- XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÓ NỒNG ĐỘ CHẤT HỮU CƠ CAO TRONG ĐIỀU KIỆN HIẾU KHÍ ƯA NHIỆT. - Sự thay đổi của các nhóm vi khuẩn, về số lượng và chủng loại, theo nhiệt độ được nghiên cứu song song với các điều kiện hóa lý trong quá trình vận hành thiết bị SBR (Sequencing Batch Reactor) ở quy mô phòng thí nghiệm xử lý nước thải từ nhà máy sản xuất rượu ở 3 điều kiện:. - 27 o C (Điều kiện môi trường), 40 o C (Điều kiện ưa ẩm), và 55 o C (Điều kiện ưa nhiệt), từ đó đưa ra điều kiện tối ưu để xử lý nước thải có nồng độ hữu cơ cao.. - Sự thay đổi và mối tương quan của các nhóm vi sinh vật trong thiết bị phản ứng được làm sáng tỏ nhờ áp dụng các kỹ thuật cao như PCR-DGGE (Polymerase Chain Reaction – Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) và FISH (Fluorescence In-Situ Hybridization), từ đó tìm ra mối tương quan giữa các thông số hóa lý với sự thay đổi trong cấu trúc của cộng đồng vi sinh vật.. - Hơn nữa, trong quá trình phân hủy, do hàm lƣợng hữu cơ cao nên năng lƣợng tích lũy cao, khi các chất hữu cơ bị phân hủy, chúng giải phóng nhiều nhiệt năng, giúp giữ cho hệ thống luôn hoạt động ở nhiệt độ cao mà không cần phải gia nhiệt từ bên ngoài, tiết kiệm năng lƣợng (Ginnivan, 1981). - Vì hoạt động ở nhiệt độ cao nên quá trình này sẽ loại nhiều vi sinh vật gây bệnh trong nƣớc thải, giúp quá trình vận hành an toàn, lại không gây ô nhiễm môi trƣờng và ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe con ngƣời (La Para, 2000).. - Nƣớc thải đƣợc xử lý theo từng mẻ, quá trình phản ứng, lắng, hút nƣớc sau xử lý đƣợc thực hiện trong cùng một thiết bị (SBR) (Metcalf and Eddy, 2004). - 5-Thiết bị gia nhiệt;. - 7-Thùng chứa nƣớc sau xử lý Hình 2. - 5’: Nạp nƣớc thải vào thiết bị phản ứng;. - 25’: Thời gian rút nƣớc sau xử lý ra;. - vi sinh ĐÁNH GIÁ. - Mẫu đƣợc đem đi phân tích các chỉ tiêu hóa lý, đồng thời cũng phân tích về cấu trúc vi sinh vật. - Đầu dò Đoạn gene: (5’-3’) Nhóm vi khuẩn đặc trưng EUB338 GCT GCC TCC CGT AGG AGT Hầu hết các vi khuẩn. - HGC69a TAT AGT TAC CAC CGC CGT Nhóm vi khuẩn gram dƣơng có tỷ lệ GC cao (Actinobacteria) NIT3 CCT GTG CTC CAT GCT CCG Nitrobacter spp.. - LGC353b GCGGAAGATTCCCTACTGC Nhóm vi khuẩn gram dƣơng có tỷ lệ GC thấp (Bacillus). - Quá trình phân tích động lực của quá trình sản xuất EPS (Polysccharide và Protein) trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau đã dẫn đến các kết quả: Lƣợng tổng EPS, tổng EPS protein, EPS protein hòa tan và tổng EPS hòa tan đƣợc tiết ra ở 55 o C lớn hơn so với ở 40 o C và 27 o C. - Quá trình lắng, tức là tách loại nƣớc-bùn, càng kém khi hàm lƣợng EPS hòa tan cao, tức là càng khó khăn hơn khi nhiệt độ càng cao. - Ở 55 o C, tuy khả năng phân hủy sinh học cao, nhƣng khả năng tách bùn-nƣớc kém nên chất lƣợng nƣớc đầu ra kém khi SBR ở điều kiện ƣa nhiệt có cùng thời gian lắng với các điều kiện khác. - Thành phần protein của EPS luôn lớn hơn thành phần polysaccharide trong mọi điều kiện. - Từ các phân tích dùng kỹ thuật FISH, cấu trúc của cộng đồng vi khuẩn đƣợc làm sáng tỏ nhƣ sau: Các loài (proteobacteria) chiếm đa số trong các mẫu phân tích, trong đó, β- Proteobacteria chiếm đa số ở 55 o C, -Proteobacteria (đại diện bởi các nhóm vi khuẩn gram. - dƣơng có hàm lƣợng GC cao), vi khuẩn gram dương có hàm lượng GC thấp, Nitrospira chiếm ƣu thế ở 40 o C, γ-Proteobacteria (đại diện bởi nhóm Cytophaga-Flavobacteria) chiếm ƣu thế ở 27 o C. - Tuy nhiên, tổng số lƣợng vi khuẩn ở 55 o C ít hơn so với 2 điều kiện còn lại. - Các kết quả phân tích hóa lý cho thấy. - β-, γ-Proteobacteria trong mọi điều kiện đều phát triển tốt hơn với sự cân bằng dinh dƣỡng (BOD:N:P = 100:5:1). - Qua sự biến thiên của BOD và các vi sinh vật, sự phát triển của các nhóm. - β-, γ-Proteobacteria, vi khuẩn gram dương có hàm lượng GC thấp tỷ lệ với hàm lƣợng BOD, điều này chứng tỏ các nhóm này đóng vai trò chính trong quá trình làm giảm BOD của nƣớc thải. - Trong điều kiện ƣa nhiệt, quan sát trên kính hiển vi cho thấy các vi khuẩn hình sợi chiếm ƣu thế, điều này có thể giải thích khả năng lắng kém, do các vi khuẩn này xuất hiện nhiều sẽ gây ra hiện tƣợng bulking – gây xốp khối bùn và làm cho khối lƣợng riêng của bùn thấp đi, khó lắng;. - Kết quả phân tích PCR-DGGE cho thấy sự thay đổi rộng về cấu trúc cộng đồng vi sinh vật trong SBR 55 o C cho kết quả hiệu quả xử lý BOD và COD thấp. - Khi nhiệt độ càng tăng, sự đa dạng vi sinh vật càng giảm, ngoài ra khi nhiệt độ càng cao, sự ổn định trong hoạt động của hệ thống càng diễn ra lâu hơn, nghĩa là cấu trúc vi sinh vật phải mất nhiều thời gian mới ổn định. - Tuy nhóm -Proteobacteria không chiếm đa số ở 55 o C, nhƣng loài Asaia Siamensis lại phát triển mạnh trong điều kiện ƣa nhiệt.. - Hiểu rõ hơn về cơ chế sản xuất EPS của vi sinh vật, từ đó khống chế tốt hơn hàm lƣợng EPS để tạo nên các hạt đông tụ dễ lắng hơn, đồng thời tránh hiện tƣợng khó tách nƣớc khỏi bùn;. - Nghiên cứu sâu hơn về các loài vi khuẩn ƣa nhiệt nhƣ môi trƣờng hóa lý ƣa thích, dinh dƣỡng, tỷ số BOD:N:P… để nâng cao hiệu suất quá trình trao đổi chất, tăng hiệu quả xử lý các chất hữu cơ trong điều kiện nhiệt độ cao;. - Cấy trực tiếp các vi sinh ƣa nhiệt vào môi trƣờng xử lý để quá trình nhanh chóng đạt trạng thái ổn định, rút ngắn thời gian xử lý.. - W., Devereux, R., and Stahl, D. - [7] Kumar, S., Tamura, K., and Nei, M
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt