Tên luận án:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT BẢN ĐỊA ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG GIẾT MỔ GIA SÚC TẬP TRUNG
Ngành:
Công nghệ sinh học
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật bản địa để xử lý nước thải trong giết mổ gia súc tập trung" của Trần Thị Thu Lan, thuộc chuyên ngành Công nghệ sinh học, được thực hiện nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng từ nước thải giết mổ. Nước thải này chứa hàm lượng lớn chất hữu cơ, nitơ và vi khuẩn gây bệnh, nếu thải trực tiếp sẽ gây tác động xấu đến môi trường và sức khỏe con người. Các giải pháp xử lý hiện tại thường đòi hỏi mặt bằng lớn, hệ thống vận hành phức tạp và chi phí cao, dẫn đến nhiều cơ sở giết mổ không có hệ thống xử lý hiệu quả.
Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu và phát triển chế phẩm vi sinh vật bản địa để ứng dụng trong công nghệ xử lý sinh học nước thải giết mổ gia súc gia cầm, đồng thời khai thác chất ô nhiễm hữu cơ. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: phát triển chế phẩm vi sinh vật bản địa hiếu khí có khả năng đồng hóa cơ chất đa dạng, phát triển nhanh sinh khối, tạo bùn hoạt tính kết lắng thuận lợi và xử lý nước thải hiệu quả; thử nghiệm ứng dụng chế phẩm này trong xử lý nước thải giết mổ gia súc; và xây dựng quy trình công nghệ xử lý có thu bùn hoạt tính để tái chế phục vụ nông nghiệp. Nghiên cứu được thực hiện trên nước thải giết mổ lợn và trâu bò, ở quy mô phòng thí nghiệm và hiện trường 20 m³/ngày.
Về mặt khoa học, luận án đã tạo ra chế phẩm vi sinh vật bản địa đạt hiệu suất xử lý COD 94-97% và TN 80-90%. Về mặt thực tiễn, chế phẩm đã được kiểm định trên mô hình PILOT 20 m³/ngày, cho thấy hệ thống vận hành ổn định chỉ sau 2 tuần, với chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT.
Những kết quả mới nổi bật bao gồm việc phân lập và tuyển chọn thành công 3 chủng vi sinh vật bản địa (Bacillus velezensis M2, Bacillus mojavensis C1 và C8) có khả năng sinh trưởng nhanh, đồng hóa cơ chất đa dạng và tạo bùn kết lắng thuận lợi, giúp giảm nhanh các chỉ số ô nhiễm. Đặc biệt, bùn lắng đạt 90% sau 10 phút, rút ngắn thời gian lắng. Giải pháp phân ly sớm bùn hoạt tính tự lắng đã tăng hiệu quả xử lý TN từ 66% lên 86%, đồng thời loại bỏ trực tiếp 96% polymer trong 1 ngày lưu nước. Ứng dụng chế phẩm vi sinh trong bể tích hợp quy mô 20 m³/ngày đã rút ngắn thời gian khởi động hệ thống xuống 20 ngày, tăng hiệu suất xử lý COD (95-98%) và TN (83-93%), đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải loại B. Luận án cũng đã xây dựng quy trình lên men và tạo chế phẩm BioL với mật độ tế bào ≥ 10^9 CFU/g.
Mục lục chi tiết:
- Mở đầu (4 trang)
- Tổng quan tài liệu (36 trang)
- Vật liệu và phương pháp nghiên cứu (17 trang)
- 2.1. Vật liệu
- 2.2. Phương pháp nghiên cứu
- 2.2.1. Phương pháp lấy mẫu
- 2.2.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu trong nước
- 2.2.3. Phương pháp vi sinh vật
- 2.2.3.1. Phân lập
- 2.2.3.2. Phương pháp tuyển chọn
- 2.2.4. Phương pháp định danh
- 2.2.4.1. Tách DNA tổng số từ vi khuẩn
- 2.2.4.2. Nhân khuếch đại gen bằng phản ứng PCR
- 2.2.4.3. Tinh sạch sản phẩm PCR
- 2.2.4.4. Xác định trình tự chuỗi nucleotid
- 2.2.5. Tạo chế phẩm
- 2.2.5.1. Khảo sát các điều kiện lên men thu sinh khối của chủng
- 2.2.5.2. Lên men thu sinh khối của các chủng VSV tuyển chọn để tạo chế phẩm
- 2.2.5.3. Phương pháp tạo chế phẩm
- 2.2.6. Phương pháp xử lý nước thải giết mổ gia súc quy mô phòng thí nghiệm
- 2.2.6.1. Phương pháp hiếu khí theo mẻ quy mô bình 5L
- 2.2.6.2. Phương pháp xử lý hiếu khí bán liên tục quy mô 35L
- 2.2.7. Phương pháp xử lý nước thải giết mổ gia súc quy mô pilot hiện trường 20 m³/ngày
- Kết quả và thảo luận (53 trang với 12 bảng, 42 hình)
- 3.1. Khảo sát đặc trưng nước thải giết mổ gia súc của một số cơ sở khu vực phía Bắc
- 3.2. Phân lập, tuyển chọn vi khuẩn thích ứng để xử lý nước thải giết mổ gia súc
- 3.3. Thử nghiệm tạo chế phẩm vi sinh
- 3.3.1. Thử nghiệm xác định các điều kiện lên men thu sinh khối vi khuẩn
- 3.3.1.1. Lựa chọn môi trường thích hợp
- 3.3.1.2. Ảnh hưởng của pH
- 3.3.1.3. Nhu cầu oxy hòa tan đến năng lực phát triển sinh khối VSV
- 3.3.1.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ cấp giống đến năng lực phát triển sinh khối VSV
- 3.3.1.5. Trạng thái sinh trưởng và phát triển của các chủng đã tuyển chọn
- 3.3.2. Tạo chế phẩm
- 3.3.2.1. Khả năng xử lý nước thải giết mổ gia súc của các chủng tuyển chọn
- 3.3.2.2. Kiểm định đặc tính chủng trong môi trường thực
- 3.3.3. Tạo chế phẩm vi sinh vật xử lý nước thải giết mổ gia súc
- 3.3.3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ tạo chế phẩm vi sinh vật
- 3.4. Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm trong xử lý nước thải giết mổ gia súc quy mô phòng thí nghiệm
- 3.4.1. Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm trong xử lý nước thải giết mổ gia súc bằng phương pháp hiếu khí theo mẻ trên quy mô bình 5L
- 3.4.1.1. Năng lực xử lý COD
- 3.4.1.2. Năng lực xử lý nitơ tổng
- 3.4.1.3. Xác định MLSS qua các mẻ xử lý
- 3.4.1.4. Diễn biến chất ô nhiễm theo thời gian xử lý của chế phẩm
- 3.4.2. Xử lý nước thải giết mổ bằng phương pháp hiếu khí bán liên tục quy mô 35 L
- 3.4.2.1. Chỉ số thể tích bùn lắng (SVI)
- 3.4.2.2. Ảnh hưởng của tải lượng đến hiệu suất xử lý
- 3.4.2.3. Ảnh hưởng của MLSS đến hiệu suất xử lý
- 3.4.2.4. Đánh giá chất lượng bùn thải
- 3.5. Thử nghiệm năng lực xử lý của chế phẩm ngoài hiện trường trên mô hình xử lý quy mô pilot 20 m³/ngày
- 3.5.1. Theo dõi vận hành của hệ thống khi ổn định.
- 3.5.1.1. Biến thiên pH và DO trong bể tích hợp chức năng
- 3.5.1.2. Biến thiên của COD trong hệ thống pilot
- 3.5.1.3. Hiệu quả xử lý T-N
- Kết luận (2 trang)
- Kiến nghị (1 trang)
- Tiếp tục nghiên cứu và phát triển quy trình công nghệ làm phân vi sinh sử dụng bùn hoạt thải làm phân vi sinh.
- Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện công nghệ xử lý nước thải giết mổ gia súc quy mô lớn hơn và nhân rộng trong các cơ sở giết mổ gia súc.
- Danh mục các công trình đã công bố (1 trang)
- Tài liệu tham khảo (9 trang với 19 tài liệu tiếng Việt và 77 tài liệu tiếng Anh)
- Phụ lục (8 trang)