Luận án: Nghiên cứu tạo chế phẩm vi sinh xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn

BỘ NÔNG NGHIỆP VA PHAT TRIEN NONG THON VIEN KHOA HOC NONG NGHIEP VIET NAM vU THUY NGA NGHIÊN CUU TAO CHE PHAM VI SINH VAT XU LY NUOC THAI CHE BIEN TINH BOT SAN Chuyén nganh: Cong nghé sinh hoc Mã số: 62.01 LUAN AN TIEN SY NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Nguyễn Văn Viết HÀ NỘI, 2016 MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐÀU 1 CHUONG 1: TONG QUAN TAI LIEU 4 1.Tinh bột sắn và nước thải chế biến tinh bột sắn 4 1.Tinh bột sắn và qui trình chế biến 4 1. Nước thải chế biến tinh bột sắn 10 1. Ô nhiễm môi trường do nước thải chế biến tỉnh bột sắn 13 1.

Xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn. Phương pháp xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên. Phương pháp xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo. 18 CHUONG 2: VAT LIEU, NOI DUNG VA PHUONG PHAP NGHIEN CUU 40 2.

Các mẫu thu thập và chủng vi sinh vật 40 2. Hóa chất tỉnh khiết 40 2. Dung dịch và môi trường nuôi cấy vi sinh vật 40 2. Thiết bi, dung cu 40 2.

Nội dung nghiên cứu 4I 2. Phương pháp nghiên cứu 41 2. Phương pháp lẫy mẫu, xử lý mẫu 4I 2. Phương pháp xác định đặc điểm (tính chất) nước thải CBTBS 4I 2.

Phương pháp phân lập tuyển chọn vi sinh vật 47 2. Định danh vi sinh vật tuyển chọn 52 2. Nhân sinh khối vi sinh vật bằng kỹ thuật lên men chìm 53 2. Nhân sinh khối vi sinh vật trên giá thê rắn 55 2.

Tạo chế phâm và đánh giá chất lượng chế phẩm 56 2. Phương pháp xử lý nước thải chê biến tinh bột sẵn băng chê phâm vi sinh _| vật (Xử lý gián đoạn) 56] 2. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chế biến tỉnh bột sắn của chế phẩm vi sinh vật 57 2. Kiểm tra sự sống sót của vi sinh vật bằng kỹ thuật DGGE 58 2.

Phương pháp xử lý số liệu 61 CHUONG 3: KET QUÁ VÀ THẢO LUẬN 62 3. Hiện trạng nước thải nhà máy chế biến tỉnh bột sắn tỉnh Ninh Bình. Phân lập tuyển chọn vi sinh vật xử lý nước thải chế biến tỉnh bột sắn 66 3. Vi sinh vat chuyén hoa hop chat Cacbon (tinh bét, xenlulo) 67 3.

Vi sinh vật chuyên hóa hợp chất chứa Phospho 69 3. Vi sinh vật chuyển hóa Phosphat hữu cơ và đồng hóa Phospho 70 3. Định danh và xác định độ an toàn của các vi sinh vật nghiên cứu 73 3. Nghiên cứu sản xuất chế phâm xử lý nước thải chế biến tỉnh bột sn 83 3.

Khả năng tổ hợp các vi sinh vật nghiên cứu 83 3. Nhân sinh khối các vi sinh vật tuyên chọn bằng phương pháp lên men chìm 85 3. Nhân sinh khối vi sinh vật trên giá thê rắn 99 3. Chế phẩm vi sinh vật xử lý nước thải chế biến tinh bột san 101 3.

Xây dựng qui trình sử dụng gchế phẩm vi sinh vật xử lý nước thải chế biến tinh bột săn 104 3. Ảnh hưởng của pH nước thải đến hiệu suất xử lý 106 3. Ảnh hưởng của oxy hòa tan đến hiệu suất xử lý 107 3. Ảnh hưởng của thời gian lưu nước thải đến hiệu suất xử lý 108 3.

Ảnh hưởng của lượng chế phẩm bổ sung 109 3. Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn của chế phẩm __ 112 3. Hiệu quả xử lý qui mô phòng thí nghiệm 112 3. Hiệu quả xử lý tại nhà máy chế biến tinh bột sắn tỉnh Ninh Bình 113 3.

Xác định khả năng tồn tại của các vi sinh vật nghiên cứu trong bùn thải băng kỹ thuật DGGE 114 KET LUAN VA KIEN NGHI 117 DANH MUC CONG TRINH KHOA HOC CUA TAC GIA|LIEN QUAN DEN LUAN AN 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 120 ADN Anammox AOB ARN BOD BTNMT CBTBS CFU COD CIRAT cs DGGE DNS CMC DO DC FAO ISP MPN NA NB OD DANH MUC CHU VIET TAT Axit Deoxyribonucleic Anaerobic ammonium oxidizers Ammonia-Oxidizing-Bacteria (vi khuân oxi hoa ammonium) Axit Ribonucleic Biochemical Oxygien Demand (Nhu cau oxy sinh hóa) Bộ Tài nguyên Môi trường Chế biến tỉnh bột sẵn Colony Forming Unit (don vị hình thành khuẩn lạc) Chemical Oxygien Demand (Nhu cầu oxy hóa học) Centre International Research Agriculture and Development (Trung tâm hợp tác nghiên cứu phát triển nông nghiệp) Cộng sự Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (điện đi biến tính) 3,5 axit dinitrosalicylic Cacboxymethyl xenluloza Dissolved oxygien (oxy hòa tan) Đối chứng Food and Agriculture Organization (tô chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc) International Streptomyces Project (Chương trình xạ khuân Quốc tế) Most Probable Number (số khả hữu) Nitơ tổng số Nutrient agar Nutrient broth Optical Density (mật độ quang) Phospho tông số PCR PTNT QCVN rADN rARN SBR SS TBS TCVN TNHH MTV TNMT TSA TSS TTSA v/p v/v VSV wiv Polymerase Chain Reaction (phan tmg chudi tring hop) Phát triển nông thôn Quy chuẩn Việt Nam Ribosomal axit Deoxyribonucleic Ribosomal axit Ribonucleic Sequencing Batch Reactor (Bé hiéu khi gián đoạn) Suspended Solid (Chat ran lo ling) Tinh bột sắn Tiêu chuẩn Việt Nam Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Tài nguyên môi trường Tripticase Soya Agar Total suspended solids (téng chat ran lo lửng) Thailand tapioca starch Organization (Hiép hdi tinh bột sắn Thái. Lan) vòng/phút Volum/volum (Thể tích/thê tích) Vị sinh vật Weight/volum (Khối lượng/th tích) TT bảng 1.21 DANH MUC BANG Tén bang Sản xuất sắn ở một số địa phương của Việt Nam năm 2014 Lượng tĩnh bột sắn xuất khẩu của Việt Nam theo thị trường năm 2015 Thành phần tính chất nước thải từ sản xuất tỉnh bột sắn Chất lượng nước thải từ sản xuất tỉnh bột sẵn (chưa xử lý) Thành phần nước thải nhà máy chế biến tỉnh bột sắn Hiện trạng nước nước thải chế biến tinh bột sẵn trước và sau xử lý ky khí tại nhà máy của công ty TNHH MTV Elmaco Ninh Bình, năm 2012 Chất lượng nước thải chế biến tỉnh bột sắn sau xử lý hiếu khí và tách loc chat ran lơ lửng tại nhà máy công ty TNHH MTV Elmaco Ninh Bình, năm 2012 Một số nhóm vi sinh vật có ích trong nước thải chế biến tỉnh bột san tại nhà máy của công ty TNHH MTV Elmaco Ninh Bình, năm 2012 Khả năng chuyên hóa hợp chất cacbon của các vi sinh vật phân lập Hoạt độ enzym của các vi sinh vật phân lập Khả năng xử lý BOD5 và COD trong nước thải chế biến tỉnh bột sắn của vi sinh vật phân lập Khả năng chuyên hóa amoni của vi sinh vật phân lập Khả năng xử lý Nts trong nước thải CBTBS của vi sinh vật phân lập Khả năng chuyên hóa Phosphat hữu cơ của vi sinh vật phân lập Khả năng đồng hóa Phospho của vi sinh vật phân lập Khả năng xử lý Pts trong nước thải CBTBS của vi sinh vật phân lập Hoạt tính sinh học của các vi sinh vật tuyển chọn Đặc điểm sinh học và sinh hóa của xạ khuẩn SHX.12 Khả năng sử dụng nguồn hydratcacbon của vi khuẩn SHV.22 Khả năng sử dụng nguồn hydratcacbon của chủng vi khuân SHV.OA7 Mức độ an toàn của các vi sinh vật nghiên cứu Khả năng tổn tại của vi sinh vật trong điều kiện đơn lẻ và tổ hợp Hoạt tính sinh học của vi sinh vật nghiên cứu trong điều kiện đơn lẻ và hôn hợp sau 90 ngày bảo quản Sinh khối vi sinh vật nghiên cứu trong các môi trường lên men Sinh khối vi sinh vật nghiên cứu ở các tỉ lệ tiếp giống khác nhau Sinh khối vi sinh vật nghiên cứu ở các tốc độ cấp khí khác nhau Trang 11 12 12 63 65 66 67 68 69 70 70 71 71 72 72 74 75 77 83 84 85 89 90 91 3.37 Miền khảo sát yếu tố điều kiện lên men thu sinh khối của các chủng vi sinh vật tuyên chọn Phân tích phương sai Anova của mô hình đối với S.12 Phân tích phương sai Anova của mô hình đối với B.22 Phân tích phương sai Anova của mô hình đối với N.OA7 Kết quả tối ưu các yếu tố lên men đối với chủng vi sinh vật nghiên cứu Điều kiện lên men thu sinh khối vi sinh vật Sinh khối vi sinh vật sau 5 ngày lên men xốp với chất mang khác nhau Sinh khối vi sinh vật sau 5 ngày lên men xốp ở các tỷ lệ tiếp giống Sinh khối các vi sinh vật nghiên cứu trên giá thê rắn Chat lượng chế phẩm MIC-CAS 02 Hiệu quả xử lý chất hữu cơ trong nước thải của chế phẩm MIC-CAS 02 ở qui mô 80 lít Hiéu qua xtr ly Nts, Pts của chế phâm MIC-CAS 02 6 qui mé 80 lit Ảnh hưởng của oxy hòa tan (DO) đến hiệu suất xử lý Kết quả phân tích chất lượng nước sau xử lý qui mô 200 lít với chế phâm MIC-CAS 02 Hiệu quả xử lý nước thải nhà máy tỉnh bột sắn Elmaco Ninh Bình băng chê phâm MIC-CAS 02 Mật độ vi sinh vật hiếu khí tổng số trước và sau sử dụng chế phẩm MIC-CAS 02 94 94 94 95 98 98 100 100 101 103 104 105 107 112 113 116 TT hình 1.23 DANH MỤC HÌNH Tên hình Các nước sản xuất sẵn trên thế giới năm 2014 Sản lượng sắn trên thế giới từ 2001-2014 Cấu trúc phân tử tỉnh bột Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải chế biến tỉnh bột sắn tại nhà máy của công ty TNHH MTV Elmaco Ninh Bình Khuẩn lạc và bào tử chuỗi của chủng xạ khuẩn SHX.12 Hình dạng khuẩn lạc và tế bào của vi khuẩn SHV.22 Đặc điểm sinh hóa và tế bào của vi khuẩn SHV.OA7 Vi tri phân loại của chủng SHX.I2 với các loài có quan hệ họ hàng gân dựa vào trình tự 16S rADNÑ Vị trí phân loại của chủng SHV.22 với các loài có quan hệ họ hàng gân dựa vào trình tự 16S rADN Vị trí phân loại của chủng SHV.OA7 với các loài có quan hệ họ hàng gân dựa vào trình tự 16S rADN Mật độ vi sinh vật nhân sinh khối ở các nhiệt độ khác nhau Mật độ vi sinh vật ở điều kiện pH môi trường khác nhau Mật độ vị sinh vật nghiên cứu sau thời gian nhân sinh khối khác nhau Mật độ vi sinh vật với các tỉ lệ tiếp giống khác nhau Mật độ vi sinh vật nhân sinh khối ở tốc độ cấp khí khác nhau Ảnh hưởng của các yếu tố lên men đến mật độ tế bảo vi sinh vật Bề mặt đáp ứng của mật độ tế bào chủng xạ khuẩn S.12 Bề mặt đáp ứng của mật độ tế bào chủng B.22 Bề mặt đáp ứng của mật độ tế bào chủng N.