Tóm tắt luận án Tiến sĩ Công nghệ sinh học: Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật bản địa để xử lý nước thải trong giết mổ gia súc tập trung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI<br /> <br /> TRẦN THỊ THU LAN<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT BẢN ĐỊA ĐỂ XỬ LÝ<br /> NƯỚC THẢI TRONG GIẾT MỔ GIA SÚC TẬP TRUNG<br /> <br /> Chuyên ngành: Công nghệ sinh học<br /> Mã số: 62420201<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC<br /> <br /> Hà Nội - 2017<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại:<br /> Trường Đại học Bách khoa Hà Nội<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Văn Cách<br /> <br /> Phản biện 1: ………………………………<br /> Phản biện 2:………………………………..<br /> Phản biện 3: ……………………………….<br /> <br /> Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp<br /> Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội<br /> Vào hồi ….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:<br /> 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội<br /> 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> Nước thải và chất thải rắn giết mổ có hàm lượng lớn chất hữu cơ, nitơ<br /> đồng thời chứa một số lượng vi khuẩn gây bệnh cao, nếu thải trực tiếp ra<br /> môi trường sẽ gây các tác động xấu tới môi trường xung quanh, đặc biệt là<br /> sức khỏe con người. Tuy nhiên các giải pháp xử lý tại nguồn đang còn tồn<br /> tại nhiều bất cập trong việc áp dụng thực tế cho các lò giết mổ như: đòi hỏi<br /> mặt bằng xử lý lớn, hệ thống xử lý vận hành phức tạp, chi phí vận hành<br /> cao... Đây là những lý do khiến các lò giết mổ hiện nay phần lớn không có<br /> hệ thống xử lý hoặc có nhưng chỉ mang tính chất đối phó. Để khắc phục<br /> tình trạng này việc nghiên cứu tạo ra công nghệ thích hợp giải quyết được<br /> các bất cập trên là vô cùng cần thiết.<br /> Nhằm góp phần giải quyết vấn đề trên, Luận án đã tiến hành thực hiện<br /> đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật bản địa để xử lý nước thải<br /> trong giết mổ gia súc tập trung”.<br /> Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu phát triển chế phẩm vi sinh vật bản<br /> địa để áp dụng giải pháp công nghệ xử lý sinh học thích ứng có kết hợp<br /> khai thác chất ô nhiễm hữu cơ cho đối tượng nước thải giết mổ gia súc gia<br /> cầm, gồm các mục tiêu cụ thể sau:<br /> - Nghiên cứu phát triển chế phẩm vi sinh vật bản địa phù hợp với giải<br /> pháp tách thu bùn hoạt tính ngay trong quá trình xử lý sinh học (vi sinh vật<br /> bản địa, hiếu khí, có khả năng đồng hóa nguồn cơ chất đa dạng, phát triển<br /> tích lũy nhanh sinh khối, tạo bùn hoạt tính kết lắng thuận lợi và có năng<br /> lực cao trong xử lý nước thải giết mổ).<br /> - Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý nước thải giết<br /> mổ gia súc.<br /> - Thử nghiệm xây dựng quy trình công nghệ trong xử lý nước thải giết<br /> mổ gia súc có thu bùn hoạt tính cho mục tiêu tái chế phục vụ nông nghiệp.<br /> Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:<br /> - Nước thải giết mổ gia súc: nước thải giết mổ lợn và giết mổ trâu bò.<br /> - Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải giết mổ gia súc của chế phẩm<br /> trên quy mô phòng thí nghiệm và quy mô hiện trường 20 m3/ngày.<br /> Nội dung nghiên cứu:<br /> 1<br /> <br /> - Đánh giá chất lượng nước thải của một số cơ sở giết mổ gia súc ở khu<br /> vực Hà Nội.<br /> - Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có hoạt tính sinh học<br /> phù hợp, an toàn và có năng lực ứng dụng trong xử lý nước thải giết mổ<br /> gia súc.<br /> - Nghiên cứu điều kiện lên men và tạo chế phẩm vi sinh vật từ các<br /> chủng vi sinh vật đã tuyển chọn.<br /> - Thử nghiệm chế phẩm vi sinh vật để xử lý nước thải giết mổ gia súc<br /> quy mô phòng thí nghiệm (bình 5L và 35L)<br /> - Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm vi sinh vật để xử lý nước thải giết<br /> mổ gia súc trên mô hình xử lý pilot ngoài hiện trường quy mô 20 m3/ngày.<br /> Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:<br /> 1. Về khoa học: Luận án đã tạo được chế phẩm vi sinh vật bản địa phù<br /> hợp với mục tiêu tách thu được bùn hoạt tính ngay trong quá trình xử lý<br /> sinh học và hiệu suất xử lý COD đạt 94 – 97%, TN đạt 80 – 90%.<br /> 2. Về thực tiễn: Luận án đã thử nghiệm kiểm định chế phẩm trên mô<br /> hình xử lý PILOT ngoài hiện trường 20 m3/ngày để vận hành khởi động<br /> đến trạng thái xử lý ổn định chỉ sau 2 tuần, chất lượng nước thải sau xử lý<br /> đạt tiêu chuẩn xả thải loại B, theo QCVN 40:2011/BTNMT.<br /> Kết quả mới:<br /> 1. Đã phân lập, tuyển chọn được 3 chủng vi sinh vật bản địa phù hợp<br /> với mục tiêu xử lý tách thu bùn hoạt tính ngay trong quá trình xử lý sinh<br /> học trong xử lý nước thải giết mổ gia súc. Các chủng này phát triển tốt<br /> trong điều kiện hiếu khí, tạo bùn hoạt tính kết lắng thuận lợi và có năng<br /> lực xử lý giảm nhanh các chỉ số ô nhiễm, trong đó lượng bùn lắng sau 10<br /> phút đạt 90% so với lượng bùn lắng sau 30 phút, nên rút ngắn thời gian<br /> lắng phân ly thu bùn thải.<br /> 2. Đã bước đầu khảo sát động thái của quá trình xử lý nước thải giết mổ<br /> gia súc và cho thấy giải pháp phân ly sớm phần bùn hoạt tính tự lắng được<br /> ra khỏi hệ thống ngay trong công đoạn xử lý sinh học đã làm tăng hiệu quả<br /> xử lý TN từ 66% lên 86%; Đồng thời, đã thu được dữ liệu bước đầu về khả<br /> năng xử lý loại bỏ trực tiếp một phần cơ chất ô nhiễm polymer và thí<br /> nghiệm đã chỉ ra trong thời gian lưu nước 1 ngày thì polymer được xử lý<br /> 2<br /> <br /> và kéo theo bùn hoạt tính là 96% , mà không cần trải qua giai đoạn thủy<br /> phân.<br /> 3. Đã ứng dụng chế phẩm vi sinh tạo ra vào bể tích hợp trong xử lý<br /> nước thải giết mổ gia súc quy mô 20 m3/ngày và rút ngắn thời gian khởi<br /> động của hệ thống xuống mức 20 ngày, tăng hiệu suất xử lý COD và TN.<br /> Hiệu suất xử lý COD đạt 95 -98%, TN đạt 83-93%, chất lượng nước thải<br /> sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải loại B, theo QCVN 40:2011/BTNMT.<br /> Bố cục luận án<br /> Luận án được trình bày trong 131 trang: mở đầu (4 trang), tổng quan<br /> tài liệu (36 trang), vật liệu và phương pháp nghiên cứu (17 trang), kết quả<br /> và thảo luận (53 trang với 12 bảng, 42 hình), kết luận (2 trang), kiến nghị<br /> (1 trang), danh mục các công trình đã công bố (1 trang) và tài liệu tham<br /> khảo (9 trang với 19 tài liệu tiếng Việt và 77 tài liệu tiếng Anh), 8 trang<br /> phụ lục.<br /> 1. TỔNG QUAN<br /> Trong nước thải có chứa hợp chất hữu cơ cao, chất béo, dầu mỡ và hợp<br /> chất nitơ (protein, acid amin) [50]. Máu là nguyên nhân chính dẫn đến hàm<br /> lượng nitơ trong nước thải tăng cao và máu cũng là thành phần hữu cơ ô<br /> nhiễm chính trong nước thải giết mổ. Trong đó hàm lượng COD 1000 –<br /> 10.000 mg/L, BOD5 1000 – 8000 mg/L, TN 100 – 800 mg/L, TP 20 – 100<br /> mg/L và chất béo 20 – 400 mg/L [28], [46]. Thông thường, khối lượng<br /> máu so với trọng lượng cơ thể ở lợn là 4,6% (máu lợn có khối lượng riêng<br /> d = 1,060 g/cm3) [16]. Trong quá trình giết mổ, khoảng 30% lượng máu<br /> trong cơ thể động vật sẽ đi vào dòng thải.<br /> 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> 2.1. Vật liệu<br /> - Nước thải: nước thải lấy từ 2 cơ sở giết mổ lợn Thịnh An (xã Thịnh<br /> Liệt, Thanh Trì, Hà Nội), giết mổ trâu bò Khắc Ngoan (xã Bái Đô, Phú<br /> Xuyên, Hà Nội).<br /> - Các chủng vi sinh vật: được phân lập từ nước thải của các cơ sở giết<br /> mổ gia súc.<br /> 2.2. Phương pháp nghiên cứu<br /> 2.2.1. Phương pháp lấy mẫu<br /> 3<br /> <br />