Nghiên cứu áp dụng công nghệ vi sinh vật để xử lý chất thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong

- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN NHƢ NGỌC NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT ĐỂ XỬ LÝ CHẤT THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TINH BỘT DONG RIỀNG VÀ MIẾN DONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Hà Nội –2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN NHƢ NGỌC NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT ĐỂ XỬ LÝ CHẤT THẢI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TINH BỘT DONG RIỀNG VÀ MIẾN DONG Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 62420201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS.
- Nguyễn Văn Cách, người thầy đã định hướng khoa học, hướng dẫn và giúp đỡ tận tình, tạo điều kiện tốt nhất trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận án này.
- Trần Liên Hà cùng những đóng góp ý kiến quý báu của các nhà khoa học cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.
- Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm, Viện Đào tạo sau Đại học - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện công trình này.
- Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô Bộ môn Vi sinh – Hóa sinh – Sinh học phân tử, Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội với những góp ý thiết thực trong suốt quá trình tôi làm luận án Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới trường Đại Học Lâm Nghiệp, cơ quan đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể tham gia học tập và hoàn thành luận án này.
- Nội dung nghiên cứu .
- Xử lý nước thải .
- Xử lý bã thải .
- Thực trạng nguyên liệu, quy trình sản xuất và môi trường làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng miến dong .
- Nguồn nguyên liệu sản xuất .
- Công nghệ sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong .
- Ô nhiễm môi trường làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng .
- Thành phần đặc tính chất thải ngành sản xuất tinh bột .
- Giải pháp công nghệ xử lý chất thải ngành sản xuất tinh bột .
- Cơ sở khoa học của giải pháp sinh học xử lý nước thải .
- Vai trò và ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý nước thải .
- Các giải pháp công nghệ xử lý chất thải sản xuất tinh bột .
- Phân tích lựa chọn giải pháp công nghệ để xử lý chất thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong .
- Xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng .
- Ứng dụng bã thải dong riềng để sản xuất các sản phẩm có giá trị khác CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .
- Đối tượng nghiên cứu .
- Phương pháp nghiên cứu .
- Phương pháp vi sinh vật .
- Phương pháp xác định các chỉ tiêu chất lượng nước thải và bùn hoạt tính iv 2.2.3.
- Phương pháp vận hành công nghệ xử lý hiếu khí nước thải sản xuất tinh bột dong riềng .
- Đặc tính nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng .
- Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn bản địa có đặc tính thích ứng để xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng .
- Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn .
- Xác định lượng SS kéo theo bùn hoạt tính khi bổ sung các chủng vi khuẩn được tuyển chọn để xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng .
- Kết quả định tên các chủng vi khuẩn được tuyển chọn .
- Điều kiện nuôi cấy để thu sinh khối các chủng vi khuẩn được tuyển chọn .
- Nuôi cấy thu sinh khối các chủng được tuyển chọn trong bình tam giác .
- Lên men thu sinh khối các chủng được tuyển chọn trong môi trường thay thế quy mô phòng thí nghiệm .
- Lên men thu sinh khối các chủng được tuyển chọn trong thiết bị lên men thể tích 5 lít .
- Tạo chế phẩm vi sinh vật từ các chủng được tuyển chọn .
- Thành phần các vi sinh vật nghiên cứu trong chế phẩm .
- Xác định nhiệt độ sấy chế phẩm .
- Bao gói và bảo quản chế phẩm .
- Sơ đồ quy trình tạo chế phẩm vi sinh vật .
- Thử nghiệm năng lực xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng của chế phẩm .
- Thử nghiệm ở quy mô bình xử lý gián đoạn thể tích 5 lít Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng của chế phẩm .
- Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật để xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng ở hiện trường .
- Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong .
- Ứng dụng bã thải dong riềng để nuôi trồng nấm sò trắng (pleurotus florida .
- Thành phần bã dong riềng .
- Khả năng phát triển của nấm sò trắng trên bã dong riềng so với giá thể khác .
- Hàm lượng các chất trong nấm sò nuôi trồng trên bã dong riềng .
- Hiệu quả kinh tế thu được từ nuôi trồng nấm sò trắng v KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Ký tự Tiếng Anh Tiếng việt ABR Anaerobic baffled reactor Thiết bị phản ứng kỵ khí vách ngăn AFR Anaerobic filter reactor Lọc kỵ khí bám dính cố định BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học DNA Deoxyribonucleic acid Axit deoxiribonucleic ĐHBKHN Đại học Bách Khoa Hà Nội IFBBR Thiết bị phản ứng phủ lấp màng sinh học lỏng ngược dòng KCB Khoáng cơ bản MLSS Mixed Liquor Suspended Solid Chất rắn huyền phù trong hỗn hợp MLVSS Mixed Liquor Volatile Suspended Solid Chất rắn huyền phù bay hơi OBS Không bổ sung chế phẩm PTN Phòng thí nghiệm PCR Polymerase chain reaction Phản ứng khuếch đại gen QCVN Quy Chuẩn Việt Nam SS Suspended Solid Chất rắn lơ lửng SVI Sludge Volume Index Chỉ số thể tích bùn lắng TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TN Total Nitrogen Nitơ tổng TP Total phosphorus Phospho tổng Vpl Thể tích pha loãng W2E Waste to Energy Chất thải thành năng lượng W Độ ẩm ĐC Đối chứng SBR Sequencing Batch reactor Bể hiếu khí gián đoạn RBC Roltating Biological contactor Đĩa quay sinh học vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần hóa học của củ dong riềng tươi Bảng 1.2: Lượng nguyên liệu đầu vào và lượng chất thải rắn ở làng nghề Dương Liễu.
- 10 Bảng 1.3: Chỉ tiêu của nước thải tại nhà máy sản xuất tinh bột ở Ấn Độ Bảng 1.4: Các chỉ tiêu của nước thải ở một số nhà máy sản xuất tinh bột Bảng 1.5: Giá trị các thông số ô nhiễm của nước thải từ quá trình chế biến tinh bột Bảng 1.6: Tải lượng các chất ô nhiễm ở một số làng nghề Bảng 1.7: Chất lượng nước thải ở một số xóm ở Dương Liễu Bảng 1.8: Đặc tính nước thải ở làng nghề sản xuất miến dong và không sản xuất Bảng 2.1: Thành phần phản ứng PCR Bảng 3.1: Chất lượng nước thải đầu nguồn và trên dòng thải ở làng nghề chế biến tinh bột.
- 57 Bảng 3.2: Hoạt tính enzyme của các chủng vi khuẩn được tuyển chọn Bảng 3.3: Giá trị thông số của bùn hoạt tính từ các chủng vi khuẩn được tuyển chọn Bảng 3.4: Năng lực xử lý màu nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng của các chủng vi khuẩn được tuyển chọn Bảng 3.5: Giá trị các chỉ số nước thải trước lọc và sau lọc khi xử lý với các chủng được tuyển chọn Bảng 3.6: Hình thái khuẩn lạc và đặc điểm sinh hóa của các chủng được tuyển chọn Bảng 3.7: Kết quả định danh bằng kit API 50 CHB của các chủng được tuyển chọn Bảng 3.8: Bảng ma trận thực nghiệm quá trình lên men thu sinh khối chủng NT Bảng 3.9: Bảng phương sai anova của mô hình Bảng 3.10: Mật độ tế bào của 3 chủng được tuyển chọn ở các môi trường lên men thay thế.
- 81 Bảng 3.11: Mật độ vi sinh trên chất mang Bảng 3.12: Ảnh hưởng của thành phần chủng tới hiệu suất xử lý nước thải và khả năng lắng của bùn hoạt tính Bảng 3.13: Tỉ lệ phối trộn dịch sinh khối với chất mang Bảng 3.14: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy chế phẩm Bảng 3.15: Điều kiện bao gói và bảo quản chế phẩm Bảng 3.16: Giá trị SVI, MLSS, MLVSS của bùn tạo thành Bảng 3.17: Các giá trị bùn hoạt tính tạo thành Bảng 3.18: Đặc tính nước thải làng nghề trước khi xử lý Bảng 3.19: Ảnh hưởng của ph đến hiệu xuất xử lý nước thải Bảng 3.20: Ảnh hưởng của tốc độ cấp khí đến hiệu suất xử lý Bảng 3.21: Ảnh hưởng của thời gian lưu nước đến hiệu suất xử lý Bảng 3.22: Các thông số nước thải trên hệ thống xử lý 35 lít Bảng 3.23: Đầu vào nước thải ở bể xử lý tích hợp 5 chức năng Bảng 3.24: Giá trị các thông số của nước thải trong giai đoạn vận hành khởi động Bảng 3.25: Chất lượng nước thải đầu ra và MLSS khi có bổ sung chế phẩm bacillus bản địa.
- 101 viii Bảng 3.26: Chất lượng nước xả thải theo quy chuẩn việt nam Bảng 3.27: Thành phần hóa học của bã dong riềng Bảng 3.28: Khả năng phát triển của hệ sợi trên các nguồn cơ chất Bảng 3.29: Tỉ lệ nhiễm và đặc điểm của hệ sợi nấm sò trên các nguồn cơ chất Bảng 3.30: Thời gian hình thành quả thể và năng suất nấm sò trắng Bảng 3.31: Ảnh hưởng của nguồn phụ gia tới sự phát triển hệ sợi nấm sò trắng Bảng 3.32: Ảnh hưởng của nồng độ nước vôi tới sự phát triển hệ sợi và năng suất quả thể.
- 108 Bảng 3.33: Hàm lượng các chất trong nấm sò trắng tươi trồng trên bã dong ix DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Hình ảnh cây và củ dong riềng Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất tinh bột dong riềng kèm dòng thải Hình 1.3: Một số hình ảnh nước thải và bã thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng.....12 Hình 1.4: Quá trình hấp thu và chuyển hóa các chất hữu cơ vào tế bào vi khuẩn Hình 1.5: Quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ trong nước thải Hình 1.6: Sơ đồ chuyển hóa các chất trong quá trình phân giải kỵ khí Hình 1.7: Quá trình chuyển hóa các chất trong quá trình phân giải hiếu khí Hình 1.8: Cơ chế của quá trình hiếu khí gồm 3 giai đoạn Hình 1.9: Quá trình bùn hoạt tính Hình 1.10: Sơ đồ cấu trúc vận hành của công nghệ xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính.
- 23 Hình 1.11: Biểu đồ chi phí của hệ thống xử lý sinh học nước thải sử dụng bùn hoạt tính ..24 Hình 1.12: Chi phí tiêu hao điện năng trong hệ thống xử lý sinh học bùn hoạt tính Hình 1.13: Nguyên lý chuyển hóa vi sinh các chất ô nhiễm trong xử lý nước thải Hình 1.14: Cơ chế tóm tắt quá trình ôxy hóa – khử sinh học trong xử lý nước thải Hình 1.15: Sơ đồ cấu trúc và nguyên lý vận hành của hệ thống xử lý sinh học hiếu khí tích hợp.
- 27 Hình 1.16: Sơ đồ công nghệ xử lý kết hợp nước thải ngành sản xuất tinh bột Hình 1.17: Sơ đồ quá trình xử lý kết hợp nước thải tinh bột Hình 1.18: Sơ đồ quá trình xử lý nước thải tinh bột bằng hệ thống ABR Hình 1.19: Sơ đồ quá trình xử lý nước thải tinh bột bằng thiết bị IFBBR Hình 1.20: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn ở Tây Ninh Hình 1.21: Sơ đồ quá trình xử lý nước thải ở nhà máy sản xuất tinh bột sắn Phước Long 35 Hình 1.22: Sơ đồ giải pháp công nghệ xử lý nước thải tinh bột sắn Hình 1.23: Sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột Hình 1.24: Sơ đồ xử lý nước thải tập trung Hình 1.25: Sơ đồ hướng triển khai nghiên cứu của đề tài Hình 2.1: Chu trình nhiệt phản ứng PCR Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống xử lý liên tục thể tích 35 lít Hình 2.3: Sơ đồ thử nghiệm nuôi trồng nấm sò (pleurotus florida) trên cơ chất bã dong ..55 Hình 3.1: Mật độ tế bào của các chủng vi khuẩn được tuyển chọn trong môi trường nước thải.
- 60 Hình 3.2: Năng lực loại chất hữu cơ trong nước thải của các chủng vi khuẩn được tuyển chọn Hình 3.3: Thử nghiệm khả năng đối kháng của các chủng vi khuẩn được tuyển chọn trên môi trường dinh dưỡng rắn Hình 3.4: Hình thái tế bào và khuẩn lạc của 3 chủng được tuyển chọn Hình 3.5: Ảnh điện di đoạn DNA sau khi PCR của các chủng được tuyển chọn trên gel agarose x Hình 3.6: Sơ đồ tương quan theo cấu trúc gen của các loài có quan hệ họ hàng gần với các chủng được tuyển chọn: NT1 (A).
- Ba1 (B) và H12 (C Hình 3.7: Ảnh hưởng của nguồn cacbon tới phát triển sinh khối ba chủng được tuyển chọn.
- 71 Hình 3.8: Ảnh hưởng của nguồn nitơ tới phát triển sinh khối ba chủng được tuyển chọn ..72 Hình 3.9: Ảnh hưởng của hàm lượng glucose và pepton tới phát triển sinh khối chủng NT1.
- 73 Hình 3.10: Ảnh hưởng của tinh bột và cao nấm men tới phát triển sinh khối chủng Ba1 ....73 Hình 3.11: Ảnh hưởng của hàm lượng tinh bột và pepton tới phát triển sinh khối chủng H12.
- 74 Hình 3.12: Ảnh hưởng của tỉ lệ cấp giống và pH tới phát triển sinh khối ba chủng được tuyển chọn Hình 3.13: Ảnh hưởng của tốc độ lắc và nhiệt độ tới phát triển sinh khối 3 chủng được tuyển chọn Hình 3.14: Ảnh hưởng của thời gian lên men tới phát triển sinh khối và bào tử của ba chủng được tuyển chọn Hình 3.15: Hồi quy đáp ứng ảnh hưởng các yếu tố đến mật độ tế bào B.
- Subtilis NT Hình 3.16: Hàm kỳ vọng và điều kiện lên men tối ưu thu sinh khối chủng NT Hình 3.17: Ảnh hưởng của tốc độ cấp khí tới sự phát triển sinh khối ba chủng được tuyển chọn Hình 3.18: Chế phẩm sau sấy và bao gói Hình 3.19 : Quy trình tạo chế phẩm vi sinh vật từ ba chủng Bacillus được tuyển chọn ......87 Hình 3.20: Đánh giá hoạt lực của chế phẩm ở trong bình tam giác thể tích 500 ml Hình 3.21: Năng lực chuyển hóa COD và Ni tơ của hệ vi sinh khi bổ sung chế phẩm.
- ......89 Hình 3.22: Ảnh hưởng của pH tới hiệu suất xử lý nước thải của chế phẩm Hình 3.23: Ảnh hưởng của lượng chế phẩm bổ sung Hình 3.24: Hệ thống xử lý liên tục quy mô 35 lít Hình 3.25: Diễn biến COD và Nitơ trong hệ thống xử lý liên tục Hình: 3.26: Nước sau xử lý ở bể hiếu khí liên tục thể tích 35 lít Hình 3.27: Ảnh hưởng của tải lượng COD đến hiệu suất xử lý COD và MLSS Hình 3.28: Bể lắng bột và bể xử lý 5 chức năng đang hoạt động Hình 3.29: Nước thải đầu vào, trong bể và đầu ra sau bể xử lý 5 chức năng Hình 3.30: Sơ đồ giải pháp công nghệ xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng trên bể tích hợp 5 chức năng với chế phẩm Bacillus bản địa Hình 3.31: Hệ sợi nấm sò trắng trên A (rơm), B (bã dong), C (bông) sau 2 tuần cấy giống.
- 106 Hình 3.32: Quả thể nấm sò trắng trên cơ chất bã dong riềng MỞ ĐẦU 1.
- Tính cấp thiết của đề tài Tinh bột dong riềng và miến dong là hai loại sản phẩm được chế biến từ củ dong riềng (Canna elidus Ker.) ở các làng nghề của vùng nông thôn Việt Nam.
- Trong những năm gần đây, hoạt động làng nghề đang phát triển mạnh đã giúp người dân làng nghề xóa đói giảm nghèo, tạo công ăn việc làm và giải quyết lao động dư thừa, giảm tệ nạn xã hội… cuộc sống kinh tế người dân ổn định và phát triển.
- Bên cạnh những mặt tích cực, hoạt động sản xuất tại các làng nghề này cũng có nhiều bất cập, đặc biệt là chất lượng môi trường làng nghề đã và đang bị suy thoái nghiêm trọng tác động trực tiếp tới sức khỏe người dân, gây nhiều bức xúc cho xã hội, ảnh hưởng không nhỏ tới sự phát triển bền vững của làng nghề và sự phát triển của nền kinh tế đất nước.
- Thực trạng công nghệ và thiết bị sản xuất ở các làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng hiện nay vẫn còn khá thô sơ nên sau sản xuất khối lượng nước thải và bã thải lớn chưa được xử lý mà xả toàn bộ ra cống thoát nước chung rồi đổ ra lưu vực sông, suối lân cận.
- Nguồn chất thải này chứa hàm lượng hữu cơ cao đã và đang gây ô nhiễm nghiêm trọng tới môi trường làng nghề và vùng phụ cận, bao gồm cả môi trường đất, ô nhiễm nguồn nước mặt (hàm lượng hữu cơ trong nước thải cao: SS, BOD5, COD, TN, TP, đặc biệt khâu lọc bột và tách bã các chỉ tiêu này vượt TCCP đến 200 lần), ô nhiễm nước ngầm (nồng độ NH4+, H2S, coliform cao hơn TCCP hàng trăm lần) và cả ô nhiễm không khí (do phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải tạo: SO2, NO2, H2S, NH3, CH4 và các khí có mùi hôi tanh khác).
- Có nhiều công trình nghiên cứu về đánh giá mức độ ô nhiễm - đặc tính chất thải và nghiên cứu lựa chọn, áp dụng công nghệ để xử lý chất thải làng nghề.
- Kết quả đã thu được những thành công đáng kể trong vấn đề cải thiện môi trường làng nghề nhưng còn gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình vận hành (chi phí vận hành cao, diện tích xây dựng và đầu tư ban đầu lớn, đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao, ý thức môi trường người dân còn thấp, thời gian mùa vụ nên tình trạng chất thải biến động lớn…) Do đó, chất lượng môi trường làng nghề ở nước ta hiện nay vẫn là điểm nóng ô nhiễm bức xúc của xã hội.
- Bản chất nguồn chất thải ngay sau sản xuất tinh bột dong riềng (gồm bã thải và nước thải) chính là nguồn vật liệu giàu hữu cơ và khá an toàn (nguồn gốc từ nguyên liệu chế biến thực phẩm) nên nếu có thể áp dụng công nghệ thích ứng để vừa xử lý nhanh và triệt để đồng thời tận thu và tái chế các hợp chất hữu cơ trong chất thải thành một số sản phẩm có giá trị khác sẽ giảm được gánh nặng chi phí trong quá trình vận hành, tăng tính khả thi của quá trình xử lý chất thải làng nghề.
- Gần đây, giải pháp công nghệ xử lý – khai thác chất thải - triển khai trên hệ thống bể xử lý sinh học hiếu khí tích hợp 5 chức năng với đặc tính là khai thác quá trình xử lý hiếu 2 khí nước thải và tách phân ly sớm thu bùn hoạt tính ngay trong quá trình xử lý (không cần dùng keo tụ) đã được phát triển và bước đầu ứng dụng với hiệu quả cao.
- Nếu có thể phát triển và ứng dụng được giải pháp công nghệ này vào quá trình xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng để tận thu bùn hoạt tính phục vụ cho các mục tiêu thứ cấp như làm phân bón, khí hóa,…sẽ đạt mục tiêu kép vừa xử lý sạch nước thải vừa mang lại giá trị kinh tế gia tăng cho hoạt động sản xuất ở các làng nghề.
- Tuy nhiên, giải pháp này chỉ có thể bộc lộ được các đặc tính công nghệ mong đợi và hoạt động hiệu quả khi xác lập được hệ vi sinh vật phù hợp làm động lực giữ vai trò kiểm soát chủ đạo trong hệ thống xử lý.
- Với bã thải dong riềng giàu hữu cơ, thành phần chủ yếu là cellulose, hemicellulose.
- hiện vẫn đang chưa được thu gom riêng mà xả cùng dòng nước thải nên gây ô nhiễm nghiêm trọng.
- Nếu phát triển được giải pháp công nghệ phù hợp để có thể tách riêng phần bã thải sớm và tận dụng làm nguồn cơ chất để nuôi trồng nấm ăn thì giá trị kinh tế gia tăng từ sản phẩm nấm sẽ là một nguồn phụ thu, đồng thời giúp giảm chi phí cho công tác xử lý môi trường, qua đó khuyến khích người dân làng nghề tham gia tích cực hơn trong công tác xử lý chất thải bảo vệ môi trường.
- Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: "Nghiên cứu áp dụng công nghệ vi sinh vật để xử lý chất thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong" đã được tiến hành với các nội dung như sau: Tập trung vào phát triển và ứng dụng công nghệ xử lý có khai thác giá trị chất thải (nước thải và bã thải) ngay sau quá trình sản xuất tinh bột dong riềng ở các làng nghề.
- Đối với nước thải: Đề tài nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi sinh vật có những đặc tính thích ứng với điều kiện giải pháp công nghệ áp dụng là: Có năng lực đồng hóa cơ chất đa dạng trong điều kiện xử lý hiếu khí để tạo nhiều bùn hoạt tính hơn, đồng thời có đặc tính kết tụ thuận lợi để tách thu phần bùn hoạt tính kích thước lớn tự lắng được ngay trong quá trình xử lý trong hệ thống xử lý sinh học hiếu khí tích hợp 5 chức năng.
- Đối với bã thải: Tách riêng ra khỏi dòng thải ngay sau quá trình sản xuất để xử lý thử nghiệm nuôi trồng nấm sò trắng – Pleurotus florida.
- Mục tiêu của luận án - Tạo được chế phẩm vi sinh vật đáp ứng với đặc tính công nghệ của hệ thống xử lý sinh học hiếu khí tích hợp 5 chức năng để xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng (các chủng vi sinh hô hấp hiếu khí bản địa có năng lực sử dụng cơ chất đa dạng, thích nghi và phát triển tốt trong nước thải, đồng thời có năng lực xử lý làm giảm nhanh ô nhiễm và tạo bông bùn kết lắng thuận lợi.
- Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật để xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng ở quy mô phòng thí nghiệm và hệ thống xử lý pilot 33 m3 tại làng nghề Minh Hồng - Minh Quang - Ba Vì - Hà Nội.
- 3 - Đánh giá khái toán được hiệu quả của việc tận thu bã dong riềng để nuôi trồng nấm sò trắng Pleurotus florida.
- Nội dung nghiên cứu 3.1.
- Xử lý nƣớc thải - Nghiên cứu khảo sát đặc tính nước thải sau quá trình lắng lọc bột và đánh giá các thông số ô nhiễm.
- Nghiên cứu phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật hiếu khí bản địa có các đặc tính phù hợp với giải pháp công nghệ xử lý – khai thác chất thải trong bể xử lý sinh học hiếu khí tích hợp 5 chức năng.
- Nghiên cứu quy trình lên men thu sinh khối vi sinh vật và quy trình kỹ thuật tạo chế phẩm vi sinh vật phục vụ cho xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng.
- Nghiên cứu thử nghiệm năng lực xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng của chế phẩm vi sinh vật tạo ra trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường.
- Xử lý bã thải - Khảo sát và phân tích hàm lượng các chất trong bã thải dong riềng - Nghiên cứu khả năng phát triển của nấm sò trắng trên cơ chất bã thải dong riềng - Nghiên cứu xây dựng quy trình nuôi trồng nấm sò trắng trên bã dong riềng và đánh giá hiệu quả kinh tế từ quá trình nuôi trồng nấm sò trên bã dong riềng.
- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Đây là một đề tài nghiên cứu có tính khoa học và thực tiễn về phát triển và ứng dụng giải pháp công nghệ xử lý sinh học có kết hợp khai thác chất thải ô nhiễm hữu cơ trên đối tượng chất thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng.
- Đề tài đã phân lập và tuyển chọn được bộ chủng vi sinh vật phù hợp với đặc tính công nghệ của bể xử lý hiếu khí tích hợp 5 chức năng (các chủng hiếu khí, bản địa, thích nghi và phát triển tốt trong nước thải, năng lực xử lý nhanh chất ô nhiễm và tạo bùn tốt, kết lắng nhanh.
- Đề tài đã xây dựng được quy trình lên men thu sinh khối vi sinh vật, quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh và đánh giá được hiệu quả xử lý nước thải để thu bùn hoạt tính của chế phẩm trong phòng thí nghiệm và hiện trường.
- Đã bước đầu thử nghiệm và xây dựng quy trình sử dụng bã thải dong riềng để nuôi trồng nấm sò trắng đạt năng suất cao đồng thời đánh giá hiệu quả kinh tế thu được.
- Kết quả khoa học đạt đƣợc và đóng góp mới của luận án - Đề tài đã phân lập và tuyển chọn được 3 chủng vi khuẩn bản địa: Bacillus subtilis NT1.
- Bacillus methylotrophycus Ba1 và Bacillus amyloliquefaciens H12 (hiếu khí, thích nghi nhanh với môi trường nước thải - sau 24 giờ nuôi cấy, mật độ các chủng đạt 108 – 109 Cfu/ml.
- năng lực làm giảm nhanh chỉ số ô nhiễm - COD tan nước thải giảm ≥ 90% sau xử lý.
- năng lực tạo bùn kết lắng thuận lợi - sau 10 phút hầu hết lượng bùn lớn đã lắng hết với SVI nằm trong khoảng 90 – 120 ml/g, nước sau xử lý trong) phù hợp với công nghệ bể xử lý sinh học hiếu khí 5 chức năng để xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong.
- Đã thử nghiệm ứng dụng chế phẩm trong điều kiện xử lý trong phòng thí nghiệm với thời gian khởi động và vận hành ổn định hệ thống là 4 ngày, hiệu suất xử lý COD đạt ≥ 90%, hiệu suất xử lý tổng nitơ đạt ≥ 80%.
- Trên hiện trường ở bể xử lý sinh học hiếu khí tích hợp 5 chức năng, với thời gian cần thiết để xác lập trạng thái vận hành khởi động ổn định là 20 ngày khi giá trị COD nước thải đầu vào cao.
- Kết quả xử lý ổn định với hiệu suất cao, nước đầu ra của hệ thống đạt tiêu chuẩn cột A theo QCVN 40:2011/BTNMT

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt