thải có chứa chủng Bacillus
vào hệ thống, chúng sẽ thích nghi với môi trường và tiết ra nhiều enzyme để phân
hủy protein. Các enzyme được tiết ra từ vi khuẩn Bacillus xử lý nước thải có khả
năng hoạt động mạnh gấp 10 lần so với các dòng khác. Nó cũng tăng khả năng xử
lý carbohydrate lên 25 lần. Trong điều kiện tự nhiên, môi trường kỵ khí làm quá
trình oxy hóa các chất hữu cơ diễn ra chậm và không hoàn toàn. Do đó, sẽ tích tụ
nhiều các chất có hại và gây mùi như Amoni hay H2S… Nếu sử dụng vi khuẩn
Bacillus, với khả năng thích nghi trong môi trường kỵ khí, chúng vẫn sẽ tiết ra
enzyme. Từ đó, sẽ giúp quá trình phân hủy chất thải diễn ra nhanh hơn và giảm
lượng khí H2S cũng như các chất có hại khác sinh ra.
Phương pháp: Xử lý nước thải bằng khả năng phân hủy của Bacillus sp. K5 trong quy trình SBR. 1. Mô hình thực hiện Chú thích: 1. Máy đo pH; 2. Máy đo DO; 3. Máy khuấy; 4. Bơm khí; 5. Máy sục khí;
6. Bộ gia nhiệt kiểm soát nhiệt độ. Hình 3. Mô hình các SBR. 2. Thuyết minh quy trình
Hai SBR song song với thể tích làm việc là 1,5L đã được sử dụng và
được minh họa trong Hình 3 . Nhiệt độ SBR được kiểm soát ở 30 ° C bằng
bộ gia nhiệt kiểm soát nhiệt độ và tốc độ dòng khí được kiểm soát bởi đồng
hồ đo lưu lượng khí qua đó khí được khuếch tán vào lò phản ứng bằng cách
sử dụng một thiết bị sục khí được lắp đặt ở dưới cùng của SBR. Các thiết bị
được vận hành ở thời gian chu kỳ 6 giờ, bao gồm cho vào 2 phút, phản ứng
hiếu khí 240 phút và lắng 30 phút, sau đó là 3 phút gạn và 85 phút không tải.
Sau khi khởi động, hai SBR được vận hành khác nhau:
(1) R1, SBR điều khiển mà không cần bổ sung K5;
(2) R2, SBR phân đoạn sinh học trong đó các mẫu cấy tinh khiết 5% (tỷ
lệ thể tích) được cấy vào hệ thống hai ngày một lần để làm cho chủng K5
chiếm ưu thế trong SBR. Trong khi đó, tỷ lệ trao đổi thể tích được kiểm
soát ở mức 30% và oxy hòa tan (DO) được duy trì ở mức 3-4 mg / L. Để
hoạt động lâu dài, một lượng natri succinat nhất định được chọn làm nguồn
cacbon bên ngoài để bổ sung trực tiếp vào lò phản ứng vào đầu mỗi giai
đoạn sục khí, và tỷ lệ trao đổi thể tích và DO được giữ ở mức 80% và 2–3 mg / L, tương ứng.
Ở phương pháp này, nhằm xác định xem liệu sự phân mảnh sinh học của
Bacillus sp . K5 có thể cải thiện thành công việc loại bỏ nitơ trong SBR quy
mô phòng thí nghiệm để xử lý nước thải đô thị nhân tạo. Tính ổn định của
chủng K5 và sự hợp tác của nó với các vi sinh vật có chức năng khác trong
quá trình hoạt động lâu dài và tiết lộ con đường chuyển hóa nitơ có thể có
trên cơ sở dữ liệu qPCR. Nghiên cứu này có tầm quan trọng lớn trong việc
khám phá khả năng ứng dụng của K5 và thiết lập một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả.
Trong điều kiện hiếu khí quá trình amôn hóa protein thành các hợp chất có
chứa nito và giải phóng NH3, trong giai đoạn này Bacillus sử dụng các hợp chất
chứa nito như acid amin, pepton, polypeptid. Trong điều kiện kỵ khí Bacillusthực
hiện quá trình khử nitrit (NO2–) , khử nitrat (NO3–) tách oxy để oxy hóa các chất
hữu cơ. N2 trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước, từ đó làm giảm hàm lượng BOD của nước thải. NH + – 3 + H O -> NH 2 4 + OH 2NO – – 2 + 3O -> 2NO 2 3 -N (nitrobacter sp) Khử nitrat: NO – +
3 + 1,08 CH3OH + H à 0,065 C5H7O N + 0,47 N 2 2 + 0,76CO2 + 2,44H O 2 Khử nitrit: NO – +
2 + 0,67 CH3OH + H à 0,04 C5H7O N + 0,48 N 2 + 0,47CO 2 + 1,7H 2 2O TÀI LIỆU THAM KHẢO
https://nihophawa.com.vn/wp-content/uploads/2020/05/QCVN14- 2008BTNMT.pdf
[1]. Bộ Tài nguyên và Môi trường. 2008. Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công
nghiệp - QCVN 14 : 2008/BTNMT.
https://www.haui.edu.vn/media/29/uffile-upload-no-title29298.pdf?fbclid=IwAR0-
EDfw5OSLhwNJq5ELP6Sri-loutVJBKpDVUuHbaRq4ZzuMueOh1UlWig
[2]. Cao Ngọc Điệp, Trần Thị Thưa, Hà Thanh Toàn, 2015. Ứng dụng vi khuẩn
chuyển hóa nitơ Pseudomonas stutzeri và vi khuẩn tích lũy polyphosphate Bacillus
subtilis để loại bỏ đạm, lân trong quy trình xử lý nước thải giết mổ gia cầm. Tạp
chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Tập 37
https://vjol.info.vn/index.php/tdm/article/view/33225/28236
[3]. Nguyễn Kim Liên (2017), Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt của xí nghiệp
xử lý nước thải Thủ Dầu Một bằng vi khuẩn Bacillus Suntilis. Tạp chí Khoa học
trường Đại học Thủ Dầu Một, 35, 16–22. 15,12)