Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018

Kỷ yếu khoa học

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÙN HOẠT TÍNH
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN CÓ ĐỘ MẶN CAO
Nguyễn Vũ Phong*, Bùi Phú Sơn, Lâm Thành Đạt
Trường Đại học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh
*Tác giả liên lạc:
TĨM TẮT
Trong nghiên cứu này, cơng nghệ sinh học bùn hoạt tính có sự bổ sung 2 chế
phẩm sinh học Microbe – Lift IND và EM-WAT được dùng để xử lý nước thải
thủy sản có độ mặn cao. Khả năng xử lý nước thải của bùn hoạt tính khi bổ sung
hai chế phẩm này được đánh giá và so sánh thông qua các chỉ tiêu: Nhu cầu oxy
hóa học (COD), nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD), hàm lượng chất rắn lơ lửng
trong bùn (MLSS), độ mặn, pH và tìm ra nồng độ chế phẩm tối ưu. Kết quả nghiên
cứu cho thấy tải trọng tối ưu là 4.5kg COD/m3.ngày, ứng với thời gian lưu 8 giờ,
khoảng độ mặn tối ưu sau thử nghiệm là từ 5‰ đến 10‰. Bùn hoạt tính khi được
bổ sung chế phẩm Microbe – Lift IND đạt hiệu suất xử lý COD cao nhất ở độ
mặn 8‰ , khi bổ sung chế phẩm EM–WAT1 là ở độ mặn 6‰. Bùn có bổ sung chế
phẩm Microbe-Lift IND xử lý hiệu quả hơn khi bổ sung EM-WAT1. Nồng độ tối
ưu của chế phẩm Microbe – Lift IND bổ sung vào là 0.25mL chế phẩm/L nước
thải. Hiệu suất xử lý BOD5 giảm dần theo thời gian, pH ổn định ở mức từ 6.5 đến
7.5 thích hợp cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển. Nồng độ bùn (MLSS) tăng
dần theo thời gian chạy mơ hình, ổn định trong khoảng từ 2000-4000 mg/L, tuy
nhiên cuối mỗi đợt chạy MLSS thường tăng cao. Độ mặn giảm nhưng không
nhiều, nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cột B QCVN 11-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chế biến thủy sản.
Từ khóa: Nước thải chế biến thủy sản, nước thải có độ mặn cao, chế phẩm sinh
học, bùn hoạt tính, vi sinh vật ưa mặn, bổ sung.
APPLICATION BIOTECHNOLOGY ACTIVATED SLUDGE IN
SEWAGE TREATMENT WITH HIGH SALINITY

Nguyen Vu Phong*, Bui Phu Son, Lam Thanh Dat
Ho Chi Minh City University of Technology
*Corresponding Author:
ABSTRACT
In this study, activated sludge biotechnology with the addition of probiotics
Microbes - Lift IND and EM-WAT1 used to treat high salinity wastewater. The
wastewater treatment capacity of the activated sludge was evaluated and
compared using the following criteria: chemical oxygen demand (COD),
biological oxygen demand (BOD), mixed liquoz suspended soil (MLSS), salinity,
pH and found the optimal concentration of the composition. The results show that
the optimal load was 4.5 kg COD/m3.day, corresponding to the retention time of
8 hours, the optimum salinity is about 5‰ to 10‰. Activated sludge is added to
the Microbe-Lift IND obtained the highest COD removal efficiency at salinity of
8 ‰, when treated with EM-WAT1, the highest COD removal efficiency at
salinity of 6‰. The optimal dose of Microbe - Lift IND was 0.25mL probiotics/L
wastewater. The higher the salt concentration, the lower the efficiency of BOD5
650


Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018

Kỷ yếu khoa học

treatment. The pH was stable from 6.5 to 7.5, it facilitated microorganism growth
and development. Sludge concentration (MLSS) has increaseed with the time of
the model, stabilizing between 2000-4000 mg/L, but at the end of each run of the
model, MLSS usually increased. Salinity was reduced but not much, waste water
after treatment meets criteria of column B QCVN 11-MT: 2015/BTNMT National technical standards on wastewater processing seafood.
Keywords: Seafood processing wastewater, high salinity wastewater, probiotics,
activated sludge, halophilic, additional.

TỔNG QUAN
Trong mơi trường nước mặn, các vi
sinh vật mất hoạt tính vì q trình
plasmolysis xảy ra với sự có mặt của
muối ăn, nghĩa là hiện tượng co hẹp
của chất nguyên sinh cách xa vách tế
bào của vi khuẩn do mất nước dưới tác
dụng của áp suất thẩm thấu, dẫn đến
những khoảng trống giữa các tế bào và
màng tế bào. Điều này tác động xấu
đến khả năng sinh trưởng của các vi
sinh vật. Các hệ thống xử lý nước thải
áp dụng công nghệ cổ điển cũng gặp
khó khăn vì trong mơi trường nước thải
có độ mặn cao các vi sinh vật thường
phát triển rất chậm, không đạt được
mật độ sinh khối trong hệ thống đủ cao
để phân hủy hiệu quả. Các mô hình sử
dụng bùn hoạt tính cũng gặp khó khăn
tương tự. Theo các nghiên cứu quốc tế
được công bố, với độ mặn từ 3000 mg/l
trở lên, sinh khối hiếu khí bị tác động
rõ rệt, dẫn đến hiệu quả phân hủy hữu
cơ giảm mạnh. Nguyên nhân là độ mặn
cao có thể gây ra áp lực thẩm thấu hoặc
ức chế các con đường phản ứng trong
quá trình phân hủy hữu cơ. Vì thế, các
hệ thống xử lý sinh học truyền thống
thường không hiệu quả trong việc loại
bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ trong môi

trường nước mặn (Lefebvre and
Moletta, 2006). Tuy nhiên, đây lại là
giải pháp hồn tồn thân thiện với mơi
trường khi giải quyết các vấn đề ô
nhiễm nước, nên trên thế giới và Việt
Nam đã có những nghiên cứu nhằm
phân lập vi sinh vật và tìm kiếm sơ đồ
cơng nghệ sinh học phù hợp (Trung

tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ
TP.HCM, 2016).
Có những lồi vi sinh vật cần muối ăn
để tăng trưởng được gọi là các vi sinh
vật halophilic. Nồng độ muối nội bào
của các vi sinh vật halophilic (ưa muối)
và chịu muối (halotolerant) thường
thấp và chúng duy trì một cân bằng
thẩm thấu giữa dịch bào (cytoplasm)
của chúng với môi trường bên ngồi
bằng cách tích lũy ở hàm lượng cao các
chất tan thẩm thấu hữu cơ khác nhau.
Phần lớn các nghiên cứu xử lý nước
thải nhiễm mặn bằng phương pháp
sinh học đã áp dụng các vi sinh vật ưa
mặn và các kỹ thuật hiếu khí. Đã có
nghiên cứu loại bỏ COD trong nước
thải nhiễm mặn bằng hệ thống đĩa sinh
học quay (rotating biological discs) với
sinh khối bùn hoạt tính có bổ sung
dòng

vi
khuẩn
chịu
mặn
Halobacterium Halobium (Dincer và
Kargi, 2001).
Ngày nay, việc sử dụng chế phẩm sinh
học nói chung và chế phẩm sinh học
dạng lỏng nói riêng có chứa chủng nấm
men Saccharomyces kết hợp một số
chủng vi khuẩn để xử lý nước thải thủy
sản có độ mặn cao đang được quan tâm
nhưng chưa có nghiên cứu cụ thể. Trên
thị trường hiện nay có rất nhiều loại
chế phẩm sinh học khác nhau nhưng có
thể nhắc đến 2 loại chế phẩm tổng hợp
nhiều loại vi sinh vật như chế phẩm
Microbe – Lift IND và EM – WAT1.
Vì lý do trên việc “Nghiên cứu ứng
dụng cơng nghệ sinh học bùn hoạt tính
trong xử lý nước thải thủy sản có độ

651


Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018

mặn cao” cùng với đó là việc bổ sung
chủng nấm men Saccharomyces kết
hợp một số chủng vi khuẩn để tăng

cường khả năng xử lý la rất cần thiết.
Nghiên cứu này góp phần đánh giá
hiệu suất xử lý của bùn hoạt tính khi
được bổ sung 2 loại chế phẩm là
Microbe – Lift IND và EM – WAT1 ở
các độ mặn khác nhau và đưa ra liều
lượng thích hợp để úng dụng vào thực
tiễn.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng
Chế phẩm sinh học Microbe – Lift
IND, EM – WAT 1 chứa chủng nấm
men Saccharomyces sp xử lý độ mặn.
Nước thải thủy sản được lấy từ bể điều
hòa sau song chắn rác tinh (Công ty Cổ
phần
Đầu
tư
Thương
mại
INCOMFISH – Địa chỉ: Lô A77/I
Đường 7, Khu cơng nghiệp Vĩnh Lộc,
Quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh).
Bùn hoạt tính được lấy từ bể lắng thứ
cấp (Cơng ty TNHH Framas Việt Nam
– Địa chỉ: Khu Cơng Nghiệp Sóng
Thần 2, Số 9 Đường 12, Huyện Dĩ An,
Bình Dương).
Mơ hình xử lý sinh học hiếu khí với vi
sinh vật tăng trưởng dạng lơ lửng.

Phương pháp nghiên cứu
Xây dựng giả thuyết 1: Thí nghiệm cố
định nồng độ chế phẩm, thay đổi nồng
độ mặn nhằm tìm ra nồng độ mặn tối
ưu khi bổ sung chế phẩm.
Xây dựng giả thuyết 2: Thí nghiệm cố
định nồng độ mặn, thay đổi nồng độ
muối nhằm tìm ra nồng độ chế phẩm
tối ưu,
Xác định khả năng xử lý nước thải thủy
sản có độ mặn cao của chế phẩm bằng
mơ hình xử lý sinh học hiếu khí với vi
sinh vật tăng trưởng dạng lơ lửng.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Tiến hành khảo sát mẫu nước thải ở các
công ty chế biến thủy sản trên địa bàn

Kỷ yếu khoa học

Thành phố Hồ Chí Minh thì thấy được
độ mặn thường dao động từ 1‰ đến
5‰. Để có thể áp dụng ở phạm vi lớn
hơn đối với các nguồn nước thải có độ
mặn cao hơn, đề tài tiến hành thử
nghiệm ở 3 nghiệm thức ứng với độ
mặn 1‰, 5‰, 10‰ và từ các độ mặn
chọn khoảng giá trị xử lý tối ưu từ 6‰,
7‰, 8‰, 9‰, 10‰. Từ đó đánh giá
hiệu quả xử lý của phương pháp bùn
hoạt tính có bổ sinh chế phẩm sinh học

và tìm ra khoảng độ mặn tối ưu.
Từ khoảng độ mặn tối ưu đã xác định,
chọn ra độ mặn chi tiết và tiến hành thí
nghiệm tối ưu nhằm tìm ra độ mặn cao
nhất mà phương pháp xử lý đạt hiệu
quả. Cuối cùng tiến hành so sánh và
lựa chọn chế phẩm thích hợp nhất, xác
định nồng độ chế phẩm tối ưu để áp
dụng vào thực tế.
KẾT LUẬN
Với mục tiêu nghiên cứu đánh giá hiệu
quả và so sánh khả năng xử lý nước
thải của bùn hoạt tính được bổ sung 2
chế phẩm Microbe – Lift IND và EM –
WAT1. Từ đó xác định độ mặn, nồng
độ chế phẩm tối ưu để đạt hiệu suất xử
lý tốt nhất, đề tài đã thu được những
kết luận sau:
 Tải trọng xử lý tối ưu: 4.5kg
COD/m3.ngày ứng với thời gian
lưu 8 giờ đối với 2 chế phẩm.
 Độ mặn đạt hiệu quả xử lý COD
tối ưu của chế phẩm Microbe –
Lift IND là 8‰, chế phẩm EM –
WAT1 là 6‰.
 Chế phẩm Microbe-Lift IND có
khả năng xử lý tốt hơn chế phẩm
EM-WAT.
 Liều lượng tối ưu của chế phẩm
Microbe – Lift IND là 0.25mL

chế phẩm/L nước thải.
 Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn
cột
B
QCVN
11MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn

652


Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018





kỹ thuật quốc gia về nước thải chế
biến thủy sản.
BOD5: Nồng độ mặn càng cao thì
hiệu suất xử lý BOD5 giảm dần.
pH: Ổn định ở mức từ 6.5 đến 7.5
là mơi tường thích hợp cho vi sinh
sinh trưởng và phát triển.
Nồng độ bùn MLSS tăng dần theo
thời gian chạy mơ hình, sau mỗi



Kỷ yếu khoa học


đợt chạy phải đo lại MLSS. Kết
quả phân tích thấy MLSS ổn định
trong khoảng từ 2000-4000 mg/L,
tuy nhiên cuối mỗi đợt chạy
MLSS thường tăng cao.
Độ mặn: Giảm nhưng không
nhiều, chủ yếu do lắng và do vi
sinh vật ưa mặn hấp thu và phân
giải.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
HIỆP HỘI CHẾ BIẾN VÀ XUẤT KHẨU THỦY SẢN VIỆT NAM (VASEP),
Tổng quan ngành chế biến thủy sản Việt Nam, 2017.
LÂM VĨNH SƠN, 2012, Bài giảng Kỹ thuật Xử lý nước thải, Trường Đại học Kỹ
thuật Công nghệ TP Hồ Chí Minh.
LÂM MINH TRIẾT (CHỦ BIÊN), NGUYỄN THANH HÙNG, NGUYỄN
PHƯỚC DÂN, 2004, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. Nhà xuất bản
Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh.
NGUYỄN PHÚ HỊA, LÊ THỊ BÌNH, 2001, Phân tích chất lượng nước trong
ni thủy sản, Bài giảng thực tập Khoa Thủy sản, Trường Đại học Nông
Lâm thành phố Hồ Chí Minh.
TRƯƠNG THANH CẢNH, (2009), Sinh hóa Mơi trường, Nhà xuất bản Khoa
học và Kỹ thuật.
NGUYỄN THẾ ĐỒNG VÀ CTV, 2011, Sổ tay hướng dẫn xử lý nước thải của
một số ngành công nghiệp – Tập 1, Tổng cục môi trường.

653