Đang tải... (xem toàn văn)
THÔNG TIN LUẬN ÁN Tên luận án: Phân lập, tuyển chọn và ứng dụng vi khuẩn đông tụ để xử lý nước thải chăn nuôi heo ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã ngành: 62 42 01 07 Họ và tên nghiên cứu sinh: HỒ THANH TÂM Họ và tên người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGÔ THỊ PHƯƠNG DUNG Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Cần Thơ 1. Tóm tắt nội dung luận án Cùng với sự phát triển của ngành trồng trọt, chăn nuôi đặc biệt là chăn nuôi heo quy mô gia đình phát triển mạnh mẽ ở đồng bằng sông Cửu Long. Điều này đã dẫn đến sự ô nhiễm môi trường, do hệ thống thu nhận và xử lý chất thải, nhất là nước thải chưa được quan tâm đúng mức. Mặc dù đã có hệ thống tự hoại (biogas), nhưng nước thải sau biogas vẫn còn chứa nhiều độc chất cần được xử lý triệt để trước khi xả thải ra sông rạch. Có nhiều biện pháp được đề xuất xử lý nước thải này, trong đó có biện pháp sinh học là sử dụng vi khuẩn tạo chất kết tụ sinh học để làm sạch nước. Trong nghiên cứu này, xác định được vi khuẩn đông tụ có hiện diện trong nước thải trại chăn nuôi heo sau biogas ở 13 tỉnh đồng bằng sông Cửu Long. Vi khuẩn đông tụ tham gia xử lý nước thải bằng cơ chế kết dính các tế bào vi khuẩn nhờ vào tính kỵ nước của bề mặt tế bào, để gom những vật chất lơ lửng trong nước thải rồi lắng xuống đáy cùng với các nhóm vi sinh vật. Kết quả đánh giá khả năng đông tụ thông qua hiệu suất hấp thụ của pxylen với tế bào vi khuẩn, đã chọn 32 chủng vi khuẩn có hiệu suất đông tụ cao, từ 124 chủng vi khuẩn phân lập trong 150 mẫu nước thải chăn nuôi heo sau biogas ở đồng bằng sông Cửu Long. Sử dụng phương pháp truyền thống và phương pháp sinh học phân tử đã chọn được 1832 chủng vi khuẩn đông tụ thực hiện PCR với cặp mồi 8F 1492R , giải trình tự đoạn gen 16S rRNA, dùng phần mềm BLAST N so sánh với trình tự đoạn gen 16S rRNA có trong cơ sở dữ liệu NCBI. Kết quả định danh được 17 chủng vi khuẩn thuộc chi Bacillus, 01 chủng vi khuẩn Enterobacter và các chủng vi khuẩn đông tụ trong nước thải chăn nuôi heo sau biogas có sự đa dạng về trình tự nucleotide. Hơn nữa, 4 cặp chủng vi khuẩn đông tụ (B. cereus KG05 + B. megaterium VL01; B. cereus KG05 + Bacillus sp. VL05; B. cereus KG05 + B. aryabhattai ST02; B. megaterium VL01 + Bacillus sp. VL05) có hiệu suất đông tụ từ 71 – 88% được chọn làm cặp chủng vi khuẩn xử lý nước thải bằng phương pháp đông tụ sinh học và ứng dụng vào xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas quy mô 08 lít trong phòng thí nghiệm. Kết quả ở chu kỳ 1 (24 giờ) và chu kỳ 2 (7 giờ) đạt hiệu suất đông tụ từ 80 – 86%, các thông số pH, hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS), tổng lân (TP) và orthophosphate (PO43) đạt loại A của QCVN40:2011BTNMT (QCVN40), hàm lượng oxy hóa sinh học (BOD5) giảm từ 65 − 144 lần so với đối chứng, đạt loại B hoặc loại A của QCVN40, hàm lượng ammonium (NNH4+) giảm từ 55,3 – 74,6%, hàm lượng tổng đạm (TN) giảm từ 62,5 đến 74,6% so với đối chứng. Cặp chủng vi khuẩn Bacillus cereus KG05 + Bacillus megaterium VL01 được chọn đại diện, ứng dụng vào xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas quy mô 80 và 800 lít tại trại chăn nuôi heo, đạt hiệu suất đông tụ 90,4% (quy mô 80 lít) và 82,6% (quy mô 800 lít), các thông số pH, TSS, TP, PO43 đạt loại A hoặc loại B của QCVN40; hàm lượng BOD5, TN, NNH4+ giảm hơn 50% so với đối chứng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tính kỵ nước của bề mặt tế bào vi khuẩn là nguyên nhân chính tạo sự kết dính của các tế bào vi khuẩn, hình thành nên cơ chế đông tụ trong quá trình xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas, quá trình này được xem là một công nghệ sinh học tiền xử lý nước thải, góp phần cải thiện chất lượng nước thải chăn nuôi heo sau biogas ở đồng bằng sông Cửu Long. 2. Những kết quả mới của luận án (i) Tuyển chọn, định danh và xây dựng được mối quan hệ trình tự 16S rRNA của 18 chủng vi khuẩn đông tụ trong nước thải chăn nuôi heo sau biogas ở ĐBSCL, bằng phương pháp truyền thống và phương pháp sinh học phân tử. (ii) Tuyển chọn được 04 cặp chủng vi khuẩn đông tụ (B. cereus KG05 + B. megaterium VL01; B. cereus KG05 + Bacillus sp. VL05; B. cereus KG05 + B. aryabhattai ST02 và B. megaterium VL01 + Bacillus sp. VL05) có hiệu suất đông tụ cao. (iii) Xác định được cơ chế tạo sự đông tụ là sự kết dính các tế bào vi khuẩn với nhau, nhờ vào tính kỵ nước của bề mặt tế bào, cùng với sự tương tác của các yếu tố trong môi trường thích hợp là pH = 7, cation hóa trị II (Mg2+) ở nồng độ 20 mM, cation hóa trị I (K+) nồng độ 30 mM. Qua đó, các hạt lơ lửng trong môi trường được các tế bào vi khuẩn liên kết và gom tụ lại tạo thành khối rồi lắng xuống đáy cùng với tế bào vi khuẩn. (iv) Xây dựng được quy trình xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas, bằng phương pháp sinh học có bổ sung vi khuẩn đông tụ. Kết quả cho hiệu suất đông tụ từ 80 đến 90,4%, các thông số pH, TSS, BOD5, TP và PO43 trong nước thải sau xử lý, đạt loại A hoặc B của QCVN 40:2011BTNMT, NH4 và TN giảm hơn 50% so với nước thải ban đầu. 3. Khả năng ứng dụng trong thực tiễn Ứng dụng 04 cặp chủng vi khuẩn đông tụ (B. cereus KG05 + B. megaterium VL01; B. cereus KG05 + Bacillus sp. VL05; B. cereus KG05 + B. aryabhattai ST02 và B. megaterium VL01 + Bacillus sp. VL05) vào xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas tại các trại chăn nuôi heo ở đồng bằng sông Cửu Long, góp phần giúp ngành chăn nuôi heo được thân thiện với môi trường. Đóng góp tư liệu giảng dạy, tham khảo và nghiên cứu về vi sinh vật môi trường trong xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học. Người hướng dẫn Nghiên cứu sinh PGS.TS. NGÔ THỊ PHƯƠNG DUNG HỒ THANH TÂM
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ HỒ THANH TÂM PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VÀ ỨNG DỤNG VI KHUẨN ĐÔNG TỤ ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO Ở CÁC TỈNH ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: VI SINH VẬT HỌC Mã ngành: 62 42 01 07 CẦN THƠ, 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ HỒ THANH TÂM MS.NCS: P000028 PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VÀ ỨNG DỤNG VI KHUẨN ĐÔNG TỤ ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO Ở CÁC TỈNH ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: VI SINH VẬT HỌC Mã ngành: 62 42 01 07 Người hướng dẫn khoa học PGS.TS. NGÔ THỊ PHƯƠNG DUNG CẦN THƠ, 2015 Luận án Tiến sĩ, khóa 2012 - 2015 Trường Đại học Cần Thơ Hồ Thanh Tâm Viện Nghiên cứu và Phát triển CNSH i LỜI CẢM TẠ Lời cảm ơn đầu tiên, tôi xin được gởi đến PGS.TS. Ngô Thị Phương Dung và GS.TS. Cao Ngọc Điệp là người hướng dẫn khoa học cho tôi hoàn thành được luận án Tiến sĩ chuyên ngành Vi sinh vật học. Thầy và Cô đã tận tình hướng dẫn cho tôi thực hiện hoàn thành nội dung, phương pháp và kế hoạch triển khai công tác thí nghiệm một cách tốt nhất để có được sản phẩm của công trình nghiên cứu: Phân lập, tuyển chọn và ứng dụng vi khuẩn đông tụ để xử lý nước thải chăn nuôi heo ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long. Xin chân thành cảm ơn: - Quý Thầy, Cô trong Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu và phát triển Công nghệ sinh học, Phòng, Khoa chức năng thuộc trường Đại học Cần Thơ, đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi được học tập và nghiên cứu hoàn thành luận án Tiến sĩ. - Quý Thầy, Cô, cán bộ phòng thí nghiệm, nhân viên của Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ sinh học – Trường Đại học Cần Thơ đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án của mình. - Xin gửi lời cảm ơn đến trường Cao đẳng Cần Thơ đã sắp xếp công việc và tạo điều kiện thuận lợi về thời gian, để tôi hoàn thành kế hoạch học tập toàn khóa trong chương trình đào tạo Tiến sĩ. Xin chân thành cảm ơn Hội đồng đánh giá luận án Tiến sĩ cấp Cơ sở: 1. PGS.TS. Trần Nhân Dũng, Trường Đại học Cần Thơ 2. TS. Nguyễn Đức Hoàng , Trường Đại học KHTN TP. Hồ Chí Minh 3. PGS.TS. Nguyễn Văn Công, Trường Đại học Cần Thơ 4. PGS.TS. Ngô Thị Phương Dung, Trường Đại học Cần Thơ 5. PGS.TS. Nguyễn Tiến Thắng, Viện sinh học nhiệt đới TP. Hồ Chí Minh 6. PGS.TS. Võ Văn Sơn, Công ty Vemedim Cần Thơ 7. PGS.TS. Trương Trọng Ngôn, Trường Đại học Cần Thơ Sau cùng, xin ghi nhớ đến sự chia sẻ và động viên của gia đình, bạn bè. Sự đồng hành của Anh, Chị Nghiên cứu sinh, học viên Cao học, các em sinh viên Đại học, trong quá trình học tập và nghiên cứu, đã góp phần không nhỏ vào sự hoàn tất luận án của tôi. HỒ THANH TÂM Luận án Tiến sĩ, khóa 2012 - 2015 Trường Đại học Cần Thơ Hồ Thanh Tâm Viện Nghiên cứu và Phát triển CNSH ii TÓM TẮT Cùng với sự phát triển của ngành trồng trọt, chăn nuôi đặc biệt là chăn nuôi heo quy mô gia đình phát triển mạnh mẽ ở đồng bằng sông Cửu Long. Điều này đã dẫn đến sự ô nhiễm môi trường, do hệ thống thu nhận và xử lý chất thải, nhất là nước thải chưa được quan tâm đúng mức. Mặc dù đã có hệ thống tự hoại (biogas), nhưng nước thải sau biogas vẫn còn chứa nhiều độc chất cần được xử lý triệt để trước khi xả thải ra sông rạch. Có nhiều biện pháp được đề xuất xử lý nước thải này, trong đó có biện pháp sinh học là sử dụng vi khuẩn tạo chất kết tụ sinh học để làm sạch nước. Trong nghiên cứu này, xác định được vi khuẩn đông tụ có hiện diện trong nước thải trại chăn nuôi heo sau biogas ở 13 tỉnh đồng bằng sông Cửu Long. Vi khuẩn đông tụ tham gia xử lý nước thải bằng cơ chế kết dính các tế bào vi khuẩn nhờ vào tính kỵ nước của bề mặt tế bào, để gom những vật chất lơ lửng trong nước thải rồi lắng xuống đáy cùng với các nhóm vi sinh vật. Kết quả đánh giá khả năng đông tụ thông qua hiệu suất hấp thụ của p-xylen với tế bào vi khuẩn, đã chọn 32 chủng vi khuẩn có hiệu suất đông tụ cao, từ 124 chủng vi khuẩn phân lập trong 150 mẫu nước thải chăn nuôi heo sau biogas ở đồng bằng sông Cửu Long. Sử dụng phương pháp truyền thống và phương pháp sinh học phân tử đã chọn được 18/32 chủng vi khuẩn đông tụ thực hiện PCR với cặp mồi 8F - 1492R , giải trình tự đoạn gen 16S rRNA, dùng phần mềm BLAST N so sánh với trình tự đoạn gen 16S rRNA có trong cơ sở dữ liệu NCBI. Kết quả định danh được 17 chủng vi khuẩn thuộc chi Bacillus, 01 chủng vi khuẩn Enterobacter và các chủng vi khuẩn đông tụ trong nước thải chăn nuôi heo sau biogas có sự đa dạng về trình tự nucleotide. Hơn nữa, 4 cặp chủng vi khuẩn đông tụ (Bacillus cereus KG05 + Bacillus megaterium VL01; Bacillus cereus KG05 + Bacillus sp. VL05; Bacillus cereus KG05 + Bacillus aryabhattai ST02; Bacillus megaterium VL01 + Bacillus sp. VL05) có hiệu suất đông tụ từ 71 – 88% được chọn làm cặp chủng vi khuẩn xử lý nước thải bằng phương pháp đông tụ sinh học và ứng dụng vào xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas quy mô 08 lít trong phòng thí nghiệm. Kết quả ở chu kỳ 1 (24 giờ) và chu kỳ 2 (7 giờ) đạt hiệu suất đông tụ từ 80 – 86%, các thông số pH, hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS), tổng lân (TP) và orthophosphate (PO 4 3- ) đạt loại A của QCVN40:2011/BTNMT (QCVN40), hàm lượng oxy hóa sinh học (BOD 5 ) giảm từ 65 − 144 lần so với đối chứng, đạt loại B hoặc loại A của QCVN40, hàm lượng ammonium (N-NH 4 + ) giảm từ 55,3 – 74,6%, hàm lượng tổng đạm (TN) giảm từ 62,5 đến 74,6% so với đối chứng. Cặp chủng vi khuẩn Bacillus cereus KG05 + Bacillus megaterium VL01 được chọn đại diện, ứng dụng vào xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas quy mô 80 và 800 lít tại trại chăn nuôi heo, đạt hiệu suất đông tụ 90,4% (quy mô 80 lít) và 82,6% (quy mô 800 lít), các thông Luận án Tiến sĩ, khóa 2012 - 2015 Trường Đại học Cần Thơ Hồ Thanh Tâm Viện Nghiên cứu và Phát triển CNSH iii số pH, TSS, TP, PO 4 3- đạt loại A hoặc loại B của QCVN40; hàm lượng BOD 5 , TN, N-NH 4 + giảm hơn 50% so với đối chứng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tính kỵ nước của bề mặt tế bào vi khuẩn là nguyên nhân chính tạo sự kết dính của các tế bào vi khuẩn, hình thành nên cơ chế đông tụ trong quá trình xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas, quá trình này được xem là một công nghệ sinh học tiền xử lý nước thải, góp phần cải thiện chất lượng nước thải chăn nuôi heo sau biogas ở đồng bằng sông Cửu Long. Từ khóa: Bacillus, nước thải chăn nuôi heo sau biogas, sự đông tụ, tính kỵ nước, vi khuẩn đông tụ. Luận án Tiến sĩ, khóa 2012 - 2015 Trường Đại học Cần Thơ Hồ Thanh Tâm Viện Nghiên cứu và Phát triển CNSH iv SUMMARY Herewith the development of agronomy, animal husbandry, specially familiar pig farms have developed strongly in the Mekong Delta. This has lead to environmental pollution due to acquisition systems and waste treatment have not been adequate attention especially piggery wastewater treated not perfectly. Although wastewater was been treated from biogas containers but it contains many toxic materials which needs to be treated completely before releasing to rivers/canals. Many methods have been suggested to treat piggery wastewater and biological practices have flocculating-producing bacteria in order to clear water. In this study, aggregation bacteria were identified in piggery wastewater after biogas in 13 provinces of the Mekong Delta. Aggregation bacteria have the ability to include convergence and deposition of organic matter, inorganic suspended in water by bonding mechanism of the bacterial cell together by hydrophobic properties of the samples of cell. One hundred and twenty-four bacterial isolates were isolated from one hundred and fifty samples of piggery wastewater after biogas in the Mekong Delta. Using p-xylene to test the hydrophobic ability of surface of bacterial cells as the mechanism of aggregation together with other methods. There were 32/124 isolates having the high hydrophobic ability and 18/32 isolates were chosen to sequence with 16S rRNA universal primers (8F and 1492R) and analyse 16S rRNA sequences by BLAST N software of NCBI. The results showed that 17/18 isolates were identified as species of genus Bacillus and 1/18 isolate belonged to Enterobacter and they have the high diversity of haplotype. Of these, four pairs of strain aggregation [Bacillus cereus KG05 + Bacillus megaterium VL01; Bacillus cereus KG05 + Bacillus sp. VL05; Bacillus cereus KG05 + Bacillus aryabhattai ST02; Bacillus megaterium VL01 + Bacillus sp. VL05] with the highest aggregation efficiency [71−88%] were selected as pairs of aggregation bacteria for piggery wastewater treatment. In 8-liter containers (in the laboratory), application of these four pairs of aggregation bacteria, the results showed that aggregation efficiency in cycle 1 (24 hours) and cycle 2 (7 hours) were 84−86%, pH, concentrations of total suspended solids (TSS), total phosphate (TP) and orthophosphate (PO 4 3- ) reached to A standard QCVN40: 2011/BTNMT (QCVN40), Biology Oxygen Demand (BOD 5 ) in wastewater reduced from 65−144 times compared with control, reached to standard A or B (QCVN40) concentrations of ammonium (N-NH 4 + ) and total nitrogen (TN) from 55.3% to 74.6%, 92.0% to 97.0% and 62.5% to 74.6% in comparison to control, respectively. Pair of Bacillus cereus KG05 and Bacillus megaterium VL01 was selected to apply in piggery wastewater after biogas treatment in the containers: 80 Luận án Tiến sĩ, khóa 2012 - 2015 Trường Đại học Cần Thơ Hồ Thanh Tâm Viện Nghiên cứu và Phát triển CNSH v and 800-liter at the pig farm. The results showed that the highest aggregation efficiency was in the second cycle with 90.4% (container 80-liter) and 82.6% (container 800-liter), and pH, concentrations of TSS, TP and PO 4 3- reached to standard A or B of QCVN40:2011/BTNMT; while concentrations of BOD 5 , TN and N-NH 4 + decreased over 50% in comparison to the control. Application of pair of aggregation bacteria in piggery wastewater treatment after biogas is considered a biotechnological wastewater pre-treatment that contributes in improvement of the wastewater quality after biogas in the Mekong Delta. Keywords: Bacillus, piggery wastewater treatment, aggregation, hydrophobic ability, aggregation bacteria. Luận án Tiến sĩ, khóa 2012 - 2015 Trường Đại học Cần Thơ Hồ Thanh Tâm Viện Nghiên cứu và Phát triển CNSH vi CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu “Phân lập, tuyển chọn và ứng dụng vi khuẩn đông tụ để xử lý nước thải chăn nuôi heo ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long” là của nghiên cứu sinh Hồ Thanh Tâm với sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Ngô Thị Phương Dung. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được người khác công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nghiên cứu sinh HỒ THANH TÂM Luận án Tiến sĩ, khóa 2012 - 2015 Trường Đại học Cần Thơ Hồ Thanh Tâm Viện Nghiên cứu và Phát triển CNSH vii MỤC LỤC Trang Lời cảm tạ i Tóm tắt ii Summary iv Lời cam đoan vi Mục lục vii Danh sách bảng xi Danh sách hình xii Danh sách các từ viết tắt xiv CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu 2 1.3. Nội dung nghiên cứu 2 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 1.5. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và và thực tiễn của luận án 3 1.6. Kết cấu của luận án 4 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 2.1. Tầm quan trọng của nước và sự cần thiết xử lý nước thải hiện nay 5 2.2. Tình hình chăn nuôi heo trong cả nước và đồng bằng sông Cửu Long 7 2.3. Thành phần nước thải chăn nuôi heo và nước thải chăn nuôi heo sau bioga 9 2.4. Quản lý chất thải chăn nuôi heo trên thế giới 10 2.5. Quản lý chất thải chăn nuôi heo ở đồng bằng sông Cửu Long 11 2.6. Phương pháp sinh học trong xử lý nước thải 12 2.6.1. Sinh trưởng bám dính – màng sinh học trong xử lý nước thải 13 2.6.2. Sinh trưởng lơ lửng – bùn hoạt tính trong xử lý nước thải 15 2.7. Phương pháp sinh học xử lý nước thải chăn nuôi heo 16 2.8. Chất kết tụ sinh học và vi khuẩn kết tụ sinh học trong các hệ thống sinh học xử lý nước thải 19 2.9. Vi khuẩn đông tụ trong các hệ thống sinh học xử lý nước thải 22 2.10. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự đông tụ của vi khuẩn 27 2.11 Sự đông tụ hình thành màng sinh học trong xử lý nước thải 29 2.12. Nhận diện và định danh vi khuẩn đông tụ bằng phương pháp truyền thống và sinh học phân tử 31 Luận án Tiến sĩ, khóa 2012 - 2015 Trường Đại học Cần Thơ Hồ Thanh Tâm Viện Nghiên cứu và Phát triển CNSH viii 2.13. Đa hình trình tự nucleotide 33 CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 3.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 36 3.2. Sơ đồ nghiên cứu 36 3.3. Nguyên liệu, thiết bị, hóa chất 36 3.3.1. Nguyên liệu 36 3.3.2. Thiết bị 37 3.3.3. Dụng cụ 39 3.3.4. Hóa chất 39 3.4. Phương pháp nghiên cứu 39 3.4.1. Phân lập, khảo sát đặc điểm hình thái, sinh hóa và định lượng vi khuẩn từ nước thải chăn nuôi heo sau biogas 39 3.4.1.1. Phân lập, quan sát hình thái và đặc tính sinh hóa 39 3.4.1.2. Bảo quản, cấy truyền và nhân giống 41 3.4.1.3. Định lượng vi khuẩn 41 3.4.2. Tuyển chọn vi khuẩn đông tụ bằng phương pháp sinh hóa 42 3.4.3. Nhận diện, định danh vi khuẩn đông tụ bằng phương pháp sinh học phân tử 42 3.4.4. Xác định hiệu suất đông tụ từ cơ chế tự đông tụ của vi khuẩn 43 3.4.5. Xác định hiệu suất đông tụ từ cơ chế tự đông tụ của từng cặp chủng vi khuẩn 44 3.4.6. Khảo sát các yếu tố trong môi trường (pH, cation Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K + ) ảnh hưởng đến hiệu suất đông tụ của vi khuẩn 45 3.4.6.1. Xác định yếu tố pH môi trường ảnh hưởng đến hiệu suất đông tụ 45 3.4.6.2. Xác định yếu tố cation Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na + trong môi trường ảnh hưởng đến hiệu suất đông tụ 45 3.4.6.3. Phối hợp cặp cation (hóa trị 1 + hóa trị 2) phù hợp có trong môi trường để vi khuẩn hoạt động cho hiệu suất đông tụ cao nhất 46 3.4.6.4. Xác định yếu tố phối hợp pH và cặp cation trong môi trường có giá trị phù hợp để vi khuẩn hoạt động cho hiệu suất đông tụ tốt nhất 46 3.4.7. Xác định tỷ lệ giống vi khuẩn đông tụ ứng dụng xử lý nước thải 47 3.4.8. Ứng dụng vi khuẩn đông tụ vào xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas quy mô phòng thí nghiệm và trại chăn nuôi heo 47 3.5 Phương pháp xử lý số liệu 50 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 [...]... trí ứng dụng vi khuẩn đông tụ vào xử lý nước thải quy 48 mô 08 lít 3.3 Các thông số và phương pháp phân tích mẫu nước thải sau xử lý 49 3.4 Thể thức bố trí ứng dụng vi khuẩn đông tụ vào xử lý nước thải quy 49 mô 80 lít tại trại chăn nuôi heo 3.5 Thể thức bố trí ứng dụng vi khuẩn đông tụ vào xử lý nước thải quy 50 mô 800 lít tại trại chăn nuôi heo 4.1 Vi khuẩn nước thải trại chăn nuôi heo sau biogas ở. .. ngành chăn nuôi heo thân thiện với môi trường thì đề tài Phân lập, tuyển chọn và ứng dụng vi khuẩn đông tụ để xử lý nước thải chăn nuôi heo ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long được thực hiện nhằm góp phần ứng dụng công nghệ sinh học vào thực tiễn cuộc sống và đóng góp thiết thực trong vi c xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Phân lập, tuyển. .. đông tụ cao trong xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas (vi) Ứng dụng vi khuẩn đông tụ đã tuyển chọn vào xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas, quy mô phòng thí nghiệm (8 lít) và tại trại chăn nuôi heo (80, 800 lít) 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu (i) Đối tượng nghiên cứu: các chủng vi khuẩn tế bào có tính kỵ nước cao và có khả năng tạo sự đông tụ cho hiệu suất cao, trong xử lý nước thải chăn. .. cao, trong xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas (ii) Phạm vi nghiên cứu: phân lập, tuyển chọn, định danh đại diện các chủng vi khuẩn tạo sự đông tụ trong nước thải chăn nuôi heo sau biogas, ở đồng bằng sông Cửu Long; ứng dụng vi khuẩn đông tụ vào xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas qui mô phòng thí nghiệm (8 lít) và tại trại chăn nuôi heo (80 và 800 lít); so sánh các thông số pH, tổng chất rắn... quả phân lập, nhận diện và tuyển chọn vi khuẩn đông tụ 51 4.1.1 Kết quả phân lập và nhận diện hình thái vi khuẩn đông tụ 51 4.1.2 Đặc tính sinh hóa của vi khuẩn đông tụ (tính kỵ nước của tế bào vi khuẩn) 56 4.1.3 Xây dựng mối tương quan di truyền giữa các chủng vi khuẩn đông tụ dựa trên trình tự 16S rRNA và định danh vi khuẩn đông tụ 57 4.2 Tuyển chọn vi khuẩn đông tụ trong nước thải. .. Mg2+, K+ và chỉ số pH trong môi trường đến hiệu suất đông tụ của vi khuẩn 88 4.4 Ảnh hưởng của liều lượng vi khuẩn được bổ sung vào môi trường xử lý nước thải đến hiệu suất đông tụ 90 4.5 Ứng dụng vi khuẩn vào xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas 91 4.5.1 Hiệu suất đông tụ của các cặp chủng vi khuẩn trong xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas quy mô 08 lít thực hiện ở phòng thí... suất đông tụ (%) 4 cặp chủng vi khuẩn đông tụ 72 4.14 Sự kết dính của cặp vi khuẩn đông tụ 74 4.15 Ảnh hưởng của liều lượng vi khuẩn đến hiệu suất đông tụ 90 4.16 Hiệu suất đông tụ của vi khuẩn qua 3 chu kỳ xử lý nước thải quy 92 mô 08 lít 4.17 Mẫu nước thải sau xử lý bằng vi khuẩn đông tụ 93 4.18 Hiệu suất đông tụ cặp chủng vi khuẩn Bacillus cereus KG05 + 98 Bacillus megaterium VL01 qua 2 chu kỳ xử lý. .. 4.7 Vi khuẩn đông tụ trong nước thải chăn nuôi heo sau biogas ở 62 ĐBSCL 4.8 Đặc điểm sinh hóa của chủng vi khuẩn đông tụ B cereus KG05 64 4.9 Đa dạng loài các chủng vi khuẩn đông tụ trong chi Bacillus 64 4.10 Đa dạng trình tự chuỗi nucleotide của 18 chủng vi khuẩn đông tụ 65 bản địa 4.11 Sơ đồ vị trí các chủng vi khuẩn đông tụ trong vùng sinh thái ở đồng 68 bằng sông Cửu Long 4.12 Vi khuẩn tự đông tụ. .. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có hiệu suất đông tụ cao để làm chủng vi khuẩn giữ vai trò chính trong quá trình xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas (iv) Xác định cơ chế đông tụ của vi khuẩn đông tụ trong xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas (v) Xác định chỉ số pH, loại cation và nồng độ cation (Ca2+, Mg2+, Na+, K+) trong môi trường phù hợp nhất, để vi khuẩn đông tụ hoạt động cho hiệu suất đông. .. xã và các vùng lân cận 2.3 Thành phần nước thải chăn nuôi heo và nước thải chăn nuôi heo sau biogas Theo Nguyễn Thị Thu Hà (2008) nước thải trại chăn nuôi heo bao gồm nước vệ sinh chuồng trại, phân, nước tiểu của heo Đặc trưng ô nhiễm của nước thải chăn nuôi heo là: ô nhiễm hữu cơ; ô nhiễm đạm, lân và chứa nhiều loại vi trùng, vi khuẩn gây bệnh Trong thành phần chất rắn của nước thải chăn nuôi heo . nhất, để vi khuẩn đông tụ hoạt động cho hiệu suất đông tụ cao trong xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas. (vi) Ứng dụng vi khuẩn đông tụ đã tuyển chọn vào xử lý nước thải chăn nuôi heo. nhất là ngành chăn nuôi heo thân thiện với môi trường thì đề tài Phân lập, tuyển chọn và ứng dụng vi khuẩn đông tụ để xử lý nước thải chăn nuôi heo ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long được thực. tỷ lệ giống vi khuẩn đông tụ ứng dụng xử lý nước thải 47 3.4.8. Ứng dụng vi khuẩn đông tụ vào xử lý nước thải chăn nuôi heo sau biogas quy mô phòng thí nghiệm và trại chăn nuôi heo 47 3.5