Tải bản đầy đủ (.pdf) (105 trang)

Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật môi trường: Nghiên cứu ứng dụng tảo Spirulina Platensis xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau khi qua bể Biogas ở xã Hà Ninh - huyện Hà Trung - tỉnh Thanh Hóa

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.85 MB, 105 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

PHAM THANH HUYEN

NGHIEN CUU UNG DUNG TAO SPIRULINA PLATENSIS XU LY NUOC THAI CHAN NUOI LON SAU KHI QUA BE

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2016

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI

PHẠM THANH HUYỆN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TẢO SPIRULINA PLATENSIS XỬLÝ NƯỚC THAI CHAN NUÔI LỢN SAU KHI QUA BEBIOGAS Ở XÃ HÀ NINH - HUYỆN HÀ TRUNG - TÍNH

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là Pham Thanh Huyễn

<small>Tơi xin cam đoan quyển luận văn được chính tơi thực hiện dưới sự hướng dẫn</small>

<small>của PGS.TS. Phạm Thị Ngọc Lan với đề tài nghiêniru" Nghiên cứu ứng dung tảo.</small> spirunlina platensis xử lý mước thai chăm nuôi lợn sau khi qua bé biogas ở Xã Hà <small>Ninh - Huyện Hà Trung - Tình Thanh Hóa"</small>

Diy là để tài nghiên cứu mới, không trùng lap với các đề tà luận văn nào trước

<small>đây, do đó khơng có sĩ</small>

thé hiện theo ding quy định, các nguồn ti liệu, triệu nghiên cứu v

<small>sao chép của bắt kì luận văn nào. Nội dung của luận văn được</small>

<small>à sử dụng trong,</small>

<small>luận văn đều được trích dẫn nguồn.</small>

<small>Nếu xây ra vấn đề gì với nơi dung luận văn này, tơi xin chịu hồn tồn tráchnhiệm theo quy định.</small>

<small>“Tác gid luận van</small>

<small>(Chữ ký)</small>

Pham Thanh Huyền.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

LỜI CẢM ON

<small>“rước tiên em xin gửi lồi cảm on chân thành sâu sắc tới các hẫy cô giáo trong trườngĐại học Thủy Lợi nói chung và các thầy cô giáo tong bộ môn Kỹ thuật môi trường</small> nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý <small>bầu trong suốt thời gian qua.</small>

<small>Đặc biệt em xin chân thành cảm on Cơ giáo PGS.TS. Phạm Thị Ngọc Lan đã tận tình</small> trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em và tạo những điều kiện thuận lại trong suốt <small>quá trình lâm đồ án tốt nghiệp. Trong thời gian làm việc với Thầy em không ngừng</small> p thu thêm nhiễu kiển thức bổ íh mà còn học tập được tinh thin làm việc, thái độ <small>nghiên cứu khoa học nghiêm tức, hiệu quả, đây là những điều rit edn thiết cho em</small>

<small>trong quá trình học tập và cơng tắc sau này:</small>

<small>au cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia dinh, ban bê, dng nghiệp đã động</small> viên, đồng góp ý kiến và giúp đỡ em trong quá trình học tap, nghiên cứu và hồn thành. luận văn tốt nghiệp.

<small>“Tơi xin chân thành cảm ơn!</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<small>LOT CAM DOAN ...</small>

<small>3.D6i tượng và phạm vi nghiên cứu...</small>

<small>4.Phurong pháp nghiên cứu.</small>

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VAN DE NGHIÊN COU

LL. Tổng quan chất thai chăn nuôi lợn và thực trang môi trường.

1.1.1. Nguén gốc nước thải chan nuôi lợn. 3 <small>1.1.2. Thành phẩn và tính chất nước thải chăn ni lợn 3</small> 1.1.3 Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến mồi trưởng và con người... 1.2.Phương pháp xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và đình dưỡng cao

<small>1.2.3. Phương pháp hóa học,1.2.4.Phương pháp sinh học</small>

<small>1.2.5. Một số cơng nghệ xữ lý nước thái chấn nudi</small>

<small>1.3. Tảo Spirulina Platensis trong xử lý nước thải chăn ni lợn... 4</small>

<small>1.3.1.Tình hình nghiên cứu tảo lam Spirulina Platensis 41.3.2 Đặc điềm sinh học của tảo Spirulina Platensis. 16</small>

<small>1.3.3 Các yêu tỔ môi trường trong bé nuôi táo, 18</small>

<small>1.3.4. Các phương pháp nuôi táo. 221.3.5. Các cơ chế xử lý nước thải của tảo Spirulina Platensis 2số ứng dụng của tả Spirulina Platensis trong xử lý nước thi 28</small>

<small>1.5.Tỗng quan khu vực nghiên cứ...ss<<seseesresrrsrrrrsresrosÄD)</small>

1.5.1. Diéu kiện tự nhiên 30

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

15.2. Đi Hiện kinh t xã hội. 3 <small>1.53. Hiện trạng môi trường 8</small> CHUONG 2: VAT LIEU VA PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN COU.

<small>2.1. Mục đích nghiên cứu...«eerrirrrmrrreen SỐ.</small>

2.2. Đối tượng nghiên cứu..

<small>2.2.1. Tảo Spirulina Plantensis 36</small>

<small>2.3. Qúa trình nghiên cứu..</small>

2.3.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu 38 <small>2.3.2 Phương pháp xác định các thông số nghiên cin 412.4, Phương pháp tiến hành thí nghiệm</small>

<small>24.1 Mơ hình thí nghiệm 3024.2 Quy trình thí nghiệm 312.4.3 Nội dung thí nghiện. 4</small> HUONG 3: KET QUA THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ.

<small>3.1 Ni tảo và theo dai các yêu tổ ảnh hưởng đến sự phát triển cña ts</small>

<small>3.1.1 Theo dõi biến thiên pH và nhiệt đ 613.1.2 Theo dais phát triển của tảo 03.1.3 Theo dõi sự thay đối hàm lương amon, mitra, nữnh pl 43.2 Theo đối sự phát kiện cường độ ánh sáng khác</small>

<small>3.2.1 Khảo sát pH và nhiệt độ. 6“</small>

3.2.2 Theo dõi khối lượng vi tio Spirulina plaensis qua từng đợt “ 3.3 Khảo sát hiệu quả xử lý theo các nồng độ đinh dưỡng khác nhau.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

3.7 Đánh giá sơ bộ lợi ích kinh tế và mỗi trường.

<small>3.7.1 Lợi teh vé mơi tường 7</small>

<small>3/72 Lợi ích kinh tế 7</small>

KIÊN NGHỊ 30 <small>“TÀI LIEU THAM KHẢO... S5 ssseseeerrsrrrrrrrrrrorooBT</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

CAC KÝ TỰ VIET TAT.

<small>BINMT "Bộ Tài nguyên Mỗi tường</small>

NTTS "Nuôi trồng thủy sin QCVN Quy chuẩn Việt Nam

<small>SXCN Sin xuất công nghiệp</small>

<small>TCVN Tiêu chuẩn Việt NamTHCS Trung học cơ sở</small>

TTCN “Tiểu thủ Công nghiệp

<small>UBND "Ủy bạn nhân dânVK Vi khuẩn</small>

<small>WHO</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

DANH MỤC BANG, BIẾU

Bảng 1.1 Thành phần và inh chất nước thi chăn nuôi lợ I2] 4 Bảng 1.2 Một số loại thuỷ sinh vật tiêu biểu. 13 Bảng 2.1 Thành phần hóa chất sử dụng trong môi trường nuôi cấy tao 7 Bang 2.2 Thông số nước thai chăn nuôi lợn. 38 <small>Bảng 23 Các mẫu nước thải được lẾy ti 5 hộ gia dinh tại xã Hà Ninh - huyện Hà</small>

<small>ung- tinh Thanh Hóa ”</small> Bảng 24 Kết quả phân tích chất lượng nước thải lấy mẫu ở hộ gia đình Xã Hà <small>Ninh-Huyện Hà Trung- Tỉnh Thanh Hóa 40Bảng 25 Day đường chun him lượng P 4</small> Bảng 2.6 Kết quả thí nghiệm xác định đường chun 0 <small>Hình 2.9 Sơ đỗ.</small> \ghiệm xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau bể biogas bằng vi tảo...52. Bang 2.7 Thing ké quy tình thực nghiệm 33 <small>Bảng 2.8 Bảng thơng số thí nghiệm về khảo sit sự phát triển của tio trong các điềukiện cường độ ánh sáng khác nhau s</small> Bảng 2.9 Thông kế các thông số đầu vào theo các nồng độ dinh dưỡng khác nha....56 Bang 2.10 Thống kế các thông số đầu vào theo các tải trọng chất ô nhiễm khác nhau. <small>37</small>

<small>Bang 2.11 Thống kê các thông số đầu vào với mật độ tảo khác nhau. 59</small>

Bang 3.1 Thông số đầu vio điều kiện ối ưu thực hiện chạy mồ hình theo mé...75 <small>Bảng 3.2 Bảng QCVN MT-62: 2016/BTNMT Quy chuẩn quốc gia về nnước thải chăn ni 1</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

DANH MỤC HÌNH VE

<small>Hình. Trang trại chăn ni heo.</small>

<small>Tình 1.2 Khu đất tại chuồng chăn ni lợn</small>

<small>Hình 1.3 Nguồn nước bị 6 nhiễm do nước thải chăn ni lợn.Hình 1.4 Gay mùi khó chịu do nước thai chăn ni lợn.</small>

Hình 1.9 Tỷ lệ phần trăm xử lý nước thải chân môi lợn <small>tại xã Hà Ninh, huyện Hà Trung, tỉnh Thanh Hóa 2014 |2]</small>

<small>Hình 2.1 Qúa trình quang hợp và phat triển của tảo Spirulina Plantensis</small>

<small>Hinh 2.2 Lay mẫu nước thải</small>

Hình 2.3 Lay mẫu nước tai cổng ra him biogas <small>inh 2.4 Đồ thị đường chuẩn xác định him lượng P</small> Hình 2.5 Đường chun xác định hàm lượng sitting. <small>Hình 2.6 Mơ hình thí nghiệm 1</small>

<small>Hình 2.7 Mơ hình thí ngi cường độ ánh sang 2000 - 3000 lumenHình 2.8 Mơ hình thí nghiệm cường độ ánh sang 3000 - 4000 lumen</small>

<small>Hình 2.9 Mơ hình 4 thí nghiệm nước thải trong giai đoạn xử lý ngày thứ 11Hình 2.10 Mơ hình 4 thí nghiệm nước thải trong giai đoạn xử lý ngày thứ 10Hình 2.11 Mơ hình 4thí nghiệm nước thải tong giai đoạn xử lý ngày thứ 8Hình 2.12 Mơ hình thí nghiệm dot 6 ngày thứ 8</small>

Hình 3,1 Đồ thị theo di biến thiên gid trị nhiệt độ trong mỗi trường muỗi cấy tio

<small>Hình 3.2 Đỗ thị theo dõi biến thiên giá trị pH trong mơi trường ni cấy tảo.</small>

Hình 3.3 ĐỒ thị theo dõi ự phát triển mật độ tảo trong mỗi trường nui cấy tảo <small>Hình 3.4 Đồ thị mỗi quan giữa mật độ tảo và ham lượng tảo trong mơi trường</small>

<small>ni cấy tio</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Hình 3.5 Đỗ thị mỗi trong quan giữa một độ tảo và hàm lượng chit dinh dưỡng trong <small>trong môi trường nuôi cấy tảo. 6</small> Hình 3.6 Đồ thị khảo sát giá trị pH theo cường độ ánh sáng. 64 Hình 3.7 Đồ thi khảo sat giá tri nhiệt độ theo cường độ ánh sing 65 <small>Hình 3.8 Đồ thị theo đõi giá trị khối lượng tảo theo cường độ ánh sáng. 65</small> Hình 3.9 Đồ thị khảo sat giá tri mật độ tảo theo cường độ ánh sáng 66

<small>Hình 3.10 Đồ thị hiệu quả xử lý him lượng NH,* theo nồng độ dinh dưỡng nước tht</small>

lầu vào khác nhau 66 <small>Hình 3.11 Đồ thị hiệu quả xử lý him lượng NO, theo nồng độ dinh du</small>

<small>đầu vào khác nhau 67lý nước thải</small>

<small>Hình 3.12 Đồ thị hiệu quả xử lý him lượng NO; theo nồng độ dinh dưỡng nước thải</small>

<small>đầu vào khác nhau. 68</small> Hình 3.13 ĐỒ thị hiệu quả xử lý hàm lượng PO.” theo nồng độ dưỡng nước thải đầu <small>Hình 3.18 Bd thị kết quả NO, của mật độ tảo khác nhau 13</small> Hình 3.19 Đỗ thị kết quả NO; của mật độ tảo khác nhau. 73 Hình 3.20 Đỗ thị két quả PO." cia một độ tio khác nhau 1 <small>Hình 3.21 Sơ đồ day chuyển cơng nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn qua bể biogas</small> Đằng tảo Spirulina 15 Hình 3.22 Đồ thị kết mỗi tương quan giữa mật độ tảo và ác thông số tong nước thải <small>chăn ni sau khí xử lý. T6</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

1.Tính cấp thiết của Đề tài:

<small>Chan ni là một nghề truyền thống có tir lâu đời. hiện nay dang được phát triển và</small>

<small>mỡ rộng nhằm đáp ứng nhủ cầu của xã hội và cho xuất khẩu. Cùng với những mặt tích</small>

<small>nh cl</small>

<small>trường. Tuy thành phần chất thải chan nuôi lợn không chứa các chất độc hại như chấtlăng trường, nị in nuôi lợn cũng đang gây ra những áp lục lên môi</small>

thải công nghiệp nhưng chita một lượng lớn chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, chit <small>dinh dưỡng N, P, K và các sinh vật gây bệnh. Các chất này nếu không được loại bỏ</small> triệt để trước khi thải sẽ lan truyền trong môi trường, gây tác động rất lớn đến môi <small>trường nước, không khi , đất và ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe của cộng đồng.</small>

<small>Hiện nay ở Việt Nam nước thảichăn nuôi lợn chủ yếu được xử lý bằng him phân hùyyếm khí( hằm biogas) sau q trình này các thành phin gây ô nhiễm mỗi trường vẫn</small> con ở mức rất cao. Việc tiẾp te xử lý nước thải sau biogas trước khi thai ra mỗi trường là rt cần thiết và cần phải xử lý đồng thời nhiều tác nhân gây 6 nhiễm, đặc biệt là chất hữu cơ, nơ và phốt pho. Có rất nhiễu giải pháp kỹ thuật được triển khai nghiên <small>cứu và ứng dụng, tùy (heo quy mơ.</small>

Xuất phát từ vẫn để thực tế đó, em lựa chon nghiên cứu đề tải” Nghiên cứu ứng dụng tảo Spiruntina Platensis xứ lý mước thai chân nuôi lợn sau khỉ qua bé biogas ở Xã <small>Hà Ninh - Huyện Hà Trung - Tỉnh Thanh Hóa</small>

<small>Plaensis đ xử lý nước thải 6 nhiễm hữu cơ là một giải pháp khá hợp lý do trong nước</small>

<small>Việc nghiên cứu tảo Spirulina</small>

thải hàm lượng nơ và photpho là nguồn dinh đường rất tốt cho sự sinh trưởng và phát <small>triển của to. Bên cạnh đó, ỉ tảo Spirulina plarersis khơng những loại bồ hiệu quả các</small> hợp chat của N, P mà cịn có khả năng hap thu tốt các kim loại nặng độc bại có trong <small>nước thải như s1g. hiGu quả loại bỏ chúng từ 70% trở lên. Việc xử lý nước bằng,vi tảo lam Spirulina platensis vừa có hiệu quả cao, vừa giảm chỉ phí thực hiện và“hơng ảnh hưởng đến mơi trường,</small>

2. Mục đích của Đề tài:

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<small>Mặc tiêu chung</small>

<small>Nghiên cứu ứng dụng tảo Spirunlina Platensis xử lý nước thải giàu định đưỡng nhưnước thải chấn nuôi lợn sau khi qua bé biogas ở Xã Hà Ninh - Huyện Hà Trung - Tỉnh“Thanh Hóa</small>

<small>Mue tiêu cụ thể</small>

++ Nhối tio và khảo sắt các yu tổ ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo

<small>+ Xée định cường độ ánh sáng tối ưu thích hợp cho sự phát triển của tảo thông qua 2</small>

+ Xác định mật độ tio Spirulina platensis ti ưu thông qua 4 thí nghiệm:

<small>+ Đưa ra đây chuyển cơng nghệ ứng dụng và chạy mơ hình thực tế dựa các điều kiện</small> tối ưu đã tìm được.

<small>+ Đánh giá sơ bộ về lợi ích kinh tế, lợi ích mơi trường của việc sử dụng tảo trong xử lý</small>

<small>ude thải chăn nuôi lợn</small>

3,Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

<small>"Nước thai chăn nuôi lợn xã Hà Ninh - Huyện Hà Trung - Tỉnh Thanh Hóa</small>

<small>4.Phwong pháp nghiên cứu</small>

(1) Phương pháp khảo sát thực địa: Khảo sét thực địa và lấy mẫu nước thải tai khu vực <small>nghiên cứu,</small>

<small>(2) Phương pháp phân tích tổng hợp: Thu thập các thông tin và thi liệ liên quan đến</small>

<small>việc xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại Việt Nam và các nước trên thé giới</small>

<small>(3) Phương pháp kế thừa, phân tích số liệu</small>

<small>(4) Phương pháp thực nghiệm: Trong phịng thí nghiệm thực hiện phân tích các thơng</small> số đầu vào cia nước thải chăn nuôi lợn và áp đụng phương pháp sinh học sử dụng tảo <small>spirulina platensis.</small>

<small>(5) Phương pháp mơ hình vật lý</small>

(6) Phương pháp so sánh: So sánh các thông số Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước

<small>thải chăn nuôi QCVN 62- MT: 2016/BTNMT.</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

HUONG 1: TONG QUAN VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU

L.A. Tổng quan chất thai <small>hn nuôi lợn và thực trạng môi trường</small> LILI. Nguén gốc nước thải chăn nuối lợn

Nước thải chăn nuôi lợn fa nước thải do vệ sinh chuồng trại, máng ăn, mảng uỗng. <small>loại nước thải này gây 6 nhiễm nặng nhất vì nỗ có chúa các chất vơ cơ, hữu cơ,khống c</small> Nước thải chăn ni lợn là hỗn hợp của phân tươi và nước từ việc tắm. rin lợn, vệ nh chuồng ti

<small>Hình 1.1 Trang trai chin ni heo</small>

“Thành phần nude thải ngồi thành phần hữu cơ, vơ cơ, dinh đường thì vi khuẩn và vỉ rit rit nhiều mang mim méng bệnh long mồng, dich ti xanh, tiêu chảy...Do đổ, cần <small>phải có hệ thống xử lý nước thải muỗi lợn đễ trình ảnh hưởng tới môi trưởng và đặc</small> biệt là cuộc sống của người dân xung quanh,

<small>1.1.2. Thành phần va tinh chắt nước thải chăn ni lợn</small>

<small>trưng và có khá năng gây ô nhiễm.N,P và VSV</small> Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất 4

<small>mơi trường cao do có chứa him lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lừng,</small>

gây bệnh. Nước thải chăn nuôi gồm nước phân, nước tiễu, nước rửa chudng tri, nước <small>uống cho lợn. nước phân chuồng rit giàu chất định dưỡng và có giá trị lớn về mặt phân</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

bón, Trong Im! nước phân có khoảng: 56kg N nguyên chit; 0.lky P.O 12kg <small>àu Kali</small>

K,016] :Nước phân chuồng thường nghèo ln, gidu đạm va

Theo kết quả điều tra đánh gii hiện trang mỗi trường của Viện chăn môi (2006) ti <small>các sơ sử chăn ni lợn có quy mơ tập trung thuộc Hà Nội, Hà Tây, Ninh Bình, Nam</small> Định, Quảng Nam, Bình Dương, Đồng Nai cho thấy đặc điểm của nước thải chăn.

<small>+ Cúc chất hữu cơ: hợp chit hữu cơ chiếm 70-80% bao gồm cellulose, proti, axit</small> amin, chất béo, hidra carbon và các dẫn xuất của chúng, thức ăn thửa. Các chất vô cơ chiếm 20-30% gém cất, đất. mui. ure, ammonium, mui chlorua, SO... [1]

+N và P: khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi ăn thức ăn cổ chứa N và P thì chúng sẽ bà tết ra ngoài theo phân và nước tễu. Trong <small>nước thai chăn nuôi lợn thường chứa hàm lượng N và P rat cao, Hàm lượng N-tồn;</small> 200 ~ 350 mg] trong đỏ N-NH: chiếm khoảng 80.90%; P tổng = 60-100me/l. [1] <small>+ Vi sinh vật gay bệnh: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều lo vỉ tầng, virus và trứngấu rang giun sin gây bệnh.</small>

Bảng 1.1 Thành phần và tinh chit nước thải chăn nuôi lợn (21

STr| ThôngSố | Bon vitinn | Giámj |CVN62MI2016BTNMT

Chit tht lịng trong chăn mơi (nước bu vật nu nước tìm, nước rửa chuồng, về sinh dung cụ, ..) ước tính khoảng vài chục nghìn tỷ m` /năm (Nước thải nuôi lợn sau xử lý yêu cầu đạt tiêu chuẩn loại B QCVN 62MT : 2016 / BTNMT ).

113 Ảnh hưởng của nước thải chân nuôi lợn đẫn mỗi trường và con người

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

1.1.3.1 Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trưởng

"Nước thơi chăn ni lợn có nhiều thành phần và tải trọng 6 nhiễm cao vượt so với QCVN rất nhiều lần như ; BOD, COD, N, P, ... Nguồn nước thải có tới 80% hàm lượng chất hữu cơ cellulose, axitamin,.. là các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, chất định dưỡng gidu nito, phốtpho, các chất khoáng, .. Bên cạnh đó nhiề loại vi khuẩn, <small>vi trùng, virus và trứng ấu trùng giun sán gây bệnh. Việc nguồn nước thải chăn nuôi</small> lợn chưa qua xử lý thải bỏ trực tiếp ra ngồi mơi trường đã, dang và sẽ gây nhiều tác <small>hại tới mơi trường.</small>

+ Ơ nhiễm môi tưởng

<small>Nước thai chăn nuôi chứa lượng lớn chất hữu co dé phân bủy sinh học, các chất đinh.</small> dưỡng giảu nitơ, phốtpho. Đây là nguồn phân bón giảu đỉnh dưỡng, nhưng khi bón. trực tiếp vio dit quá mức cho phép, cây trồng không hấp thụ het, chúng sẽ tích t lại làm bão hỏa hay quá bão hỏa chất dinh dưỡng trong đất, gây mắt cân bằng sinh thái ly, giảm sin lượng cây rồng, đồng thoái hóa đt, gây các ác động như làm ch

<small>11 kiện cho vi sinh vật ưa nitơ, phospho phát tiễn, hạn chế chủng loi vỉ</small>

<small>thời tạo,</small>

<small>sinh vật khác gây</small>

<small>Thêm vào đó, một số</small>

<small>trường hợp như ở các nước.</small>

<small>chăn nuôi công nghiệp,</small>

<small>thức ăn gia súc thường bổ.</small>

sung chất kích thích tăng trưởng (thành phần chủ yếu là hợp chất đồng. kẽm). Khi các chất này được thải

<small>ra cùng phân vả nước tiểu.</small>

gia súc, din dẫn ích tụ Tình 1.2 Khu đất ti chuồng chăn môi lợn

thành lượng lớn trong đất, anh hưởng đến cây trồng và cuối cùng trở lại tác động vào con người [3]. Ngoài ra, trong phân tuoi gia súc chứa rt nhiều vỉ sinh vật gây bệnh,

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

chúng có thé sinh sối và phát triển, tổn tại rit lâu trong đất như Salmonella trong đất ở độ sâu S0 cm và tổn tại được 2 năm, trứng ký sinh trùng cũng khoảng 2 năm.

+O nhiễm mỗi trường nước

Việc thải bo trực tiếp nước thải chăn nuôi lợn chưa qua hệ thống xử lý nước thải gây anh hưởng tới nguồn nước mặt và lâu dài nguồn nước ngắm bị ô nhiễm. Ham lượng. chất hữu cơ, dinh dưỡng trong nước và thành phần khác khi thả bỏ ra môi trường nước sẽ làm suy giảm lượng oxy hòa tan. Cơ chế tự làm sạch nhờ vi sinh vật hiểu khi, sắc vi sinh vật này sử dụng khí oxy để phân hủy cúc hợp chit hữu cơ từ phân và nước <small>thải chan nuôi.</small>

Với đt kin yyy L3 Nguồn nước bị nhiễm do nước tải chân mơi lợn

<small>thích hợp sự phát trign sinh sơi nhanh chóng là nỗi lo trực tiếp ơ nhiễm nguồn nước,</small> giấn tiếp ti sức khỏe con người. Dặc biệt nghiêm trong hơn, nếu nước thải thấm xuống dit di vào mạch nước ngằm sẽ gây 6 nhiễm nước ngằm, nhất là các giếng mach nông gin chuồng nuôi lợn hay gin hé chứa chất thai khơng có hệ hồng thốt nước an <small>tồn</small>

+6 nhiễm mơi trường khơng khi

<small>Gây ra mùi khó chịu ảnh hưởng tới mơi trường xung quanh là do q trình phân hủy.</small>

<small>ky khí va hiểu khí chất thải chăn nuôi lợn (chi yếu là phân và nước tiểu). Các khí may</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

6 nồng độ khác nhau tùy thuộc vào mơi trường bên ngồi, nhiệt độ, độ ẳm, bức xạ) <small>cùng phương thức thu gom, lưu trữ, vận chuyển, xử lý chất thải.</small>

<small>Các khí phát ra chủ yu là NHI, CHạ HS, CO,.... có mùi đặc tng, Cơng với hướng</small>

<small>giỏ mùi khó chiu được đưa di xa làm 6 nhiễm mỗi trường xung quanh. Bên cạnh đó,</small> thủ hồi nguồn khí thải

giàu CHy để làm khí đố<small>iat</small>

<small>thân thiện mơtrường đốt</small>

<small>thân thiện mơi trường và</small> là nguồn nguyên liệu rẻ

<small>tiên. Tận dụng việc xây</small>

hầm biogas để thu khí làm <small>nhiên liệu đốt giảm sự 6nhiễm mơi trường khơng</small>

<small>Hình 1.4 Gay mùi khó chịu do nước thải chân ni lợn</small>

<small>khí do phát tấn mùi</small>

1.1.3.2:Tée động của nước thải chin mui lợn đến sức khỏe con người

Chit thải chăn mui tác động đến môi trường và sức khỏe con người trên nhiễu khía cạnh: gây 6 nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, mơi trường khí, mơi trường đất và các sản phẩm nơng nghiệp. Đây chính là ngun nhân gây ra nhiễu căn bệnh vẻ hô hij tiêu hoá, do trong chất thải chứa nhiều VSV gây bệnh, trứng giun. Tổ chi

y té thé

<small>giới (WHO) đã cảnh báo: nu khơng có biện pháp thu gom và xử lý chất thai chin</small> "uôi một cách thỏa đáng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người, vật nuôi và gây 6 nhiễm môi trường nghiêm trọng

“Trong vài năm qua, chỉ có khoảng 10 bệnh nhân vào Viện Các bệnh truyền nhiễm và "Nhiệt đới Quốc gia. Trong hai năm 2005 - 2006, có 72 trường hợp nhiễm S.suis nhập "Bệnh viện Bệnh nhiệt đối Thành phổ Hồ Chí Minh [1]

Nhung năm 2007 có tới hơn 48 ca (22 ca ở miễn Bắc, 20 ca ở miền Nam, 6 ca ở miền ‘Trung) được chin đoán bi bệnh liên céu lợn, có một số ca xé nghiệm xác định được tác nhân giy bệnh là Ssuis fp IL Có 3 ca ong số nảy đã từ vong

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

ệnh nhiệt đói Thành phố Hỗ Chí Minh cho thấy <small>58 bệnh nhân (81%) là nam“Theo một nghiên cứu của Bệnh viện</small>

<small>bệnh này có khuynh hướng xảy ra vào mùa hè nắng nón</small>

giới [3]. Phin lớn bệnh nhân là nơng dân, 38% bệnh nhân có tiền sử tiếp xúc với lợn <small>hay thịt lợn tuy nhiên chỉ có 6 bệnh nhân (8%) có tổn thương da nghỉ ngờ. 69 bệnh:</small> nhân (96%) biểu hiện bệnh cảnh viêm màng não như: sốt, nhức đầu, ói, cổ cứng, rồi <small>loạn tri gilà những triệu chứng thường gặp. 68% trường hợp viêm màng não mủ có</small>

<small>triệu chứng ù tai, die, Một bệnh nhân nhiễm khuẩn huyết bị sốc do nhiễm độc tổ liên</small>

<small>Hình 1.5 Bénh nhân bị viêm cầu khuẩn. Hình 1.6 Bệnh nhân bị tả</small>

<small>‘Vige kiểm soát chất thải chăn nuôi là một nội dung cắp bách cần được các cắp quan lý,</small> các nhà sin xuất và cộng đồng dân cư bit buộc quan tâm để: hạn chế 6 nhiễm môi <small>trường, bảo vệ sức khỏe của con người, cảnh quan khu dân cư cũng như khơng kìmấm sự phát triển của ngành.</small>

1.2... Phương pháp xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và dinh đưỡng cao. <small>1.2.1. Phương pháp cơ học</small>

XMục dich là tách cặn ấn và phân ra khỏi hỗn hợp nước hải bing cách thu gom, ting cặn. Có thé ding song chắn rác, bẻ lắng... để loại bỏ cặn dé lắng tạo điều kiện xử lý và <small>giảm khối tích các cơng tình tiếp theo. Him lượng cặn lơ ứng trong nước thải chăn</small> mơi khá lớn và dé king nên có th lắng sơ bộ trước rồi đưa sang các cơng trình xử lý <small>nước thải phía sau</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Sau khi tích, nước thải được đưa sang các cơng trinh phía sau, cịn phần chit rin được <small>dem di ù đểmm phân bón.</small>

<small>1.3.2. Phương pháp hóa lý</small>

<small>Sau khi xử lý cơ học, nước thải còn chứa nhiều cặn hữu cơ và vơ cơ có kích thước</small>

<small>nhỏ, có thể dùng phường pháp keo tụ để loại bỏ chúng. Theo nghiên cứu của Trương.</small>

<small>Thanh Cảnh (2001) với nước thai chân nuôi lợn: phương pháp cơ học và keo tụ có thétích được 80-90% hàm lượng cặn trong nước thải chăn nuôi lợn. [2| Tuy nhiênphương pháp này đồi hỏi chi phí cao khơng phù hợp với các cơ sở chăn ni. Ngồi ratuyển nổi cũng là một phương pháp để loại bỏ cặn trong nước thai chấn ni lợn, tuy</small>

<small>nhiên chi phí đầu tư và vận hành cao nên không phù hợp với các cơ sở chấn ni.1.2.3. Phương pháp hóa học</small>

<small>Dùng trong hệ thông xử lý nước thải chăn nuôi gồm có: trung hỏa, øzon hoặc phản.</small>

<small>{img phân hủy các hợp chất độc bại. Cơ sở của phương pháp niy là các phần ứng hóa</small>

<small>học diễn ra giữa chất 6 nhiễm và hóa chất thêm vio, Phương pháp Ozon hóa là Ozon</small> ác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chit hữu co, oxy hóa bằng ozon cho phép: <small>đồithời khử màu, khử mùi, tiệt trù</small> au quá tình ozon hóa số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99%, ozon cịn oxy hóa các hợp chất Nito, Photpho.. [4] Do <small>46, ưu điểm của phương pháp là có hiệu quả xử lý cao, thường được sử dụng trong các</small> hệ thống xử lý nước khép kín, tự động hóa.

<small>1.3.4.Phương pháp sinh học</small>

<small>Sử dụng khả năng sống và hoạt động của các vỉ sinh vật, tảo có ích để phân huỷ các.</small>

chit hữu cơ và các thành phần 6 nhiễm trong nước thi. Việc sử dụng các vi sinh vật và tảo vừa thân thiện môi tường. Hiệu qua xử lý tương đối cao lê tơi 80-90%. Các cquá tình xử lý sinh học chủ yếu gm bốn nhóm chính: quả trình hiểu khí, q trinh trung gian thiếu khí, q trình kj khí, qua trình kết hợp hiểu khí ~ trung gian anoxic — <small>ki khí [8].</small>

125. Mật số công nghệ xử lý nước thải chân nuôi

1.2.5.1 Xữ lý nước hãi chân mui lợn bằng phương pháp sinh học ky khí

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<small>'Vào những năm 19 q trình phân hủy ky khí được ứng dụng rộng rãi trong xử lý bùnthải và phan, sau đó phương pháp nay được áp dụng cho xử lý nước thải nhờ có nhữngtru điểm sau [6]</small>

<small>—_____ Khả năng chịu tải trọng cao so với q trình xử lý hiểu khí</small>

<small>= Tho gian lưu bùn không phụ thuộc vào thời gian lưu nước. Một lượng sinh</small>

<small>lớn được giữ lại trong bổ.</small>

<small>= Chi phí xử lý thấp (khơng phải cung cấp oxy như quá trình xử lý hiểu khi).= Tyo ra một nguồn năng lượng mới có thể sử dụng (khí sinh học — Biogas).</small>

<small>— ___ Hệ thống cơng trình xử lý đa dang: UASB, lọc ky khí, ky khí xáo trộn hồn</small>

<small>tồn, ky khí tiếp xúc.</small>

<small>Bén cạnh các wu điểm trên, q trình xử lý ky khí có một số nhược điểm sau:</small>

= Nhay cảm với môi trường (nhiệt độ, pH, nồng độ kim loại nặng...)

<small>= Phat sinh mit</small>

= Tốc độ phát triển sinh khối chậm.

<small>"rong cơng nghệ ky khí cần lưu ÿ 2 yếu ổ quan trọng:</small>

<small>—_____ Duy tì sinh khối cảng nhiều cảng tốt.</small>

<small>vi khuẩn</small>

~_.._ Tạo tiếp xúc đủ giữa nước thai và sinh khối

(Qué tình phân hủy ky khí các hợp chất hữu cơ là q tình sinh hóa phúc tạp, bao gém hàng trăm phản ứng và hợp chất trung gian, mỗi phan ứng được xúc tác bởi <small>những enzym đặc biệt. [7]</small>

<small>Giai đoạn thủy phân: Nước thải chăn ni lợn có chứa nhiều polyme hữu cơ phức</small> tap và không tan rong nước (protein, chất béo, carbon hydra, cellulose, lgin.). Trong <small>giai đoạn thủy phân những polyme hữu cơ bị bẻ gãy bởi các enzym ngoại bảo do VSVthủy phân sinh ra để tạo thành, ác hợp chất hữu cơ đơn giản hơn. Phản ứng thphân</small>

<small>sẽ chuyển hóa protein thành acid amin, carbon hydrat thành đường đơn và chất béo,</small>

<small>thành acid bữu cơ mạch dai và glyxerin. Nhung phản ứng thủy phan cellulose vả các</small>

chất hữu cơ phúc tạp thành các chất hữu cơ đơn giản xây ra chậm hơn rit nhiễu tong

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

giai đoạn I và các giải đoạn sau, yêu tổ này cũng sẽ hạn chế <small>ky khí. [8]</small>

ốc độ quả trình phân hủy

“Tốc độ của quá tình thủy phân phụ thuộc vào ning độ chất nền, lượng vi khuẩn và các yếu tổ môi trường khác (ốc độ thủy phân xây ra ắt chậm khi nhiệt độ < 20'C).

Giai đoạn acid hóa: các hợp chất hữu cơ đơn gián từ quá trình thủy phân được các vi <small>khuẩn acetogenic chuyển hóa thành acid acetic, H; và CO,</small>

Gi mà acetate hội

<small>a Sản phẩm của q trình acid hóa được tiếp tục chuyển hóathành ngun li</small> tực tếp cho q tình methane hóa. Trong sơ d 3.1 cho thấy <small>70%COD của nguồn được chuyển thành acid acti và 30%4COD côn ại đồng vai trồ</small> Tà chất cho điện từ và được chuyển hóa thành CO; và H; [8]

<small>Gi</small> loạn methane hóa: là giai đoạn chậm nhất rong quá tỉnh xử lý yém khí. Khí

<small>methane hình thành từ phản ứng của acid acetic hoặc khí CO; và H;. Q tình này</small>

<small>cđược thực hiện bởi loại VK acetotrephic và hydrogenotraphic.</small>

<small>CH;COOH -->CH,+CO;; 4H,+CO,CH, +H.</small>

Vi sinh vật tạo methane từ hydro va carbonic (Indrogenotrophic) có tốc độ phát triển nhanh hơn nên đồng vai trỏ quyết định trong quá trình này. Song song với quả trình

phân hủy các chất hữu cơ là quá trình tổng hợp tế bảo của tắt cả các nhóm vi sinh có

<small>mặt trong quá trình xử lý. [7]</small>

<small>Biện pháp xử lý ky khí cho chất lượng nước đầu ra cịn chứa nhiều hợp chất có mùi</small> hơi, vỉ vậy chúng chỉ được coi là một bước iễn xử lý trong hệ thông xử lý,

<small>Các cơng trình ly khí có triển vọng áp dụng cho xử lý nước thải chăn nuối</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<small>~ Bê EGSB (Expanded Granular Slugde Bed)</small>

<small>1.2.5.2 Xie lý nước thai chan nuôi lợn bằng phương pháp sinh học hiễu khí</small> Ci q tình trong quả trình hiu Bhi

<small>(Qua trình xử lý nước thai bằng phương pháp hikhí bao gồm 3 giai đoạn:</small>

<small>- Oxy hóa các chất hữu cơ</small>

<small>C.H,O,£O; —#2% y CO; +H,O + AH</small>

<small>~ Tổng hợp tế bào mới:</small>

C\H\O,+ Os + NHy—22 16 hợp vi khuẩn (C2H;O,N}+CO, + HO - AH

<small>= Phân hủy nội bảo:</small>

<small>CsH,0,N + 0, —#2—y SCO, + 2H;O + NH; + AH</small>

<small>Cie cơng trình hiếu khỉ có triễn vong dp dụng cho xử ý nước thải chấn nuôi</small>

<small>~ Xử lý nước thải chăn nui lợn bằng thuỷ sinh thực vật</small>

<small>->Xữ lý nước thải bằng tảo Tảo có Khả năng quang hợp, chúng cổ tốc độ sinh trưởng</small>

<small>nhanh, chịu được các thay đổi của mỗi trường, cổ khả nang phát triển trong nước thi,</small>

<small>có giá trị dinh đưỡng cao. Do đó người ta đã lợi dụng các đặc điểm này của tảo để:</small>

chuyển đổi năng lượng mặt ri và chất dinh dưỡng trong nước thải thành năng lượng <small>sinh khối tio, Thông thường người ta kết hợp việc XUNT với sản xuất và thu hoạch</small>

<small>tảo dé loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải,</small>

Các yếu tổ cần thiết cho quá tình xử lý nước thải bằng tio

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Dưỡng chit: Ammoni là nguồn đạm chính cho q tình tổng hợp nên protein của tẾ <small>bảo thơng qua q trình quang hop của tảo, Các nguyên tổ vỉ lượng ảnh hưởng đến sự</small> phấttiển của to, tong tẾ bảo tảo ty lệ P: Mẹ: K là 15:1:065. 8]

TĐộ sâu của to: độ sâu của táo được lựa chọn trên co sở tối ưu hóa khả năng sử đụng

<small>ánh sáng trong quá trình quang hợp của tảo, độ sâu thưởng là 40 - 50em.</small>

“Thời gian lưu chit thải trong ao: thường chọn lớn hơn 2-8 ngày. [9]

<small>+ Xử lý bằng thực vật thủy sinh có kích thước lớn: Thực vật thủy sinh kích thước lớn</small>

số the sử đụng tong xử lý nước thải chủ lãm 3 nhơm

<small>Nhóm nỗi: béo tắm (Lemna minor), bdo Nhật ban (Eichhornia crassipe9), loại này có</small> thân, lá nỗi trên mặt nước, chỉ có pt 1a chim trong nước.

<small>Nhóm nửa chim, nửa nổi: sậy (Pharagmites communis), lau (Cirpus lacustris). Loại</small> này có bộ rễ cắm vào đất, bùn cịn phn thân chìm trong nước, phần cịn lại và lá ở <small>phía trên. Mực nước thích hợp của cây là >1,Sm.</small>

<small>Nhóm chim: rong xương cá (Potamogeton crispus), rong đi chó (Littorella</small>

taniJira), thực vật loại này chim hẳn trong nước, rễ của chúng bám chặt vio bin đất <small>còn thân và lá ngập trong nước. [10]</small>

<small>Bảng 1.2 Một số loại thuỷ sinh vật tiêu biểu</small>

<small>Loại Tên thông thường “Tên Khoa học</small> Thuy sinh vật sống chìm _ | Hydnlla Hydrilla verieilaa

<small>‘Water milfol Myriophyllum spicatumBiyxa Blyxa aubertit</small>

<small>Thuỷ sinh vật sống tơi | Lục bình Eichiornia crassipesnổi Bào tim Wolfia arrhiga</small>

<small>Bào tai tượng Pistia stratiores</small>

Salvinia| Salvinta spp

<small>Thuy sinh thực vật sống | Cattails Typha spp</small>

nổi Bulrush ‘Scirpus spp

<small>Sây Phmngmites communis</small>

<small>2B</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<small>1.3. Tảo Spirulina Platensis trong xử lý nước thải chăn ni lợn</small>

<small>13,inh hình nghiên cứu tảo lam Spirulina Platensis</small>

1.3.1.1 Tình hình nghiên cứu tảo lam Spiruina trên thé

<small>Tap đồn hóa chất lớn của Nhật Bản ( DIC) đã bắt đầu tập trung nghiên cứu. và thành</small>

<small>công trong việc nuôi tring tio Spirulina vào năm 1974. Ngày nay, tại Mỹ, Trung Quốc</small>

<small>và Thái Lan có 3 trại ni trồng của tập đồn DIC đã musi trồng và sản xuất tảo</small> Spirulina với sân lượng hàng năm lên đến 900 tin, Sau đồ, vào năm 1982, Earthrise đã <small>số trang trại nuôi trồng tảo Spirulina đầu tiên ở Mỹ. Đến bây giờ là trang trại nuôi tảo</small>

<small>Spirulina én nhất th</small>

<small>Năm 2000, tai Malaysia, Spirulina được sử dụng trong xử lý nước thai từ nhà máy sản</small>

<small>xuất dầu cọ. Tại Thái Lan năm 2003, khả năng làm sạch nước thải ao nuôi tôm của</small>

<small>Spirulina cũng đã được chứng mình [12] Hiện nay. việc áp dụng kỹ thuật ADN tái tổ</small>

<small>hợp và công nghệ gen để chuyển gen vào tảo Spirulina dang được tiễn hành ở Nhật</small>

Bản nhằm tạo ra những chúng ng tảo có đặc tính mong muốn là một hướng dy <small>triển vọng trong việc sử dụng tảo này trong xử lý một số loại nước thải. Các nhà khoa</small> học tại Mexico đã nghiên cứu sử dung Spirulina để loại bỏ NH,* và PO¿” trong nước <small>thải chin ni lợn có hiệu quả. Năm 2010, Spirulina cũng được các nhà khoa học Tây</small> Ban Nha chúng minh có khả năng xử lý nước tht ô nhiễm nite và phốtpho một cách <small>có hiệu quả [13]</small>

Năm 2006, cơng trình nghiên cứu tại Trường Dai học Goana, Italia về khả năng của tảo lam Spirutina trong việc loại bo đồng trong nước thải công đã được công bổ, Nim <small>2007, Trường Đại học Iowa, Mỹ cũng đã công bổ khả năng hấp thụ thủy ngân của</small> chủng Spirulina platensis. Spirulina cũng được chứng minh có hiệu suất hip thụ cadim trong nước rất tốt [13]. Đã có nhiễu cơng tinh ngh <small>n cứu về khả năng sử dụng.</small> tảo lam Spirulina loại bỏ một s6 kim loại nặng trong nước thải.

<small>1.3.1.2.Tinh hình nghiên cứu tảo lam Spirulina tại Việt Nam</small>

<small>Từ cối những năm 1970, tảo Spirulina được sản xuất đại trà ở một số nước như Mỹ,</small> Nhật Bán, Mehico Trung Quốc, An D9, Thái Lan, Dai Loan, Cuba và Việt Nam

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

nội từ Pháp năm 1972. Nó đã trở thành một đối <small>ệ Sinh</small>

<small>© Việt Nam, tảo Spirulina được nbs</small>

<small>tượng nghiên cứu sinh lý, sinh hóa, tại Viện Sinh vật học (nay là Viện Cong ns</small>

<small>học) do cố Giáo sư Nguyễn Hữu Thước chủ ì. Những nghiên cứu về tác động của</small> ánh sing, nhiệt độ, pH đã cho phép diy nhanh q tình thích ứng của tio này với iễm <small>kiện khí hậu của Việt Nam</small>

Một quy tình cơng nghệ tích chiết ắc tổ lam từ Spirulina để ứng dung cho bệnh nhân <small>ung thư và tai, mũi, họng cũng đã được hoàn chỉnh. Chế phẩm “Phycobleu” đã được.trường Đại học Y Hà Nội thử độc tính và ding thử nghiệm cho bệnh nhân tại Viện TaiMũi Họng Hà Nội.</small>

Sinh khỏi của tio lam Spirulina ding để tách chiết các chất có hoạt tinh sinh học, có sid tị dịnh dưỡng làm thực phẩm chức năng cho người và động vit, nguồn phân bón <small>sinh học và vai trị của nó trong xử lý môi trường cũng đã được đi sâu nghiên cứu. Khả</small> năng nuôi trồng tạp dưỡng, ảnh hưởng của một số nguồn cacbon hữu cơ (như glucose, <small>fructose, galactose, saccarose, L-arginine, axetat nari) [1đjiên sự sinh trường của tảolam Spirulina platenss cũng như quang hợp va sinh trưởng của tảo này trong điều kiện</small> thiểu no, phoApho và kali đều đã được nghiên cứu

(Che kết quả thú được cho thấy các điều kiện nêu trên đã ảnh hưởng rt rõ ột lên tốc độ <small>cquang hợp, sinh trưởng cũng như hàm lượng sắc tổ của Spirulina platensis. Các nguồn</small>

<small>phế thải hữu cơ như ri đường, nước thải ươm tơ, phế thải công nghiệp rượu bia cũng.</small>

<small>cđược thử nghiệm để nuôi sinh khổi tio này [I5]. Hướng nghiên cứu này có triển vọngtắt to lớn vì vừa đảm bảo làm sạch mối trường vừa hạ gid thành sản phẩm, đồng thời</small> rất có ý nghĩa về mặt sinh thấi mỗi trường. Tắt nhiên. vin dé kỹ thuật và công nghệ, <small>hướng nghiên cứu này edn được tiếp tục nghiên cứu.</small>

<small>Sinh kkcủa tảo lam Spirulina không chỉ được nghiên cứu dùng để tách chiết cácchit có hoạt tính sinh học có giá tỉ dinh dưỡng làm thực phẩm chức năng cho con</small>

<small>người vả động vật mà vai trò quan trọng trong xử lý môi trưởng của tảo lam Spirulina</small>

<small>cũng được đi sâu nghiên cứu. Tảo lam Spirulina đã được sử dụng trong xử lý nước that</small>

<small>agit amoni từ một số nguồn phân hóa học trong trồng trọt ở Việt Nam để giảm thiểu 6nhiễm môi trường và giảm giá thành sản phim từ Spiratina, Nera, các thử nghiệm.</small>

<small>1s</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

muối trồng tio này bằng nguồn nước thải ươm tơ tim, nước thải của nhà mấy phân <small>đạm, nước thả từ him biogas...đã được triển khai, ngay cả các nguồn phế thải hữu cơ</small>

<small>như rỉ đường „ phế thải công nghiệp, rượu bia cũng đã được thử nghiệm để nuôi trồng</small> và thu sinh khối tio này [16]. Nhiều cơ sở nuôi tring, sản xuất và chế bin các sản

<small>phẩm từ tảo Spirulina” đã được thành lập với công nghệ nuôi tio trên các bé nông xây</small>

bằng xi mang sử dụng khí CO; của cơng nghệ tạo nguồn cacbon, nguồn CO, rực tip <small>lắy từ các nhà máy bia, cồn, rugu...nén hóa lồng vào bình chứa. Đồ là các cơ sở như</small> Vinh Hảo (Binh Thuận), Châu Cát, Suối Nghệ (Đẳng Nai), Đắc Min (Đắc Lie)

<small>Trước thực trang ô nhiễm mơi trường ở Việt Nam nói chung và đặc biệt mỗi trường</small> nước thải sinh hoạt ở các đô thị lớn nói riêng đang bị ơ nhiễm ở mức đáng báo động, <small>việc sử dụng vi tio lam Spirulina để xử lý mơi trường là hồn tồn có thể áp dung</small>

<small>được, có tính khả thi cao và có ý nghĩa cả vé khoa học và thực iễn</small>

<small>1.3.3 Đặc diém sinh học của tảo Spirulina Platensis</small>

<small>1.3.2.1 Phân loại ảo</small>

<small>Loại Spirulina có nhiều lồi (35 lồi) đã được phát hiện, hai lồi có nguồn gốc châu</small>

<small>Phi và Nam Mỹ là: S. geitleri (S. maxima) và S. platensis được nghiên cứu đầu tiên,nhỉnhất. Ở nước ta đã thấy 10 loài Spirulina, [9] Các lồi Spirulina tiên</small>

nhiên trong ao, hỗ, ruộng lúa, sơng ngòi, đơn độc hay kết thành đám trên mặt nước. <small>“Trong cách phân loại, đặt tên khoa học thường các đặc tính quan trọng nhất về hình</small>

<small>thái, kiểu dinh dưỡng, tế bào học và cấu trúc gen di truyén được biểu đạt ngắn gon</small> nhất. Tên Spirulina do gốc từ Ltinh và Anh ngữ “Spiral” có nghĩa là “xoẩn”, do tảo <small>này có dang tiêu biểu nhất là sợi xoắn ốc, nên còn gọi là ảo xoắn, hay tạo dang xoắn</small> Trong cách phân loại mới hiện nay tảo Spirulina được Xếp vào ngành vi khuẩn <small>(Bacteriophyta), trên cáctình tảo khác, thay cho xếp chung vào ngành tio như cũ, lý</small> do của sự thay đổi hợp lý này là các nghiên cứu (những năm 1970 — 1980), thay các tảo lam có nhiều đặc điểm chung với vi khuẩn như: nhân chưa hồn chính tiễn nhân), <small>nhân chưa có ming, khơng có ty thể và lục lạp... Tên mới din thơng dụng củaSpirulina là vì khuẩn lục lam Spirulina,</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<small>Do đặc điểm có thể di động được trong mơi trường nước, Spirulina cịn được gọi làphiêu sinh vật (Spirulina plankton ~ thực vật trôi nỗi, phiêu sinh). Tên gọi mô tả này</small> nhằm phân biệt với động vật phiêu sinh, di động thực sự với cơ quan chuyên biệt <small>mao của vi khuẩn, vây của cá.</small>

<small>1.3.2.2 Hình dang và cầu tạo</small>

<small>Spirulina là một loi tao lam da bảo dạng sợi xoắn kiễu lò xo với các vòng xoắn khá</small>

<small>cđều nhau, nhưng ở cuối 2 đầu sợi lại thường hẹp và mút lại. Nhưng tùy thuộc vào chu</small>

<small>kỷ sinh dưỡng và phát rién mà hình dạng có thé xoắn kiểu chữ C, S... Các dang này có</small>

<small>chiễu dài khác nhau , ngay trong một dạng chiều dài mỗi sợ cũng khác nhau. Ví dụ sợi</small> tốn song có thé cong từ 5-7 nếp gấp, cũng có thé lên đến 27 nếp gắp. Dưỡng kính của tẾ bào từ 1-12 mieromet, chiều dài tế bào có thé dầi 10 mieromet và chigu dài chuỗi

<small>có thé 110 micromet. [14] Các sợi tảo có tinh di động trượt đọc trục của chúng.</small>

<small>1.3.2.3 Chu kỹ sinh sản</small>

<small>Hình thức sinh sản của tảo Spirulina : sinh sản vơ tính ( từ 1 tế bào mẹ trưởng thành )‘Tir một sợi tảo mẹ, hình thành.</small> nha đoạn Necridia( gồm những tế bào ch <small>biệt cho sự sinh sản ). Trong các Necridia hình thành các đĩa lõm ở hai mặt và sự tách.rời tạo các hormogonia ( hình thức tảo đoạn).</small>

“Trong sự phát trién dần din phần diu gắn tiêu giảm, 2 đầu hormogonia trở nên trịn

<small>nhưng vách tế bào vẫn có chiều diy không thay đổi. Các hormogonia phát triển „trường thành và chu kỳ sinh san được lặp di lp lại một cách ngẫu nhiên, tạo nén vòng</small> đời của tảo. 6] Trong thời kỳ sinh sản tảo Spirulina nhạt màu í sắc tổ xanh hơn bình thường, Vịng đồi tao đơn giản và tương đổi ngắn. Trong điều kiện tối ưu (mui trong <small>iệm ) vòng đời khoảng 1 ngày. Ở điều kiện tự nhiên là khoảng 3- 5 ngày.</small>

<small>1.3.2.4 Chu ky sinh trưởng của tảo</small>

Sự sinh trưởng của tảo được diễn tả bằng sự phân chí tế bio, Với chế độ dinh dưỡng thích hợp và điều kiện sin lý học thuận lợi, quá tình sinh trưởng của tảo ri qua ít <small>nhất các pha sau [14]</small>

<small>17</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<small>Pha chậm: Sự vơ hiệu hóa các enzim, sự giảm tốc độ trao đổi chịcủa tảo giống, t</small>

<small>bảo gia tăng kích thước do tăng các thành phần mới nhưng khơng có sự phân chia,</small> su tổ khi

<small>một số th các té bào tì cần cho qua tình cổ địnhfh tần được tạo ra do et</small> cacbon, hoi động của các độ tổ nào đồ có mặt rong mơi trường, hy do cấy tảo vào mơi trường có chứa một vài chất có nằng độ quá cao.

Pha tăng trường: là giải đoạn mà tế bào phân chia rt nhanh và liên tục Tốc độ tăng <small>trường trong giai đoạn này tùy thuộc vào kích thước tế bảo, cường độ ánh sáng, nhiệt</small>

<small>Pha tăng trưởng chậm: Khi có một vài nhân tổ xuất hiện như: sự giảm sút của yếu tổ</small> dinh đưỡng nào đó, tỷ lệ cung cấp oxi và cacbonic, sự thay đối pH, sự hạn chế ánh <small>sáng, sự xuất hiện các yếu 16 ngăn cản sự phân chia các tế bào do một chất độc nào</small> đó...thì quá trình sinh trướng của tảo bị ức chế, đây là giai đoạn đầu của pha tăng trưởng chậm, Tuy nhiên, pha này diễn ra rất nhanh với sự cân bằng được tạo ra giữa tốc độ tăng trưởng và các nhân tổ giới hạn, nó được xem là pha quân bình.

Pha suy tin: khi các chất nh dưỡng trở nÊn can kiệt không đủ cung cấp cho sự sinh <small>trưởng và trao đổi chất đến mức trở nên độc hại. ảo sẽ bị suy tần gọi là pha chết</small>

1.3.3.Cée yếu t môi trường trong bé nuôi tảo 13.3.1 Ảnh sáng

Cũng như các loài thực vật khác, tảo tổng hợp cacbon vô cơ thành các vật chất hữu cơ

<small>nhờ quá trình quang hợp do đó ánh sing đóng vai trị quan trọng trong quá trình này.</small>

Cường độ ánh sáng cần thiết cho nuôi cấy tảo thay đổi tay theo mật độ tảo, độ sâu

<small>nước nuôi, dụng cụ nuôi cấy. Quá tnih quang hợp của tảo sẽ gia tăng khi cường độ</small>

<small>bức xạ mặt tri gia ting và sẽ giảm khi cường độ bức xạ mặt tri giảm [17]. Ở điều</small>

<small>Xiện phịng thí nghiệm, ánh sing được xác định cho sự phát triển của tảo Spirulina là</small> 150-200 pmol/m’/s, Năng lượng nào mà tảo hấp thu được chuyển hóa từ dạng cacbon <small>vơ cơ (khí COs, độ kiểm HCO, thành dạng cacbon hữu cơ ở dạng đơn giản nhất làđường đơn qua q trình quang hợp. Cường độ ánh sáng thích hợp khi ni trong bình</small> thủy tinh dung tích nhỏ khoảng 1000lux, với bỄ nuôi lớn cường độ ánh sáng à

<small>5.000-10,000 lux [18]</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

<small>1.3.3.2 Nhiệt độ</small>

<small>Mỗi lồi tảo cin ni ở một khoảng nhiệt độ thích hợp, ngồi ngưỡng nhiệt độ tảo sẽ</small>

<small>khơng phát triển và có thể bị chết. Tuy nhiên, tảo Spirulina platensis có thé nuôi trong</small>

<small>26C vị</small>

năm mức nhiệt độ khác nhau là 26-34°C, ở mức nhiệt đ mật độ nuôi cấy ban đầu 5,000 ế bào/ml, nuôi trong môi trường Zarouk (Godia el al, 2002) thi sau 25 ngày muôi cấy tảo có thể đạt mật độ ơi da 2.508.148 ế bào/ml [19] .Ni tảo trong phịng sẽ dễ dàng khơng chế được nhiệt độ trong khi ni ngồi trời thời sit thay đổi bat thường nên không khống chế được nhiệt độ.

<small>1333 pH</small>

Mặc dù có một số lồi tảo có khả năng chịu được phạm vi rất rộng (pH 6-11) [18]. Tuy nhiên, pham vi pH thích hợp cho sự phát tiển của hầu hết các loài táo là 7-9, i ma là

<small>giàu Bicutbonic và độ iềm cao (độ pH từ 5-11) (Zanonk, 1966), Spirulina pltenss</small> 8,7. Đối với Spirulina platensis có thé sống và phát triển nhanh trong mơi trường,

<small>có thể sống trong 4 mức pH khác nhau từ 4 — 10, ở mức pH = 8 với mật độ nuôi cấy</small>

<small>ban đầu là 5.000 tế bio/ml trong mỗi trường Zarouk (Godia el al, 2002) thì saw 15</small>

<small>ngày ni cấy tio có thể dat mật độ tối da là 458.642 tế bào/ml [19]. Spirulina</small> platensis có thể thích nghi với môi trường thay đổi pH, tuy nhiên sự thay đổi này xảy. <small>ra đột ngột sẽ din đến sự phá hùy tế bảo, điều này xây ra đối với mỗi trường có dung</small> dich đệm khơng tốc. Sự hip thu ion NO; sẽ dồn đến sự tăng pH của môi trường và ngược lại sự hip thu NH," sẽ làm giảm pH (Oh ~ Hama, 1986). pH có thé khống chế <small>trong phạm vi thích hợp bằng cách sục khí hay bổ sung Ca(HCO,); [20]. Trong q</small> trình ni cấy mật độ tảo càng cao sự thay đổi pH trong ngày càng lớn, thấp nhất vào <small>sing sớm và cao nhất vào lúc xế chiều.</small>

Ngoài các yếu tổ trên sục khí cũng có vai trỏ quan trọng giúp tảo lơ lửng trong nước. tránh lắng xuống đáy, làm tảo có cơ hộ tiếp xúc đều với ánh sáng và chit dinh dưỡng. <small>‘Dong thời, sục khí hạn chế sự phân ting nhiệt độ, sự kết tha của kim loại cũng như sự</small>

g xuống đầy của các kim loại nặng <small>1.3.34 Dinh dưỡng</small>

<small>a, Dam</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<small>Nitrogen được tảo sử dụng dé tạo ra các amino acid, acid nucleic, chlorophyll và cáchp chit hữu eo chứa no khác. Nito chiếm 1-10% trong lượng khô của bào tio [4]</small> Niưat được sử dụng nhưng với nỗng độ rất thấp ...Các muối ammonium cũng được tảo sử dụng tong thai gian dài như NH” nhưng nồng độ phải thắp hơn 100 mg/l trong: <small>khi NOy được tảo sử dụng chính [2I].. Việc bổ sung ammonium vào tế bào tảo khi</small> dang hip thu nitrate thì ngay lập tức sẽ hạn chế hồn tồn q tình này. TẾ bào <small>Spirulina platenss tăng trường tắt nhất khi him lượng ure bổ sung vào môi trường</small> Ấy là 500 mg/l với cường độ ánh sáng là 5600 lux. Sự thay đổi quá trình trao đổi chit kết hợp với tốc độ phát tiển của tổ bào giảm dưới điều kiện thiếu nitrogen (Oh <small>hama, 1986). [20] Nguồn nitrogen cung cấp không những ảnh hưởng đến q trình</small> hít tiển của tio mà nó cịn ảnh hưởng đến thành phần sinh hóa của ế bào tio.

<small>Lân là một tong những nhân tổ chính trong thành phẫn của tio. Lan có vá trị chínhtrong da số các quá trình xảy ra wong tế bào đặc bit là q trình chuyển hóa năng</small> 16 giới hạn sinh lượng và tổng hợp acid nucleic. Giống như đạm, lần cũng là

trưởng của tảo. Tảo sử dụng chủ yếu là phốt pho vô cơ. Phốt pho hữu cơ thường được

<small>thủy phân bởi các enzim ngoại bảo như phosphoesterase, phosphatase dé chuyển sang</small>

dạng phốt pho vô cơ dễ iêu 22]. Việc hip th lân ở tảo được kích thích bởi ánh sáng. <small>Lân thường tồn tại ở hai dạng phosphat hữu cơ (DIP) hoặc phospho vơ cơ hịa tan</small>

<small>(DOP). Hầu hết phospho hòa tan là DOP. Dip thưởng ở dạng Orthophosphat (PO, `) và</small>

một ít Monophosphat (HPO,È) và Dihydrogen Orthophosphat (H;PO, ). Tảo chỉ có thể sir dụng phosphat hữu cơ hịa tan, Khi mỗi trường thiếu phosphat hữu cơ hòa tan, tảo <small>có thể tiết ra enzym alkaline phosphatase, đây là một loại enzym ngoại bào có khả</small> năng giải phóng phosphat trong phạm vi chất hữu cơ. [23] Hơn nữa, khi hàm lượng. phosphat hữu cơ hòa tan biển động trong khoảng thời gian ngắn th ảo có thể hấp thu <small>‘va dự trữ phosphat trong tế bào.</small>

<small>©. Kali</small>

<small>+ Kali thười</small> 1g có nồng độ cao trong nước thiên nhiên. Ý nghĩa Kali trong đời sống thủy sinh vật rất lớn: Kali xúc tiến quá tình quang hợp bằng cách thúc dy quá tình <small>vận chuyển glucid từ phiến lá vào các cơ quan khác. Khi thiểu Kali sự hình thành các</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

<small>++ Natri: lon Nat phổ biến rộng rãi rong nước thiên nhiên và mức độ phổ biển wong</small> ết cao năng bị chậm lại và hàm lượng phospho trong các acid nucleotie bị giảm.[

sắc cation chiếm vị tí hàng div, Trong nước ngọt chiếm khoảng 5-15%, trong thành phần co thé của thủy sinh vật chiếm khoảng 0.5-1% trọng lượng cơ thể chúng.

++ Magie: Mg" rất quan trong đối với thực vật vi nó có cầu từ rung tâm của điệp lục tổ. Thiếu Mgˆ" thực vật không tạo được digp lục tổ nên không quang hợp được chất ân thiết fin H

hữu cơ. Mg” rấ ết cho việc hấp thu và di chuyển lân. [21]Mg* cũng. <small>trong thức ăn của enzyme</small>

+Ca”": Là sản phẩm của q trình phân hóa đất đá, đặc biệt là q trình rửa đá vơi, dolomit và thạch cao. lon Ca” thường kết hợp với ion CO,Ÿ, HCO;, §O/Ÿ: dạng <small>HCO; dễ chuyển hóa thành CaCO, và phóng thích CO; cho quá trình quang hợp của</small> thực vật phù du trong nước. Ca làm cho nước bớt chua, im tang độ hịa tan, đồng <small>hóa các chất dinh đưỡng khác như đạm phospho, tạo sự quân bình giữa các mỗi dinh</small> cđưỡng trong nước, giáp cho vi sinh vật hoạt động tốt hơn, cung cấp Ca cho thực vật 3e: Sắt là một trong những nhân tổ rit cin thiết cho đồi sống thủy sinh vật mặc dù nh cầu về nó khơng lớn lắm. Chất digp lục cây xanh khơng thé tạo thành được nếu khơng có sit, mặc dit trong thành phần điệp lục khơng có sắt. Him lượng sắt trong <small>nước ngọt cao hơn trong nước biển đến hàng chục ppm. Hàm lượng các muối sắt hòa.</small> tan ti lệ nghịch với pH (pH càng cao muối hịa tan của sắt căng thấp), do đó khi q <small>trình quang hợp của thực vật phù du trong ao xây ra mạng làm pH của nước tăng các</small> muối hòa tan sắt hầu như hết hản [14]

<small>++Mangan: Ở him lượng thấp (0.001-0.002ppm) có tác dụng kích thích sự tăng trườngcủa thực vật, hàm lượng Mn thích hợp cho tảo là 0 002 ppm). [14]</small>

+Cu”: cũng là nguyên tổ vi lượng cin cho thực vật phát triển. TiẾp xúc với lượng

<small>đẳng cao sẽ ức chế thực vật phát trién hoặc giết chết thực vật do phá hủy chức năng</small>

của tế bảo đảm nhận các quá tinh quang hợp, hô hấp, tổng hợp chlorophyll và phân <small>chia tế bào của thực vật. [22]</small>

++ Zn": fa thành phần cấu tạo carbonicanhydrase (x <small>tác phân ứng hydrase hóa), làm,tăng khả năng vận chuyển oxy.</small>

<small>a</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

<small>1.3.4, Các phương pháp ni tảo</small>

“Có 3 phương pháp nudi tảo nuôi cấy iên tục, nuôi cấy theo mẻ, nuôi bán hiên tục [18]

<small>hôi theo mẻ: Ni tio trong các bé ni có mơi trường đỉnh dưỡng , sau một vài ngày</small>

<small>khi mật độ tảo lên đến cực đại hoặc gin cực đại thì thu hoạch. Đây la phương pháp khá</small> phổ biến được áp dụng nhiều nơi vì nó đơn giản, thuận tiện , có thể xử lý khi môi <small>trường nuôi gặp sự cổ.</small>

<small>Nuôi bán liên tục: Phương pháp này nhằm mục đích kéo dai thời gian nuôi bằng cách</small>

<small>thu hoạch táo từng phần. Sau ki thụ hoạch tì cấp thêm nước và mơi trường dindưỡng để cho tảo tp tục phát triển. Thông thường thì mui bán liên tục khơng tính</small> được thời gian ni kéo dài bao lâu vì cịn phụ thuộc vào chất lượng nước và các loài <small>động vật dữ sử dụng làm thức ăn hoặc cạnh tranh không gian sống.</small>

Nuôi liên tục: Là phương pháp nuôi tương đối hiện đại, giá thành cao và địi hỏi quy. trình ni chặt chẽ. Nguyên tắc nud là ign tue dẫn tảo đến b ni âu trùng đồng thơi cấp nước có môi trường dinh dưỡng cắp phải bằng nhau. Nuôi theo phương pháp này <small>số thể kéo đài thời gian nuối 2 3 thắng.</small>

1.3.5. Cúc cơ chế xử lý mước thải của tảo Spirulina Platensis <small>1.3.5.1 Hệ v sinh vật trong nước thi</small>

<small>'VSV là những sinh vật có kích thước vơ cùng nhỏ bể, TẾ bào của chúng khơng thể</small>

<small>nhìn thấy được bằng mắt thường mà phải sử dụng kính hiễn vi với độ phóng đại ừ 400</small> đến 1000 lần. [2S]

“rong nhiều trường hợp, mỗi loi nước thải có một khu hệ vi sin vật đặc trưng, Nước <small>thải sinh hoạt chứa phân, nước rửa, tắm giặt, thức ăn thừa ...chứa rắt nhiều vi khuẩn ,</small>

<small>trung bình từ vài triệu đến vai chục triệu cá thể trong Iml. Trong đó chủ yếu là:</small>

<small>- Vi khuẩn gây thối như Pseudomonas fluorescens, P. aeruginosa, Proteur vulgaris,Bac.cereur, Bac.subtilis, Enterobacter cloacae ... [36]</small>

<small>- Đại điện của các nhóm khác như vi khuẩn phân giải đường, tinh bột, cellulose, urea.</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

<small>“Các vi khuẩn thuộc nhóm Corliform, là vi sinh vật chỉ thị cho mức độ 6 nhiễn phân</small>

<small>trong nước ở mức độ cao, có thé dao động từ vải nghin đến vài trim nghìn cá thé tong</small>

<small>Im nước thải</small>

“Trong nước thải giàu chất hữu co, các vi khuẩn có dạng hình dng giữ vai trỏ rất quan trọng, trước hết phải kế đến một đại diện là vi khuẩn Sphaerotius natans, thường hay bị nhằm là "nắm nước thải". 26] Nó phủ lên mặt đầy của ving nước cực bin một lớp <small>khổi tế bảo day đặc, bằng mắt thường cũng có thé quan sát được, Trên sơng nó tạo,thành các sợi và các búi. Khi bị đứt ra sẽ ti nỗi day trên mặt nước. Bon nảy thường,</small> phất tién mạnh ở vũng nước có di ony. Ngồi việc xuất hiện ở nước thải sinh <small>boat Sphaerotilus natans thường được thấy có trong nước thải của các nhà mấy</small>

<small>cellulose và thực phẩm,</small>

Do sự phát triển mạnh của Sphaerotilus, oxygen bị tiêu thụ nhiễu. Khi một lượng <small>lớn Sphaerorilus natans tích tụ ở những ving nước lặn sẽ xuất hiện tỉnh trạng bio</small> động về oxy. Nó sẽ nhanh chóng làm cho oxy trong nước biến mắt hoàn toàn. Cuối <small>cùng rồi</small> ä khối Sphaerotilus natans cũng chết vi bị thi ria, H;S sẽ xuất hiện cũng một lúc với một số chất khác. Trong mỗi trường lúc này khí HS được tạo thành cịn

<small>đo q trình phản ứng sulfate hố của vi khuẩn phản sulfate như Desufovibri</small>

Bên cạnh vi khuẩn, trong nước thải giàu chất hữu cơ cũng có chứa nhiều loại nắm. <small>men. Có thể dao động từ vài ngin đến vài chục ngân t bào nắm men trong Il. Phổ</small> biến nhất là đại điện của Saccharomyces; kế là Candida, Cryptococcus, Rhodotorula <small>(27)</small>

“rong nước thai sinh hoạt cũng chứa nhiều bio từ sợi nắm mốc. Nắm mốc tiêu biểu

<small>1a Leptomitus laclews, Fusarium aquaeducteum. Giống như Sphaerolilus natans, ở</small>

những nơi 6 nhiễm mạnh (như nhiễm dịch kiềm fulite cia công nghiệp chế biển gỗ), eáee giống nim này phát triển rộ lên và tạo thành những đám nắm đáng sợ:Một số <small>nước thải cũng phit hiện nhiều vi khuẩn phản nitrat hod như Thiobacilusdenitrificans, Micrococcus denitrificans; vi khuẩn sinh methane (CHỊ)... Trong nước</small> thải chứa đầu, người ta cũng tìm thấy các vì khuẩn phân giải hydrocarbon

<small>2B</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

<small>như Pseudomonas, Nocardia ...Trong nước thải có thé cịn có một tập hợp khá đồngđúc các loài tảo (Alage), gồm Khoảng 15,000 loài. Chúng thuộc Tảosilic(Bacillariophyta), Tảo lục (Chlorophyta), Tảo giáp (Pyrrophyta)... [2T] [28]</small>

<small>Ngồi vi khuẩn, trong nước thải cịn có nhiều loại nấm, nhất là nấm men như:</small>

<small>Saccharomyces, Candia, Cryptococcus, Rhodotorula, Leptomitus lacteus, Fusarium</small>

daquaeductewm...Trong đồ, nắm Leptomitus lacteus có Khả năng phát triển thành khối <small>nhầy cùng vì khuẩn Sphaerptilus natans rong 90-120 phút và có thể bịt kín hoàn toàn</small> sắc song chắn rác làm cản trở đồng chảy. sây phién hà trong việc thải nước [27] <small>Leptomitus lacteus có thể sống xung quanh năm ở sơng hỗ và phát triển mạnh vào mùađông,</small>

<small>1.3.5.2 Cơ chế làm sạch nước bing vi sinh vật</small>

<small>“Các q tình vật lý, hóa học như sự sa lắng va sự oxy hồa giữ vai trd quan trọng trong</small>

<small>quá trình lầm sạch nước thải. Tuy nhiên, đóng vai trỏ quyết định tong làm sạch nước</small>

<small>thải vẫn là các quá trình sinh học. Tại chỗ nước thải đổ ra, thường tụ tập các loại chim,</small> cá. Chúng sử dụng các phế thải từ đỗ ăn và rác làm thức an. Tiếp sau đó là các động <small>vật bộc thấp như ấu tring của côn tring, gi và nguyên sinh động vật. Chứng sử dụng</small> các hạt thức ăn cực nhỏ làm nguồn dình dưỡng. Song cin phải nhấn mạnh vai rồi quyết định của các VSV trong quá tình làm sạch nước thải Cơ chế của quá tình làm

<small>sạch nước thải đo các VSV bao gồm ba giai đoạn sau:</small>

<small>ìo VSV,</small>

+ Các hợp chất hữu cơ tiếp xúc với

<small>+ Quá tình khuếch tấn và hắp thy các chất ô nhiễm nước qua màng bán thắm vào</small> é bào VSV.

<small>các chit 6 nhiễm trong nội bio để sinh ra năng lượng và tổng hợp vật</small>

<small>liệu mới cho tế bào VSY.</small>

Ca ba gai đoạn này có mỗi iên quan rất chặt chế với nhau làm ndng độ các chất sây 6 nhiễm trong nước giảm dẫn

<small>Theo phương thức đình dưỡng, các VSV được chia làm hai nhóm chính [29]</small>

<small>+ Nhóm VSV tự dưỡng: Nhóm VSV này có khả năng oxi hóa chất vơ cơ để thu năng</small> lượng và sử dụng CO; làm nguồn cacbon cho quá tình sinh tổng hợp. Trong nhóm <small>này có các vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn sắt, vi khuẩn lưu huỳnh.</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

+ Nhóm V§V dị đưỡng: Nhóm VSV này sử dụng các chất hữu cơ làm nguồn eacbon <small>inh đưỡng và nguồn năng lượng để sinh trưởng, xây dựng tế bào và phát tiễn. Các</small> VSV dị dưỡng có thể chia thành ba nhóm nhỏ dựa theo hoạt động sống cia chúng đối <small>với nhu cầu oxy:</small>

+ Nhóm VSV hiểu khí: là nhóm VSV cin oxy để sống, giống như q trình hơ hap ở <small>động vật bậc cao. Sự phân hủy các chit hữu cơ ở điều kiện hiểu khí th hiện ở phản</small>

<small>+ Nhóm VSV ky khí là nhóm VSV có thể sống và hoại động ở điều kiện ky khí(khơng cin có oxy của khơng kh. Các VSV này có khả năng sử dung oxy trong</small> những hợp chất nitrat, sunfat để oxy hóa các chất hữu cơ, Sự phân hủy các chất hữu cơ <small>ở điều kiện kj khí được thể hiện ở các phân ứng saul27Ì</small>

Chất hữu cơ + NO; + SO,” VSV ki khí „ CO; + H;O +CH, + Ny + H;§ + NH + <small>anit hữu cơ + sinh khối VSV + năng lượng</small>

<small>+ VSV tay nghỉ hay còn gọi là V§V ky khí ty tiện: Nhóm VSV này có thể sinhtrường trong điều kiện có hoặc Khơng có oxy. Chúng ln có mặt trong nước thi[Nang lượng được giải phóng ngồi một phần thốt ra ở dạng nhiệt, phin cồn li được</small> sử dụng cho vige sinh tng hợp hình thành tế bao mới.

“Trong số các nhóm VSV làm sạch nước thải, vi khuẩn có số lượng nhiễu nhất và cũng đồng vai trị quan trọng nhất, Ngồi ra, cũng có các nhơm VSV khác như nắm men, nắm mốc, xạ khuẩn nhưng số lượng it hơn vi khuẩn. Những nhóm này là các V§V di dưỡng hiểu khí. Nhiề loi nắm, kể cả nắm độc có khả năng phân hủy xenlulo2o, hemixenlulozo va đặc bigt là lignin. Tuy nhiên, vai trd của nắm, kể cả nắm mốc, nắm <small>men, cũng như xạ khuẩn trong quá trình xử lý nước thải không quan trong bằng vikhuẩn,</small>

<small>1.3.5.3. Khả năng xử lý nước bằng vi tảo,</small>

<small>25</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

“Tảo là thực vật bậc thấp, sống theo kiểu quang tự dưỡng, di dưỡng hoặc tạp dưỡng. Có <small>loại tảo có cấu trúc đơn bảo, có loại mọc nhánh đài. Chúng là thực vật phù đa, có thểtồi nổi ở trong nước hay móc vào các giá đỡ (oi</small>

<small>50.000 lồi tảo trên thể giới thì vi tảo chiếm đến 2/3. Nhiễu loi</small>

<small>thực vật khác). Trong số khoảng,tảo, như ví táo cịn</small> được xếp vào nhóm VSV, tảo lam được xếp vào nhóm vi khuẩn lam. Tảo phát triển <small>Jam nước có màu sic, thực chất là màu sắc của tảo (tảo lam Anabaena cylindrica làm</small>

<small>cho nước có màu xanh lam, Oscilatoria rubecens làm cho nước ngà màu hồng, các</small>

<small>loài khué tii Melorisa, Navicula làm cho nước có mau ving nâu...) [7]</small>

<small>Trong nước thải gid nguồn N va P la điễu kiện tốt nhất cho tảo phát triển. Nguồn CO,</small> có thể do VSV hoạt động thải ra trong nước, phân hủy các chất hữu cơ tạo thành và <small>củng cấp cho tảo hoặc từ khơng khí</small>

<small>Cor sở sinh học của việc sử dụng một số loài tảo để xử lý nước thải là dựa vio đặc tínhsinh trưởng tự nhiên của chúng. Tảo sử dung CO; hoặc bicacbonat làm nguồn cacbon</small>

<small>và nguồn nơ, phốt pho vô cơ để cầu tạo tế bào đưới tác dung của năng lượng ánh</small>

<small>sáng mặt trời, đồng thời thải ra khí oxy, Qúa trình quang hợp của táo được biểu diễnnhư sau:</small>

CO; + NH,’ + PO,* > TẾ bào tảo mới (tang sing khối) +

Các khí oxy phân từ sink ra im giu thêm him lượng oxy hòa tan trong nước, tạo điều <small>Xiện thuận lợi giúp vi khuẩn hiểu khí phát triển và thúc đẩy các phản ứng oxy hóa —</small> khử tong q tình phân hủy hiểu khí các chất hữu cơ xây ra nhanh hơn.

<small>Vai trd chính của tảo và thực tập thủy sinh là khử nguồn amonium hoặc nitat, cùng</small> nguồn photphat có trong nước . Việc làm giảm các chất hữu cơ ö nhiễm trong nước <small>chủ yếu là nhờ một số loại vi khuẩn, tảo và thục vật khác chỉ sinh oxy và có rễ để vi</small>

<small>khuẩn bám vào, cùng tần lá che chin làm giảm tác động của ánh sáng mặt trời giúp vikhuẩn khỏi chi</small> và tạo đi kiện cho chúng hoại động tốt hơn.

<small>Các lồi vi tảo có thể làm thức ăn tự nhiên rong nuôi trồng thủy sản. Một sé lồi tảo</small>

<small>có khả năng phát tiễn rên một số loại nước thải đồng vai trỏ quan trọng trong quátình lầm sạch nước thi. Cũng với các VSV khác, vi tảo giữ vai tò như may lọc sinh</small> học tự akin, trụ tếp hip thụ tắt cả những sin phẩm thừa, sin phẩm su cũng của <small>phân hủy hữu cơ và chuyển hóa ching sang dang ít độc hại hơn hoặc phân giải chúng</small>

<small>thành những vật chất khác đơn giản và vơ hại. Những lồi tảo và vi khuẩn lam nước</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

<small>hi</small> ngọt được sử dung phổ biển trong qué tinh xử lý nước thải chủ yếu thuộc c

<small>Chlorella, Spirulina, Seenedesomus... 7[Tl nhiều năm qua đã có nhiều nghiên cứu«quan trong trong và ngồi nước vé việc ứng dụng các loài tảo tong xử lý nước 6</small>

Mặc dù phương pháp sinh học sử dụng thực vật thủy sinh hay vật liệu sinh học vẫn có. khả năng hip thu kim loại thành công, nhưng hiệu quả khi sử dung vỉ tảo là vượt trội <small>hơn so với những nguyên liệu khác, Một số tu thể đặc biệt khi sử dụng vỉ tảo so với</small> tắt cả các phương pháp khác:

<small>Nhiễu loại vi tio có khả năng thu nhận kim loại nặng ở mức độ cao, nồng độ kim loại</small> năng ích lũy bên trong các cấu trúc tễ bào của chúng có thé cao gắp hàng nghĩn lẫn <small>nồng độ trong tự nhiên. Diện tích bề mặt riêng của sinh khối vỉ tảo vô cùng lớn làm</small> ‘cho chúng rất hiệu quả trong việc loại trừ và tái thu hồi kim loại nặng trong nước, Sự hp tha sinh học các on kim loại nhờ tảo tốt hơn so với sự kết tia hóa học ở dạng <small>thích nghĩ với sự thay đổi pH và nồng độ kim loại nặng; tốt hơn phương pháp trao đổi</small>

<small>à dả</small>

ion thấu ngược ở khả năng nhạy cảm với sự hiện diện của chit rn lơ lửng, <small>các chất hữu cơ, và sự hiện diện của các kim loại khác [30]</small>

C6 khả năng xử lý với một thể tích lớn nước thải với tốc độ nhanh.

<small>'Có tính chọn lọc cao nên nồng độ kim loại nặng còn lại sau xử lý sinh học có thể chỉ</small> cịn thấp hơn 1 ppm trong nhiễu trường hợp.

Hệ thống xử lý sinh học khơng cần các thiết bị hóa chit đắt iễn, dB vận hành, phù hợp với các điều kiện hóa lý khác nhau nên giá thành thp (chỉ bằng khoảng 1/10 giá thành <small>ccủa phương pháp trao đổi ion).</small>

<small>“Trong hoạt động quang hợp của mình vi tio cịn thu nhận một lượng lớn khí Ct</small>

muối dinh dưỡng, có tắc dụng làm giảm hiệu ứng nhà kính, ngăn ngừa và khắc phục. <small>tình trạng phì dudng (eutrophication) của mơi trường nước.</small>

'Các yếu tơ cần thiết cho q trình xử lý nước thải bằng tảo [7]:

<small>Pa</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

Daring chét: Ammonia fi nguồn đạm chính cho ảo tổng hợp nên protein của tế bào <small>thơng qua q trình quang hợp. Phospho, Magiesium va Potassium cũng là các dưỡng</small> chit anh hưởng đến sự phát iển của tảo Tỷ lệ P MẸ : K trong các bào ảo tương <small>ứng là 15: 1:05</small>

.Độ sâu của ao téo: độ sâu của ao tảo được lựa chọn trên cơ sở tối wu hóa khả ning <small>ia</small>

nguồn sang trong quá tình tổng hợp của áo. Theo các cơ sở lý thuyết thi độ sâu tối da <small>của ao tảo khoảng 12,Sem, Nhưng những thí nghiệm trên mơ hình cho thấy độ sâu tối</small> vụ nằm tong khoảng 20 *u của ao tảo<small>25cm. Tuy nhiên trong thực tẾ sin xu, độ</small> nên lớn hơn 2em ( và nằm trong khoảng 40 ~ S0em) để tạo thời gian lưu tồn chất thải trong ao tảo thích hợp và trừ hao thể tích mắt đi do cặn lắng

Thời gian lưu tbn của nước thải rong ao: thời gian tỒn của nước thải ỗi ưu là thời

gian cần thiết để các chất dinh dường trong nước thải chuyển đổi thành chất định

dưỡng trong t bào tảo. Thường tl chọn thời gian lưu tổn của nước thải trong các ao <small>lớn hơn 1,8 ngày và nhỏ hơn 8 ngày</small>

Lượng BOD nạp cho ao tả: lượng BOD nap cho ao ảo ảnh hưởng đến năng suất to, <small>nếu lượng BOD nap quá cao môi trường rong ao tảo sẽ tr nên ym khí ảnh hưởng</small> đến q trình cộng sinh của tao vi khuẩn.

<small>Khu</small> Íy trộn và hồn lưu: q tình khuẨy trộn trong các ao ảo rất cần thiết nhằm ngăn không cho các tế bào tio lắng xuống đáy và tạo điều kiện cho các dinh dưỡng tiếp xúc <small>với tio thúc dy quá trình quang hợp. Trong các ao tảo lớn khuấy trộn cịn ngăn đượcq tình phân tihiệt độ trong ao tảo. Nhưng việc khuấy trộn cũng tạo nên bất lợi</small> vì nó làm cho các cặn lắng nổi lên và ngăn cản quá tình khuếch tán ánh sáng và ao

1.4-Một số ứng dụng của tảo Spirulina Platensis trong xử lý

ĐỀ tài do tác gid Hoàng Sỹ nam, Đặng Diễm Hồng ( Viện Công nghệ sinh học) thực hiện đánh giá khả năng sinh trưởng và chất lượng của các chủng tảo trong 3 môi trường nước khoáng thuộc 3 địa diém (31). Ding thời đánh giá các chỉ tiêu hóa lí của <small>mơi trường nước và sau khi nuôi tảo làm cơ sở cho việc thiết lập quy trình ni đại trà</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

tim chi phí đầu tư, kéo di thời gian và thu sinh khổi tả tối da giữa các đợt mui. <small>Vật liệu đểén hin thí nghiệm bao gồm : Nguồn nước khoảng được lễtừ các nguồnnước khoáng thuộc 3 tinh Thạch Thành ~ Thanh Hóa, Thanh Tân ~ Thừa Thiên Huế,</small> “Thanh Liêm ~ Hà Nam được ký hiệu lương ứng là TH .HU HN. Các hóa chất cổ độ

<small>tỉnh sạch cao được dung để pha mơi trường Zarouk. Phân hóa học NPK của nhà máy</small>

sản xuất phân bón Lâm Thao. Các hóa chit chun dung như axtton, clo-ro-phooc, <small>metanoa... ngồi ra cịn dung một số lồi thuốc thử để phân tích ham lượng các chất</small> 6 trong mơi trường ni tảo. Kết qua thí nghiệm cho thấy, trong 3 loại nước khoáng <small>TH, HU, HN được sử dụng để mui trồng tảo Spirulina platensis, nước khống TH có</small> thành phần dinh đưỡng tốt nhất để

phần thơng số lý hóa tương tự nhau. Cả ba loại nước khoáng TH, HU và HN đều có <small>tơi trồng tảo, Hai loại nước khống này có thành.</small>

thể sử dụng để ni tảo Spirulina platensis, trong đó nước khống TH cho tốc độ sinh trưởng của tio cao nhất. Như vậy, có thể sử dụng nước khoảng TH để nuôi trồng cả <small>hai chúng táo $.platensis CNT và C¡ với công thức môi trường MT2. Với mỗi trường,dam bio so với</small> này chỉ phí cho ni tảo có thể giảm được 1⁄4 mà chất lượng tảo

nuôi bằng môi trường Zarouk chuẳn. Trong hai chủng CNT và Cy, ching CNT có tốc độ sinh trưởng cao gp 5 lần so với chủng Cạ. Thành phần hóa học của hai chúng tảo. <small>NT và C, khi được ni tring trong các mơi trường khác nhau có khác nhau song</small>

<small>vẫn đảm bảo chất lượng dé làm thực phẩm cho con người và động vật nuôi.</small>

<small>‘Theo Nguyễn Huỳnh Quang Thái, 2008, bổ sung tio Spirutina plarensis vào thức an</small>

<small>lâm tăng tỷ lệ sống của cá chép NhậN38] từ 46,8%(NTBC) lên 62.2% (NTH,83,39%4NT2) và 80%(NT3), Tuy nhiền. tảo Spirulina platensis bổ sung vào thức ănkhông ảnh hướng đến sự phát rin về trong lượng cá Chép Nhật. [24]</small>

<small>Spirulina platensis còn được nghiên cứu và ứng dụng trong công nghệ dược phẩm. Ue</small>

chế khả năng ti tạo của sự sinh sản HIV-1 bằng nước chiết xuất Spirulina: Nước chit <small>xuất Spirulina ngân ngừa sự sinh sản HIV-1 ở con người nhờ các bạch cầu lumpo T và</small> ‘bach cầu đơn nhân của hệ mi cô<small>dich được gia ting trong máu ngoại biên. Chiét xđặc 5-10ug/ml cho thấy làm giảm sự sản sinh virus khoảng 50%, và chiết xuất cô đặc</small> 100 pgimÌ cho thấy ức chế 90-100% mà khơng độc tinh đối với tế bào thường <small>Calcium Spirulina từ tảo xanh Spirulina, ức chế sự tái tạo màng bao virus: Việc phân.</small>

<small>29</small>

</div>

×