Download luận văn thạc sĩ ngành kĩ thuật môi trường với đề tài: Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật bổ sung vào quá trình tạo bùn hạt hiếu khí để xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột, cho các bạn làm luận văn tham khảo

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------
NGUYỄN NGỌC ÁNH
NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG
VI SINH VẬT BỔ SUNG VÀO QUÁ TRÌNH TẠO BÙN HẠT HIẾU
KHÍ ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2016

2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
NGUYỄN NGỌC ÁNH
NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG VI SINH VẬT
BỔ SUNG VÀO QUÁ TRÌNH BÙN HẠT HIẾU KHÍ ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC
THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng
Mã số: 60 52 03 20
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Tăng Thị Chính
TS. Trần Thị Huyền Nga
Hà Nội - 2016

3. i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Tất cả các số liệu
nghiên cứu của luận văn là trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận
văn nào khác và xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được
chỉ rõ nguồn gốc.
Tôi xin cảm ơn mọi sự giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện tốt
luận văn này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 01 năm 2016
Học viên
Nguyễn Ngọc Ánh

4. ii
LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được thực hiện tại phòng thí nghiệm của phòng Vi sinh vật môi
trường, Viện công nghệ môi trường. Để hoàn thành được luận văn này tôi đã nhận
được rất nhiều sự động viên, giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Tăng Thị Chính
đã hướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu của mình.
Xin cùng bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Nguyễn Thị Hòa và tập thể
cán bộ phòng Vi sinh vật môi trường đã đem lại cho tôi những kiến thức bổ trợ, vô
cùng có ích và tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi thực hiện nghiên cứu của mình.
Cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới TS. Trần Thị Huyền Nga, Bộ môn
Công nghệ môi trường, Khoa Môi trường, Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại
học - Đại học khoa học tự nhiên đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập
cũng như trong thời gian thực hiện nghiên cứu.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, những người đã luôn
bên tôi, động viên và khuyến khích tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu
của mình.
Hà Nội, ngày 10 tháng 01 năm 2016
Học viên
Nguyễn Ngọc Ánh

5. iii
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU..................................................................3
1.1. Thực trạng ô nhiễm nước thải từ các làng nghề chế biến tinh bột.......................3
1.1.1. Đặc điểm nước thải chế biến tinh bột.....................................................3
1.1.2. Thực trạng ô nhiễm nước thải các làng nghề chế biến tinh bột ................4
1.2. Tác động của nước thải chế biến tinh bột đến môi trường sinh thái...................6
1.2.1. Ô nhiễm nguồn nước.............................................................................6
1.2.2. Ô nhiễm đất..........................................................................................7
1.2.3. Ô nhiễm không khí ...............................................................................7
1.2.4. Ảnh hưởng đến con người.....................................................................8
1.3. Các phương pháp xử lý nước thải chế biến tinh bột ............................................ 8
1.3.1. Phương pháp hóa học............................................................................8
1.3.2. Phương pháp hóa lý ..............................................................................9
1.4. Công nghệ vi sinh trong xử lý nước thải chế biến tinh bột................................ 16
1.4.1. Cấu tạo và quá trình phân hủy tinh bột.................................................16
1.4.2. Một số vi sinh vật phân hủy tinh bột và lợi ích thu được khi ứng dụng
chúng vào trong quá trình xử lý nước thải chứa nhiều tinh bột.........................18
1.4.3. Sự phát triển của vi sinh vật trong các công trình xử lý.........................19
1.4.4. Ưu thế của phương pháp vi sinh vật.....................................................20
1.4.5. Bùn hạt hiếu khí .................................................................................21
1.5. Xử lý nước thải bằng công nghệ SBR................................................................ 24
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................27
2.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................27
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu...........................................................................27
2.1.2. Dụng cụ và hoá chất.............................................................................27
2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 28

6. iv
2.2.1. Phương pháp lấy mẫu nước thải............................................................28
2.2.2. Phương pháp xác định sinh khối tế bào theo mật độ quang.....................28
2.2.3. Phương pháp phân lập vi sinh vật .........................................................28
2.2.4. Tuyển chọn chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải tinh bột .................29
2.2.5. Phương pháp tinh sạch, giữ giống và hoạt hóa vi sinh vật .....................29
2.2.6. Phương pháp đánh giá khả năng sinh amylase của các chủng vi sinh vật
tuyển chọn ....................................................................................................30
2.2.7. Phương pháp xác định ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sự sinh
trưởng và sinh tổng hợp amylase của các chủng vi sinh vật đã tuyển chọn .......31
2.2.8. Phương pháp xác định các đặc điểm hình thái, sinh lý hoá của các chủng
vi khuẩn ............................................................................................................... 31
2.2.9. Phương pháp xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) ............................... 32
2.2.10. Phương pháp xác định nito tổng số.......................................................... 33
2.2.11. Phương pháp xác định photpho tổng số .................................................. 34
2.2.12.Phương pháp xác định amoni................................................................... 34
2.2.13.Phương pháp xác định giá trị SV30 (solid value 30)............................... 35
2.2.14.Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột bằng phương pháp bùn hạt
hiếu khí ................................................................................................................ 35
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................36
3.1. Phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật sinh amylase có khả năng phân giải
tinh bột sống cao .......................................................................................................36
3.2. Đặc điểm sinh học của các chủng vi sinh vật tuyển chọn..................................39
3.2.1. Đặc điểm hình thái của các chủng vi sinh vật tuyển chọn ........................ 39
3.2.2. Phân loại đến loài các chủng vi khuẩn tuyển chọn.................................... 42
3.3. Xác định khả năng sinh enzyme của các chủng vi sinh vật tuyển chọn................... 44
3.4. Xác định ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sinh trưởng và sinh tổng hợp
amylase của các chủng vi sinh vật tuyển chọn.......................................................... 46
3.4.1. Ảnh hưởng của pH..................................................................................... 46
3.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................................ 48

7. v
3.5. Nghiên cứu xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột bằng phương pháp
bùn hạt hiếu khí qui mô phòng thí nghiệm ............................................................... 52
3.5.1. Kiểm tra tính đối kháng của các chủng vi khuẩn tuyển chọn để sử
dụng vào quá trình xử lý nước thải chế biến tinh bột....................................... 53
3.5.2. Sự phát triển của các chủng vi sinh vật tuyển chọn trong quá trình tạo
bùn hạt hiếu khí ................................................................................................... 54
3.5.3. Sự hình thành và phát triển của bùn hạt hiếu khí ...................................... 54
3.5.4. Kết quả xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột bằng phương pháp
bùn hạt hiếu khí qui mô phòng thí nghiệm.......................................................... 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................63
PHỤ LỤC.................................................................................................................66

8. vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD Nhu cầu ôxi sinh hóa
COD Nhu cầu ôxi hóa học
DO Lượng ôxi hòa tan
MLSS Nồng độ bùn hạt
KPH Không phát hiện
SBR Sequency Batch Reator
SS Tổng chất rắn lơ lửng
QCVN Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia
TBC Tinh bột chín
TBS Tinh bột sống
VK Vi khuẩn
VSV Vi sinh vật

9. vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải của một số làng nghề..........5
Bảng 1.2. Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính ................................................13
Bảng 1.3. Một số vi sinh vât có hệ amylase .............................................................19
Bảng 3.1. Hoạt tính amylase của các chủng VSV phân lập......................................36
Bảng 3.2. Hoạt tính amylase của 9 chủng VSV có đường kính...............................39
Bảng 3.3. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào của hai chủng VSV tuyển chọn.41
Bảng 3.4. Phản ứng sinh hóa của hai chủng VSV tuyển chọn..................................42
Bảng 3.5. Khả năng sinh một số enzyme phân giải protein, xenlulose và tinh bột của
2 chủng VSV tuyển chọn.............................................................................44
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của VSV .....................................46
Bảng 3.7. Hoạt tính sinh enzyme amylase ở các độ pH khác nhau của môi trường.47
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh trưởng của VSV ..................49
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh amylase của VSV ...............50
Bảng 3.10. Mật độ vi sinh trong bùn hạt hiếu khí.....................................................54
Bảng 3.11. Kết quả phân tích đánh giá hiệu quả xử lý .............................................60

10. viii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Lưu lượng nước thải sản xuất của một số làng nghề chế biến....................4
Hình 1.2. Cấu tạo tinh bột .........................................................................................18
Hình 1.3. Đường cong sinh trưởng của vi sinh vật...................................................20
Hình 1.4. Màu sắc bùn hạt trưởng thành...................................................................23
Hình 1.5. Đặc tính của bùn hạt và bùn hoạt tính truyền thống .................................23
Hình 1.6. Các pha trong chu trình hoạt động của SBR.............................................25
Hình 2.1. Sơ đồ bể phản ứng SBR sử dụng trong nghiên cứu tạo bùn hạt hiếu khí .35
Hình 3.1. Đánh giá hoạt tính amylase của các chủng VSV phân lập ......................38
Hình 3.2. Khuẩn lạc của chủng VSV tuyển chọn ....................................................40
Hình 3.3. Hình thái tế bào chủng PD17 trên kính hiển vi quang học .......................40
Hình 3.4. Hình thái tế bào chủng DL21 trên kính hiển vi quang học.......................41
Hình 3.5. Hoạt tính sinh enzyme của hai chủng vi khuẩn tuyển chọn......................45
Hình 3.6. Sinh trưởng của VSV ở các độ pH khác nhau .........................................46
Hình 3.7. Hoạt tính sinh amylase ở các độ pH khác nhau. .......................................48
Hình 3.8. Sinh trưởng của VSV ở các mức nhiệt độ nuôi cấy khác nhau ................49
Hình 3.9. Khả năng sinh enzyme của chủng PD17 ở các mức nhiệt độ ...................50
Hình 3.10. Hoạt tính sinh amylase của chủng DL21 ở các mức nhiệt độ.................51
Hình 3.11. Hoạt tính sinh amylase ở các mức nhiệt độ nuôi cấy khác nhau ..........51
Hình 3.12. Tính đối kháng của hai chủng vi sinh vật tuyển chọn.............................53
Hình 3.13. Bùn hạt hiếu khí sau 3 tuần.....................................................................55
Hình 3.14. Sự phát triển của bùn hạt qua 4 tuần.......................................................56
Hình 3.15. Hiệu quả xử lý COD trong nước thải làng nghề chế biến tinh bột ........57
Hình 3.16. Kết quả xử lý amoni trong nước thải .....................................................57
Hình 3.17. Kết quả xử lý nito trong nước thải .........................................................58
Hình 3.18. Kết quả xử lý tổng photpho trong nước thải..........................................59

11. 1
MỞ ĐẦU
Các làng nghề thủ công truyền thống là nét đặc trưng của nhiều vùng nông
thôn Việt Nam. Trong những năm qua, các làng nghề truyền thống ở Viêt Nam đã
và đang có nhiều đóng góp cho sự phát triển kinh tế của đất nước nói chung và nền
kinh tế nông thôn nói riêng. Nhiều làng nghề truyền thống hiện nay đã được khôi
phục, đầu tư phát triển với quy mô và kỹ thuật cao hơn. Hàng hóa thủ công truyền
thống không những phục vụ nhu cầu trong nước mà còn xuất khẩu ra thế giới với
giá trị lớn.
Một trong những loại hình làng nghề phổ biến nhất ở nông thôn Việt Nam là
làng nghề chế biến lương thực (làm bún, miến, bánh đa, chế biến tinh bột…). Sự ô
nhiễm môi trường nước ở các làng nghề này đang ở mức báo động, gây bức xúc cho
xã hội. Nước thải từ các làng nghề chế biến lương thực có chứa hàm lượng các chất
hữu cơ rất cao (các loại đường đơn, axit hữu cơ, protein, xenluloza,...), đây là nguồn
dinh dưỡng thích hợp cho nhiều loại vi sinh vật phát triển. Sự phát triển của các loài
vi sinh vật trong môi trường nước thải giàu hữu cơ không có sự kiểm soát của con
người thường tạo ra các sản phẩm có mùi hôi thối như là H2S, CH4, NH4
+
… tác
dụng xấu đến môi trường sinh thái. Do vậy, nước thải cần được xử lý trước khi thải
ra môi trường tự nhiên. Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý nước thải làng nghề
như: phương pháp cơ học, hoá lý, hoá học và sinh học… đã được áp dụng và cho
hiệu quả xử lý khác nhau. Trong đó, phương pháp sinh học (bể sinh học hiếu khí)
cho hiệu quả xử lý tốt và thân thiện với môi trường.
Hiện nay, quá trình bùn hoạt tính vẫn đang là công nghệ xử lý nước thải phổ
biến đang được áp dụng trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Tuy nhiên, nhược
điểm của quá trình bùn hoạt tính thông thường chỉ xử lý được chất thải ô nhiễm tải
lượng thấp (<5kgCOD/m3
.ngày) và khả năng chịu sốc tải rất kém. Các nghiên cứu
về quá trình tạo bùn hạt trong điều kiện hiếu khí và ứng dụng nó chỉ mới được thực
hiện trên thế giới trong vòng 10 năm trở lại đây và bước đầu đã có một số kết quả

12. 2
khả quan. Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng, bùn hạt hiếu khí có đặc điểm
nổi trội như khả năng lắng tốt, duy trì nồng độ sinh khối cao, khả năng xử lý chất
hữu cơ cao lên đến 10 – 15 kg COD/m3
.ngày (trong khi đó khả năng xử lý của bùn
hoạt tính <5 kg COD/m3
.ngày), chịu sốc tải trọng, xử lý đồng thời được nito. Mặc
dù có nhiều ưu điểm nhưng các nghiên cứu về tạo bùn hạt hiếu khí và áp dụng trong
xử lý nước thải ở nước ta còn hạn chế. Trước thực tế đó, chúng tôi tiến hành nghiên
cứu đề tài: “Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật bổ sung vào quá
trình tạo bùn hạt hiếu khí để xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột”
Mục tiêu của đề tài:
Nghiên cứu tạo bùn hạt hiếu khí để ứng dụng trong xử lý nước thải làng nghề
chế biến tinh bột từ quy mô phòng thí nghiệm.
Nội dung đề tài:
- Thu thập các tài liệu, dữ liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu.
- Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật hữu ích có khả năng phân
hủy tinh bột cao để bổ sung vào quá trình tạo bùn hạt hiếu khí.
- Nghiên cứu các đặc điểm sinh lý hóa của các chủng vi sinh vật tuyển chọn và
bổ sung vào bùn hạt hiếu khí để xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún miến
- Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún miến bằng phương
pháp xử lý hiếu khí theo mẻ (SBR) sử dụng bùn hạt hiếu khí ở quy mô phòng thí
nghiệm.

13. 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Thực trạng ô nhiễm nƣớc thải từ các làng nghề chế biến tinh bột
1.1.1. Đặc điểm nước thải chế biến tinh bột
Sự phát triển của ngành chế biến tinh bột đã và đang nảy sinh ra những vấn
đề bất cập về môi trường, nó tác động không nhỏ đến môi trường sinh thái và sự
phát triển bền vững của làng nghề. Nước thải sinh ra từ hoạt động sản xuất, nước
thải do mưa chảy tràn tạo ra và nước thải sinh hoạt của người dân.
Đặc điểm chung của nước thải sinh hoạt là chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân
hủy sinh học như protein (40 – 50 %), hydratcacbon (40 – 50 %), chất béo (5 – 10
%), nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 - 450
mg/l [1].
Nước thải do hoạt động sản xuất có chứa hàm lượng tinh bột cao. Do nguyên
liệu dùng cho các hoạt động sản xuất bún miến là gạo, củ dong riềng. Trong gạo có
chứa khoảng 80% tinh bột, còn trong củ dong riềng là 70,9% [28]. Các làng nghề
chế biến nông sản thực phẩm tiêu thụ một khối lượng nước lớn, có nơi lên đến 7000
m3
/ngày. Nước sử dụng cho sản xuất bún, miến chủ yếu ở khâu ngâm bột, tẩy màu,
mùi của bột, ngâm trước khi đem chế biến. Nước thải bún, miến có COD tương đối
cao 4000 – 6000 mg/l, độ đục tương đối lớn 400 – 600 NTU do trong quá trình
ngâm bột một lượng nhỏ tinh bột đi theo nước vào nước thải. Thành phần chủ yếu
của gạo, bột dong riềng là tinh bột nên hàm lượng amoni không cao khoảng 40 – 80
mg/l và nitrit thấp (< 3 mg/l), pH của nước thải khá thấp (2 – 3) và có mùi chua rất
khó chịu, tất cả nước thải của các công đoạn được thải chung xuống cống chung,
cùng với nước thải sinh hoạt gây ô nhiễm nặng về không khí và nguồn nước [2].

14. 4
Hình 1.1. Lưu lượng nước thải sản xuất của một số làng nghề chế biến
lương thực, thực phẩm
1.1.2. Thực trạng ô nhiễm nước thải các làng nghề chế biến tinh bột
Hiện nay tại nông thôn, tình trạng ô nhiễm nước đang ở mức báo động trầm
trọng nhất là tại các làng nghề. Theo Báo cáo môi trường quốc gia – Môi trường
nông thôn năm 2014, đến hết năm 2014 số làng nghề và làng có nghề ở nước ta
khoảng 5.096, trong đó số làng nghề truyền thống được công nhận theo tiêu chí làng
nghề hiện nay của Chính phủ là 1.748 [1]. Tuy nhiên, mặt trái của các làng nghề
nông thôn cũng là tình trạng gây ô nhiễm môi trường: nước thải, chất thải do các
làng nghề tại các vùng quê gây ô nhiễm nguồn nước, không khí, đất đai ảnh hưởng
đến cây trồng, vật nuôi và sức khỏe người dân. Bên cạnh đó, tỷ lệ làng nghề sử
dụng thiết bị xử lý nước thải, chất thải độc hại chỉ đạt 4,1% và thực trạng này đang
cho thấy rõ nguy cơ gây ô nhiễm môi trường từ các làng nghề ở nông thôn nước ta
[1]. Đặc biệt là nước thải tại các làng nghề chế biến nông sản đang là vấn đề bức
xúc gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Nước thải của các làng nghề chế
biến lương thực, thực phẩm có đặc tính chung là rất giàu chất hữu cơ, dễ phân hủy
sinh học. Ví dụ, nước thải của quá trình sản xuất tinh bột từ sắn có hàm lượng ô
nhiễm rất cao (COD = 13.300 – 20.000 mg/l, BOD = 5.500 – 14.750 mg/l) [4].
Các làng nghề chế biến tinh bột đã có truyền thống lâu đời và đến nay vẫn
tiếp tục phát triển. Ví dụ làng bún Phú Đô, hàng năm sản xuất được khoảng 5000
tấn bún, cung cấp cho khoảng 50% thị trường bún ở Hà Nội. Tuy nhiên, quá trình

15. 5
sản xuất bún, miến lại tốn rất nhiều nước vì có rất nhiều công đoạn. Nước thải của
sản xuất bún, miến chứa nhiều tạp chất hữu cơ dạng hòa tan hoặc lơ lửng, trong đó
chủ yếu là các hợp chất hydro cacbon như tinh bột, đường, các loại axit hữu cơ
(lactic)... cùng chất tẩy màu, mùi. Theo nhiều khảo sát, nước thải sản xuất bún của
làng nghề Phú Đô với giá trị COD trung bình là 3076,3 mg/l (vượt tiêu chuẩn cho
phép xấp xỉ 40 lần); BOD5 là 2152 mg/l (vượt tiêu chuẩn cho phép hơn 40 lần);
NH4
+
là 29.89 mg/l (vượt tiêu chuẩn cho phép xấp xỉ 2 lần) [16]. Nhưng phần lớn
nước thải tại các làng nghề đều thải thẳng ra ngoài không qua bất kỳ khâu xử lý nào
làm cho nguồn nước nhuốm màu đen ngòm và bốc mùi hôi thối. Nước thải này tồn
đọng ở các cống rãnh thường bị phân hủy yếm khí gây ô nhiễm không khí và ngấm
xuống lòng đất gây ô nhiễm môi trường đất và suy giảm chất lượng nước ngầm.
Thực trạng trên không chỉ xảy ra với làng bún Phú Đô mà còn đối với hầu hết các
làng nghề truyền thống trên cả nước.
Tình trạng ô nhiễm môi trường đã khiến một tỷ lệ không nhỏ người dân làng
nghề hoặc ở các khu vực lân cận mắc các bệnh về đường hô hấp, đau mắt, bệnh
đường ruột, bệnh ngoài da... Nguyên nhân gây bệnh chủ yếu do môi trường sinh
hoạt không bảo đảm vệ sinh, nguồn nước sạch khan hiếm. Tỷ lệ mắc bệnh nghề
nghiệp ở làng nghề có tỷ lệ cao hơn rất nhiều những làng thuần nông khác...
Bảng 1.1. Thải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải của một số làng nghề
chế biến lương thực, thực phẩm [2]
Làng nghề
Sản phẩm
Tấn/năm
COD BOD5 SS
Tấn/năm Tấn/năm Tấn/năm
Bún Phú Đô 10200 7690 5314 9.38
Bún Vũ Hội 3100 2262 15.3 2.76
Bún bánh Ninh Hồng 4380 1508 10.42 1.84
Tinh bột Dương Liễu 52000 13050 934.4 2.133
Để từng bước khắc phục ô nhiễm môi trường, đã có nhiều nghiên cứu và
triển khai một số mô hình thí điểm xử lý ô nhiễm làng nghề. Đó là các dự án: Thí
điểm xử lý nước thải cho làng nghề chế biến tinh bột sắn xã Tân Hòa (huyện Quốc

16. 6
Oai);... Các dự án đều thực hiện bằng chế phẩm, đã được nghiệm thu và bàn giao
cho cơ sở sản xuất quản lý sử dụng; đồng thời đang được phổ biến nhân rộng mô
hình xử lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại khu vực làng nghề này.
Tuy vậy, quá trình triển khai vẫn còn chậm và gặp nhiều khó khăn như nguồn
kinh phí đầu tư công nghệ, xây dựng công trình xử lý ô nhiễm môi trường lớn; nhận
thức về trách nhiệm bảo vệ môi trường cho cộng đồng của các hộ sản xuất còn kém;
lực lượng và năng lực chuyên môn của cán bộ quản lý về môi trường cũng còn hạn
chế. Các cấp chính quyền địa phương lại chưa quan tâm đúng mức đến công tác bảo
vệ môi trường nên nhiều chương trình, nhiệm vụ chưa đạt kế hoạch đề ra.
1.2. Tác động của nƣớc thải chế biến tinh bột đến môi trƣờng sinh thái
Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của kinh tế, xã hội nhiều ngành
thủ công truyền thống đã được khôi phục và phát triển khá mạnh. Tuy nhiên sự phát
triển của các làng nghề còn mang tính chất tự phát, tùy tiện, quy mô sản xuất nhỏ lẻ,
trang thiết bị còn lạc hậu. Tất cả những mặt hạn chế trên không chỉ ảnh hưởng đến
sự phát triển của các làng nghề mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng môi
trường làng nghề và sức khỏe cộng đồng. Một trong các loại hình làng nghề phổ
biến nhất ở nông thôn Việt Nam là làng nghề chế biến lương thực (làm bún, miến,
bánh đa, chế biến tinh bột). Sự ô nhiễm môi trường nước tại các làng nghề này đang
ở mức báo động, gây nhiều bức xúc cho xã hội.
1.2.1. Ô nhiễm nguồn nước
Không phải nói đến những hiệu quả nhiều mặt của làng nghề chế biến tinh bột:
Vừa tạo được công ăn việc làm cho nhiều lao động sở tại, vừa giữ được nghề truyền
thống và phần nào văn hóa đặc sắc của vùng miền. Tuy nhiên, những năm gần đây,
cộng đồng phải lo ngại, thậm chí bức xúc về nạn ô nhiễm môi trường do hoạt động
sản xuất gây ra. Trong đó, ô nhiễm nguồn nước đang là một trong những vấn đề ô
nhiễm nghiêm trọng. Hiện nay, việc sử dụng nước cho quá trình sản xuất tinh bột tại
các làng nghề càng gia tăng do nhu cầu thị trường ngày càng cao dẫn đến lượng
nước thải ngày càng lớn. Mỗi ngày có tới hàng chục nghìn mét khối nước thải chứa
nhiều tạp chất hữu cơ - tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển và chứa những chất

17. 7
hóa học, kiềm, sắt, kim loại… theo các cống rãnh chảy ra ngoài ao, hồ và ngấm
xuống mạch nước ngầm làm ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt của người dân.
Nếu không kiểm soát được nước thải cũng như không áp dụng biện pháp xử lý phù
hợp sẽ gây ra những ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của con người.
Ô nhiễm nguồn nước ảnh hưởng trực tiếp đến các sinh vật nước, đặc biệt là ở
các ao, hồ, sông do đây là nguồn tiếp nhận nước thải. Nhiều loài thủy sinh do hấp
thụ các chất độc trong nước, thời gian lâu ngày đã gây ra những biến đổi trong cơ
thể, một số trường hợp gây biến đổi gen, tạo nhiều loài mới, thậm chí còn làm chết
nhiều loài. Nguồn nước thải không qua xử lý không chỉ gây ra ô nhiễm nguồn nước
mà nó còn thấm vào đất gây nên ô nhiễm đất và ô nhiễm nguồn nước ngầm. Ví dụ
như ở làng nghề Phú Đô mỗi ngày mỗi hộ sử dụng 50m3
nước, số nước này sau khi
sử dụng được thải trực tiếp vào hệ thống thoát nước chung, rồi đổ ra sông Nhuệ.
Một phần không nhỏ còn lại bị cuốn theo nước thải gây ô nhiễm nghiêm trọng nước
mặt, nước dưới đất [2,15].
1.2.2. Ô nhiễm đất
Nước bị ô nhiễm mang nhiều chất vô cơ và hữu cơ thấm vào đất gây ô nhiễm
nghiêm trọng. Khi các chất ô nhiễm từ nước thấm vào đất không những gây ảnh
hưởng đến đất mà còn ảnh hưởng đến cả các sinh vật đang sinh sống trong đất. Các
chất ô nhiễm làm giảm quá trình hoạt động phân hủy chất của một số vi sinh vật
trong đất. Ô nhiễm quá mức là nguyên nhân làm cho nhiều cây cối còi cọc, khả
năng chống chịu kém, không phát triển được hoặc có thể bị thối gốc mà chết [16].
1.2.3. Ô nhiễm không khí
Ô nhiễm môi trường nước không chỉ ảnh hưởng đến đất, nước mà còn ảnh
hưởng đến không khí. Các hợp chất hữu cơ, vô cơ độc hại trong nước thải thông qua
vòng tuần hoàn nước, theo hơi nước vào không khí làm cho mật độ bụi bẩn trong
không khí tăng lên. Không chỉ vậy, các hơi nước này còn là giá bám cho các vi sinh
vật và các loại khí bẩn công nghiệp độc hại khác. Đối với không khí, nguồn gây ô
nhiễm đặc trưng nhất của làng nghề là mùi chua, hôi thối do quá trình phân hủy của
các chất hữu cơ, quá trình ủ, lên men của bún. Quá trình này tạo ra các khí độc gây

18. 8
ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Kết quả phân tích mẫu khí thải ở Phú Đô của
ngành chức năng cho thấy hầu hết đều vượt tiêu chuẩn cho phép gấp nhiều lần,
riêng đối với nồng độ bụi vượt từ 113 đến 230 lần cho phép [16].
1.2.4. Ảnh hưởng đến con người
Báo cáo môi trường quốc gia năm 2014 cho thấy, tại nhiều làng nghề, tỷ lệ
người mắc bệnh (đặc biệt là nhóm người trong độ tuổi lao động) đang có xu hướng
gia tăng. Trong vòng 30 năm qua, có khoảng 40 bệnh mới đã phát sinh và đều có
nguồn gốc ô nhiễm từ môi trường [1]. Tại các làng nghề chế biến nông sản thực
phẩm, bệnh phụ khoa chiếm chủ yếu (13 – 38 %), bệnh về đường tiêu hóa (8 – 30
%), bệnh viêm da (4,5 – 23 %), bệnh đường hô hấp (6 – 18 %), bệnh đau mắt (9 –
15 %). Tỉ lệ mắc bệnh nghề nghiệp ở làng bún Dương Liễu là 70%, làng bún Phú
Đô là 50% [1]. Tác hại của ô nhiễm môi trường qua các chỉ số là hết sức lo ngại.
Vào những ngày hè nắng nóng, nước bốc mùi nồng nặc ảnh hưởng nghiêm trọng
đến cuộc sống của người dân. Nhưng vì cuộc sống mưu sinh, người dân ở đây vẫn
phải sống trong môi trường đó dù biết rằng sức khỏe đang bị đe dọa hàng ngày.
Những vấn đề nổi cộm trên không chỉ làm ô nhiễm nghiêm trọng không khí,
nguồn nước, mất mỹ quan làm suy thoái môi trường nghiêm trọng mà còn tác động
xấu tới sức khỏe người dân của làng nghề và cộng đồng dân cư lân cận, đe dọa tới
sự phát triển bền vững làng nghề Việt Nam.
1.3. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chế biến tinh bột
1.3.1. Phương pháp hóa học
Phương pháp hóa học ít được sử dụng, thường dùng để điều chỉnh pH của
nước thải về giá trị thích hợp, hoặc dùng ở bước cuối cùng của quá trình xử lý. Cơ
sở của phương pháp hóa học là các phản ứng hóa học, các quá trình hóa lý diễn ra
giữa chất bẩn với hóa chất cho vào. Phương pháp hóa học gồm phương pháp trung
hòa và phương pháp oxy hóa-khử [5].
- Trung hòa: Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau. Muốn nước
thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều

19. 9
chỉnh pH về vùng 6,6 – 7,6. Các hóa chất thường dùng là NaOH, KOH, Na2CO3 với
nước thải có tính axit và H2SO4, HCl, HNO3 với nước thải có tính kiềm.
- Phương pháp oxi hóa – khử: Tiến hành oxi hóa - khử các hợp chất hữu cơ,
vô cơ. Phương pháp này tốn một lượng lớn xúc tác hóa học, chỉ dùng khi nước thải
không thể xử lý được bằng phương pháp khác. Thường được sử dụng ở giai đoạn
cuối của quá trình xử lý. Các hóa chất thường sử dụng là chất oxi hóa như: Clo và
hợp chất của Clo, O3, KMnO4, I2, H2O2. Chất khử như: Cr, As, Hg.
1.3.2. Phương pháp hóa lý
Có nhiều phương pháp hóa lý được sử dụng trong xử lý nước thải.
- Phương pháp keo tụ: Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất
rắn huyền phù có kích thước ≥ 10-2
mm, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không thể
lắng được. Ta có thể làm tăng kích cỡ các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt
phân tán liên tiếp vào các tập hợp hạt để có thể lắng được. Muốn vậy, cần trung hòa
điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau. Quá trình tạo thành bông
lớn từ các hạt nhỏ được gọi là quá trình keo tụ. Các hóa chất thường sử dụng: phèn
Fe, phèn Al. Khi cho hóa chất vào sẽ tạo điều kiện cho các chất rắn lơ lửng liên kết
lại với nhau tạo thành bông lơ lửng có kích thước lớn, có thể lọc được [5].
- Phương pháp hấp phụ: dùng để loại bỏ hết các chất hòa tan vào nước mà
phương pháp xử lý sinh học và các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm
lượng rất nhỏ. Thông thường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính hoặc các chất
có màu hoặc mùi khó chịu. Các chất hấp phụ thường sử dụng là: than hoạt tính, xỉ,
đất xét hoạt tính, silicagen, mạt sắt… Lượng chất hấp phụ tùy thuộc vào khả năng
hấp phụ của từng chất và hàm lượng chất bẩn có trong nước. Phương pháp này có
khả năng hấp phụ 58 – 95% các chất hữu cơ và màu [5].
- Phương pháp tuyển nổi: Phương pháp tuyển nổi dựa trên nguyên tắc: các
phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính
vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt nước, sau đó người ta tách các bọt khí cùng các
phần tử dính ra khỏi nước. Quá trình này được thực hiện nhờ thổi không khí thành
bọt nhỏ vào trong nước thải. Ưu điểm của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn

20. 10
các hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn. Khi các hạt đã nổi lên bề mặt,
chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớt lọc [5].
- Phương pháp trao đổi Ion: Thực chất của phương pháp này là quá trình
trong đó các ion trên bề mặt chất rắn trao đổi với các ion có cùng điện tích trong
dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là ionit (chất trao đổi ion). Chúng
hoàn toàn không tan trong nước. Phương pháp trao đổi Ion được ứng dụng để xử lý
nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Ni, Hg, Mn…cũng như các hợp chất của
Asen, Photpho, Xyanua và chất phóng xạ. Phương pháp này đạt được mức độ xử lý
cao, là phương pháp được sử dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước cấp và
nước thải. Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hay hữu cơ có nguồn gốc tự
nhiên hay tổng hợp. Nguồn gốc tự nhiên như zeolit, đất sét, than đá… tổng hợp như
silicagen, pecmutit, nhựa tổng hợp… [5]
1.3.4. Phương pháp sinh học
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là một quá trình phức tạp bởi đó
là quá trình phát triển của vi sinh vật xảy ra trong thiết bị xử lý, bị ràng buộc bởi các
hiện tượng hóa lý liên quan đến chuyển chất và năng lượng. Tính phức tạp của nó
còn ở chỗ các quá trình đó xảy ra ở mức độ vi mô. Các quá trình xử lý sinh học có
thể chia thành hai loại chính: Quá trình hiếu khí và quá trình yếm khí. Trong các hệ
thống hiếu khí, các vi sinh vật phân huỷ các hợp chất hữu cơ và vô cơ có sự tham
gia của oxy. Còn trong quá trình yếm khí các chất bị phân huỷ không cần sự có mặt
của oxy [21].
Trong thực tế người ta thường kết hợp cả hai phương pháp xử lý yếm khí và
hiếu khí trong một công nghệ xử lý nước thải. Các phương pháp yếm khí được sử
dụng chủ yếu trong quá trình xử lý nước thải công nghiệp có hàm lượng chất hữu cơ
cao (BOD5 = 1500 – 5000 mg/l). Để thực hiện phương pháp này có thể sử dụng
phương pháp lọc yếm khí, bể ổn định tiếp xúc - hầm biogas, hồ yếm khí.
* Lọc sinh học
Bể lọc sinh học là một hệ thống thiết bị sinh học trong đó vi sinh vật được cố
định trên lớp vật liệu xốp, tạo màng. Khi nước thải được cấp khí và tiếp xúc với

21. 11
màng lọc sinh học, các chất hữu cơ bị oxy hoá, do vậy nước thải được làm sạch
[10]. Bể gồm các bộ phận chính:
- Phần chứa vật liệu lọc (lớp đệm bằng đá hoặc các vật liệu khác như: quả
bóng nhựa, hoa nhựa, tấm nhựa tổng hợp… có đường kính trung bình 20-30 mm và
30-80 mm).
- Hệ thống phân phối nước thải đảm bảo tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt lớp
lọc.
- Hệ thống dẫn và phân phối khí bố trí dưới đáy bể lọc.
Bể lọc sinh học được phân thành các loại:
- Lọc nhỏ giọt (thông khí tự nhiên)
- Lọc tải lượng cao (thông khí nhân tạo)
- Tháp lọc, đĩa lọc sinh học
Vi sinh vật sử dụng trong quá trình lọc sinh học chủ yếu là vi khuẩn. Mặc dù lớp
màng này rất mỏng khoảng 1 – 3 mm nhưng cũng phân biệt thành hai lớp: Lớp yếm
khí ở sát bề mặt đệm và lớp hiếu khí ở bên ngoài. Các chất hữu cơ được oxy hoá do cả
hai quá trình hiếu khí và yếm khí. Thực chất của quá trình lọc sinh học là nhờ hệ thống
vi sinh vật hiếu khí và yếm khí phân huỷ các chất hữu cơ có trong nước thải khi nước
thải chảy qua lớp màng sinh học này [10].
So với hệ thống bùn hoạt tính, lọc sinh học có ưu điểm là ít nhạy cảm hơn
đối với sự thay đổi tải trọng, tiêu tốn ít năng lượng hơn khi không có bộ phận thông
khí cưỡng bức, ưu điểm nữa của phương pháp lọc sinh học là lượng bùn tạo ra ít.
Thiết bị lọc có chiều cao lớn tiết kiệm được mặt bằng cần thiết để xây dựng hệ
thống xử lý. Tuy nhiên, hệ thống này đòi hỏi kinh phí lớn, vận hành tương đối phức
tạp và đặc biệt yêu cầu phải có khu hệ vi sinh vật ổn định cho quá trình xử lý.
* Bể Aeroten
Bể Aeroten là hệ thống xử lý bằng cấp khí nhân tạo. Trong quá trình xử lý, các
vi sinh vật sinh trưởng, phát triển và tồn tại ở trạng thái huyền phù. Quá trình xử lý
nước thải được thực hiện trong bể oxy hoá có cấp khí [10]. Việc sục khí ở đây đảm
bảo cho hai yêu cầu của quá trình:

22. 12
- Đảm bảo độ oxy hoà tan cao, cung cấp đủ khí cho vi sinh vật sinh trưởng và
thực hiện quá trình oxy hoá các chất hữu cơ.
- Duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng trong nước xử lý, tạo ra hỗn hợp
huyền phù, giúp sinh vật tiếp xúc liên tục với các chất hữu cơ hoà tan trong nước,
thực hiện quá trình hô hấp hiếu khí làm sạch nước thải.
Nếu không đủ điều kiện hiếu khí hoặc ngừng thổi khí, khuấy trộn các hạt bùn
sẽ kết lại thành khối và lắng xuống đáy.
Như vậy, trong tất cả các phương pháp sinh học xử lý nước thải, vi sinh vật
luôn là một nhân tố chủ đạo. Vi sinh vật tham gia vào quá trình oxy hoá các chất
gây ô nhiễm, làm sạch nước thải. Tuy nhiên, không phải bất kỳ loài vi sinh vật nào
cũng có khả năng làm sạch nước và tạo độ kết lắng tốt. Có những loài sau khi phát
triển chúng không những không tạo kết lắng mà còn sinh ra chất nhầy làm tăng độ
nhớt của nước thải làm cho quá trình làm sạch càng khó khăn hơn. Thậm trí một số
vi sinh vật còn sinh ra các sản phẩm phụ có ảnh hưởng xấu tới môi trường là mầm
gây bệnh cho con người và gia súc. Do vậy, bên cạnh việc lợi dụng những tính năng
ưu việt của các loài vi sinh vật thì chúng ta cần phải lựa chọn những chủng vi sinh
vật thích hợp vừa có khả năng làm sạch, vừa tạo độ kết lắng tốt vừa không gây độc
hại cho môi trường [11].
* Xử lý nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính
Trong nước thải, sau một thời gian làm quen, các tế bào vi khuẩn bắt đầu
sinh trưởng, sinh sản và phát triển. Nước thải bao giờ cũng có các hạt chất rắn lơ
lửng khó lắng. Các tế bào vi khuẩn sẽ dính vào các hạt lơ lửng này và phát triển
thành các hạt bông cặn có hoạt tính phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn nước thể
hiện bằng BOD. Các hạt bông bùn này nếu được thổi khí và khuấy đảo sẽ lơ lửng ở
trong nước, được lớn dần lên do hấp thu nhiều hạt chất rắn lơ lửng nhỏ, tế bào vi
sinh vật, nguyên sinh động vật và các chất độc. Các hạt bông này khi ngừng thổi khí
hoặc các chất hữu cơ làm cơ chất dinh dưỡng cho vi sinh vật trong nước cạn kiệt
chúng sẽ lắng xuống đáy bể hoặc hồ thành bùn. Bùn này được gọi là bùn hoạt tính.

23. 13
Bùn hoạt tính lắng xuống là “bùn già”, hoạt tính giảm. Nếu được hoạt hóa (trong môi
trường thích hợp có sục khí) sẽ sinh trưởng trở lại và hoạt tính được phục hồi.
Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính rất phong phú với các loại vi khuẩn,
nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, động vật nguyên sinh. Số lượng vi khuẩn trong bùn
hoạt tính dao động trong khoảng 108
– 1012
trong 1 mg chất khô. Phần lớn chúng là
Pseudomonas, Achomobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus, Flavobacterium…
Trong khối nhầy có các loài Zooglea, đặc biệt là Zooglea ramigola, rất giống
Pseudomonas, chúng có khả năng sinh ra một bao nhầy xung quanh tế bào. Bao nhầy
này là một polyme sinh học, thành phần là polysaccarit, có tác dụng kết các tế bào vi
khuẩn lại thành các hạt bông [13]. Ngoài ra, trong bùn hoạt tính còn có mặt các vi
khuẩn phân hủy các polyme, vi khuẩn phản nitrat hóa, vi khuẩn khử sunfat. Một số
giống vi khuẩn điển hình có mặt trong bùn hoạt tính được thể hiện trên bảng 1.2.
Bảng 1.2. Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính [5]
TT Vi khuẩn Vai trò
1 Pseudomonas
Phân huỷ cacbonhydrat, protein, các hợp chất hữu cơ
và phản nitrat hóa
2 Arthrobacter Phân huỷ cacbonhydrat
3 Bacillus Phân huỷ cacbonhydrat, protein
4 Cytophaga Phân huỷ các polyme
5 Zooglea Tạo thành chất nhầy, hình thành các chất keo tụ
6 Acinetobacter Tích luỹ polyphotphat, phản nitrat
7 Nitrobacter Nitrat hoá
8 Sphaerotilus Sinh nhiều tiên mao, phân hủy các chất hữu cơ
9 Acaligenes Phân hủy protein, phản nitrat hóa
10 Flavobacterium Phân hủy protein
11 Acinetobacter Phản nitrat hóa
12 Hyphomicrobium Phản nitrat hóa
13 Desulfovibrio Khử sunfat, khử nitrat

24. 14
Các động vật nguyên sinh cũng có mặt trong bùn hoạt tính và tham gia vào
quá trình làm sạch nước thải. Chúng ăn các vi khuẩn già hoặc đã chết, tăng cường
loại bỏ vi khuẩn gây bệnh, làm đậm đặc màng nhầy nhưng lại làm xốp khối bùn, kích
thích vi sinh vật tiết enzyme ngoại bào để phân hủy chất hữu cơ nhiễm bẩn và làm kết
lắng bùn nhanh.
Để xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính có hiệu quả, cần sử dụng nhiều biện
pháp khác nhau để tạo bùn hoạt tính nhằm tăng số lượng cũng như hoạt lực của các vi
sinh vật có trong đó như: lấy bùn hoạt tính ở nơi xử lý khác có tính chất giống như
nước thải nghiên cứu, hồi lưu bùn đã dùng ở những bể xử lý nước thải trước trở lại
các bể sục khí. Ngoài ra, cần chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát
triển của vi sinh vật có trong bùn hoạt tính như:
- Nhiệt độ của nước thải: Nếu nhiệt độ cao thì phải có thiết bị hạ nhiệt độ
xuống khoảng 25 – 300
C;
- pH của nước thải: Cần phải điều chỉnh pH của nước thải đạt khoảng 6,5 – 7,5;
- Các nguyên tố có tính độc có thể tiêu diệt hoặc kìm hãm sinh trưởng của vi
sinh vật. Nước thải có chứa các độc tố đặc biệt này cần phải có biện pháp xử lý riêng
trước khi được xử lý bằng bùn hoạt tính;
- Tỷ số BOD5: N: P: Đây là các chỉ số cần được quan tâm khi cân bằng dinh
dưỡng cho VSV trong nước thải. Tỷ lệ BOD5: N: P được đề xuất tối ưu là 100: 5: 1.
Ngoài chất hữu cơ, nitơ và photpho là hai nguồn dinh dưỡng quan trọng cho sự tạo
thành tế bào mới và hoạt động của vi sinh vật trong bùn hoạt tính. Ngoài ra, để phát
huy được vai trò của bùn hoạt tính đến điều kiện hiếu khí hay nồng độ oxy hòa tan
trong nước, chúng ta phải quan tâm trong các quy trình công nghệ xử lý nước thải
bằng bùn hoạt tính. Có thể làm tăng nồng độ oxy hòa tan bằng cách tăng mặt thoáng
của ao hồ, áp dụng các biện pháp sục khí và khuấy cưỡng bức [13].
* Phương pháp xử lý nước ô nhiễm bằng vi tảo
Tảo là thực vật bậc thấp, sống theo kiểu quang tự dưỡng, dị dưỡng hoặc tạp
dưỡng. Có loại tảo có cấu trúc đơn bào, có loại mọc nhánh dài. Chúng là thực vật

25. 15
phù du, có thể trôi nổi ở trong nước hay móc vào các giá đỡ (loài thực vật khác).
Trong số khoảng 50.000 loài tảo trên thế giới thì vi tảo chiếm đến 2/3. Nhiều loài
tảo, như vi tảo còn được xếp vào nhóm vi sinh vật, tảo lam được xếp vào nhóm vi
khuẩn lam. Tảo phát triển làm nước có màu sắc, thực chất là màu sắc của tảo (tảo
lam Anabaena cylindrica làm cho nước có màu xanh lam, Oscilatoria rubecens làm
cho nước ngả màu hồng, các loài khuê tảo Melorisa, Navicula làm cho nước có màu
vàng nâu...) [13].
Trong nước thải giàu nguồn N và P là điều kiện tốt cho tảo phát triển. Nguồn
CO2 có thể do vi sinh vật hoạt động thải ra trong nước, phân hủy các chất hữu cơ tạo
thành và cung cấp cho tảo hoặc từ không khí.
Cơ sở sinh học của việc sử dụng một số loài tảo để xử lý nước thải là dựa
vào đặc tính sinh trưởng tự nhiên của chúng. Tảo sử dụng CO2 hoặc bicacbonat làm
nguồn cacbon và nguồn nitơ, photpho vô cơ để cấu tạo tế bào dưới tác dụng của
năng lượng ánh sáng mặt trời, đồng thời thải ra khí oxy. Quá trình quang hợp của
tảo được biểu diễn như sau:
Các khí oxy phân tử sinh ra làm giàu thêm hàm lượng oxy hòa tan trong
nước, tạo điều kiện thuận lợi giúp vi khuẩn hiếu khí phát triển và thúc đẩy các phản
ứng oxy hóa - khử trong quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ xảy ra nhanh
hơn.
Vai trò chính của tảo và thực vật thủy sinh là khử nguồn amonium hoặc
nitrat, cùng nguồn photphat có trong nước. Việc làm giảm các chất hữu cơ ô nhiễm
trong nước chủ yếu là nhờ một số loại vi khuẩn, tảo và thực vật khác chỉ sinh oxy
và có rễ để vi khuẩn bám vào, cùng tán lá che chắn làm giảm tác động của ánh sáng
mặt trời giúp vi khuẩn khỏi chết và tạo điều kiện cho chúng hoạt động tốt hơn.
Các loài vi tảo có thể làm thức ăn tự nhiên trong nuôi trồng thủy sản. Một số
loài tảo có khả năng phát triển trên một số loại nước thải đóng vai trò quan trọng
CO2 + NH4 + PO4
3-
Tế bào tảo mới (tăng sinh khối) + O2
Ánh sáng

26. 16
trong quá trình làm sạch nước thải. Cùng với các vi sinh vât khác, vi tảo giữ vai trò
như máy lọc sinh học tự nhiên, trực tiếp hấp thu tất cả những sản phẩm thừa, sản
phẩm sau cùng của phân huỷ hữu cơ và chuyển hoá chúng sang dạng ít độc hại hơn
hoặc phân giải chúng thành những vật chất khác đơn giản và vô hại. Những loại tảo
và vi khuẩn lam nước ngọt được sử dụng phổ biến trong quá trình xử lý nước thải
chủ yếu thuộc các chi Chlorella, Spirulina, Scenedessmus…Từ nhiều năm qua đã có
nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước về việc ứng dụng các loài tảo trong xử lý
nước ô nhiễm. Tại Việt Nam, tảo lam Spirulina đã được sử dụng trong xử lý nước
thải giàu amoni từ một số nguồn phân hóa học trong trồng trọt để giảm thiểu ô
nhiễm môi trường và giảm giá thành sản phẩm từ Spirulina [16]. Ngoài ra, các thử
nghiệm nuôi trồng tảo này bằng nguồn nước thải ươm tơ tằm, nước thải nhà máy
phân đạm, nước thải từ hầm biogas… đã được triển khai, ngay cả các nguồn phế
thải hữu cơ như rỉ đường, phế thải công nghiệp rượu bia cũng đã được thử nghiệm
để nuôi trồng và thu sinh khối của tảo này [15]. Tại Trung Quốc, năm 2009, nghiên
cứu của Liang. W và cộng sự - Trường Đại học Nanchang cũng đã chứng minh
được khả năng xử lý nước thải đô thị rất hiệu quả của loài tảo Chlorella [24]. Năm
2010 tại Thụy Điền, nhà nghiên cứu Larsdotter K và cộng sự cũng chỉ ra các loài vi
tảo có hiệu quả xử lý nitơ và photpho có trong nước thải rất tốt, hiệu suất xử lý nitơ
đạt 60 - 80% và photpho đạt từ 60 – 100% trong các tháng của mùa hè [23].
1.4. Công nghệ vi sinh trong xử lý nƣớc thải chế biến tinh bột
1.4.1. Cấu tạo và quá trình phân hủy tinh bột
Tinh bột tiếng Hy Lạp là amidon (công thức hóa học: (C6H10O5)n) là một
polysacarit chứa hỗn hợp amylose và amylopectin. Trong tinh bột tỷ lệ phần trăm
amilose và amilopectin thay đổi tùy thuộc vào từng loại tinh bột, tỷ lệ này thường từ
20:80 đến 30:70. Cả amylose và amylopectin đều được cấu tạo từ đơn phân là D –
glucose. Tinh bột có nguồn gốc từ các loại cây khác nhau có tính chất vật lí và
thành phần hóa học khác nhau. Tinh bột được thực vật tạo ra trong tự nhiên trong
các quả, củ như: ngũ cốc. Tinh bột, cùng với protein và chất béo là một thành phần
quan trọng bậc nhất trong chế độ dinh dưỡng của loài người cũng như nhiều loài

27. 17
động vật khác. Ngoài sử dụng làm thực phẩm ra, tinh bột còn được dùng trong công
nghiệp sản xuất giấy, rượu, băng bó xương. Tinh bột được tách ra từ hạt như ngô và
lúa mì, từ rễ và củ như sắn, khoai tây, dong là những loại tinh bột chính dùng trong
công nghiệp.
- Tính chất vật lý và trạng thái thiên nhiên: Tinh bột là chất rắn vô định
hình, màu trắng, không tan trong nước. Trong nước nóng từ 65o
C trở lên, tinh bột
chuyển thành dung dịch keo nhớt, gọi là hồ tinh bột. Tinh bột có rất nhiều trong các
loại hạt (gạo, mì, ngô,..), củ (khoai, sắn,...) và quả (táo, chuối,...). Hàm lượng tinh
bột trong hạt khoảng 80%, trong ngô khoảng 70%, trong củ khoai tây tươi khoảng
20% [14].
- Cấu trúc phân tử: Trong hạt, tinh bột tồn tại dưới các dạng hạt có kích
thước biến đổi từ 0,02 tới 0,12 mm. Hạt tinh bột của các loại hạt khác nhau thì có
hình dạng khác nhau. Hạt tinh bột khoai tây có kích thước lớn hơn cả, còn hạt tinh
bột lúa có kích thước nhỏ hơn. Khi tác dụng với Iot, tinh bột cho màu rất đặc trưng.
Phản ứng này dùng để xác định tinh bột.
Tinh bột không phải là một chất riêng biệt, nó bảo gồm hai cấu tử là amylose
và amylopectin, các chất này khác hẳn nhau về nhiều tính chất lý học và hóa học.
Trong tinh bột, tỉ lệ amylose trên amynopectin bằng khoảng ¼. Về cấu tạo hóa học,
hai thành phần trên đều có chứa các đơn vị cấu tạo là monosaccarit glucose [3].
Amylose là một chuỗi polyme không phân nhánh, dài khoảng gần 300-1000
gốc glucose, chỉ có liên kết α-1,4-glycoside, có khối lượng phân tử từ vài nghìn đến
hơn một triệu Dalton. Chuỗi amylose xoắn theo kiểu lò xo, một vòng xoắn có 6 gốc
glycose, mỗi gốc tạo thành góc 60o
so với gốc phía trước. Cấu trúc xoắn được làm
bền nhờ liên kết hydrogen giữa các nhóm –OH tự do của các gốc glucose. Bên trong
vòng xoắn có thể kết hợp với các nguyên tử khác, ví dụ như với Iot, tạo thành màu
xanh đặc trưng. Khi đun nóng, liên kết hydrogen bị cắt đứt, chuỗi amylose duỗi
thẳng, Iot bị tách ra, dung dịch mất màu xanh.
Amylopectin có cấu trúc phân nhánh, ngoài liên kết α-1,4-glycoside, còn có
cả liên kết α-1,6-glycoside ở điểm phân nhánh. Phân tử bao gồm một nhánh trung

28. 18
tâm có các liên kết α-1,4-glycoside, từ nhánh này, cứ cách 24 - 30 gốc lại có 1 phân
nhánh qua liên kết α-1,6-glycoside. Phân tử amylopectin có khối lượng phân tử cao
hơn amylose, có thể bao gồm đến một triệu gốc glucose [3].
Hình 1.2. Cấu tạo tinh bột
- Sự phân giải tinh bột: Các liên kết glycoside của tinh bột có thể bị thủy
phân nhờ hệ enzym amylase tạo thành glucose, maltose hay dextrin tùy thuộc vào
tính chất của từng enzym.
* α – amylase chỉ cắt đứt liên kết α-1,4-glycoside ở giữa chuỗi polysaccarit,
không có khả năng cắt đứt nhánh α-1,6-glycoside và tạo ra nhiều dextrin phân tử
nhỏ và dextrin phân nhánh chứa liên kết α-1,6-glycoside.
* β – amylase cũng chỉ cắt liên kết α-1,4-glycoside nhưng có khả năng cắt từ
đầu tận cùng không khử của chuỗi polysaccharide cho sản phẩm chủ yếu là đường
maltose và các dextrin chứa mạch nhánh α-1,6-glycoside.
* ϒ – amylase đặc biệt được tổng hợp từ vi sinh vật có khả năng cắt đứt cả liên
kết α-1,4-glycoside và α-1,6-glycoside tạo ra sản phẩm chủ yếu là glycose và
dextrin phân tử nhỏ [3].
Thực tế ngoài enzyme amylase còn có một số enzyme khác có thủy phân tinh
bột như dextranase, glycosidase, β – glucosidase, lactase. Tuy nhiên hệ enzyme
amylase được quan tâm và sử dụng phổ biến hơn.
1.4.2. Một số vi sinh vật phân hủy tinh bột và lợi ích thu được khi ứng dụng
chúng vào trong quá trình xử lý nước thải chứa nhiều tinh bột

29. 19
Các vi sinh vật có khả năng phân hủy tinh bột khi chúng có hệ amylase. Vi
sinh vật phân hủy tinh bột gồm nhiều loại vi khuẩn, xạ khuẩn khác nhau. Trong đó
vi khuẩn đóng vai trò quan trọng. Bảng 1.3 giới thiệu một số loài vi sinh vật có hệ
enzym phân giải tinh bột.
Bảng 1.3. Một số vi sinh vât có hệ amylase [12]
STT VI SINH VẬT HỆ ENZYME
1 Asp. Awamori
α- amylase
β-amylase
glucoamylase
2 Asp.niger
α- amylase
glucoamylase
3 Asp.usami
α- amylase
β-amylase
glucoamylase
4 Asp.oryzae
β-amylase
glucoamylase
5 Bacillus.spp
α- amylase
β-amylase
6 Endomyces.spp glucoamylase
7 Phizopus delemar glucoamylase
Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, Công nghệ vi sinh tập 2
Viêc bổ sung vi sinh vật có khả năng phân giải tinh bột sống cao vào chế
phẩm sử lý nước thải chứa nhiều tinh bột là hết sức cần thiết, giúp nâng cao hiệu
quả xử lý, thân thiện với môi trường và giúp giảm chi phí so với những phương
pháp khác [12].
1.4.3. Sự phát triển của vi sinh vật trong các công trình xử lý
Trong các công trình xử lý nước thải, vi sinh vật sẽ phát triển theo 4 giai đoạn.
Biết được các giai đoạn phát triển của vi sinh vật, ta sẽ biết được khi nào cần loại bỏ
bớt vi sinh vật ra khỏi công trình xử lý để hiệu quả xử lý luôn được tối ưu.

30. 20
Bốn giai đoạn phát triển của vi sinh vật:
- Giai đoạn 1(AB): Giai đoạn thích nghi
Thời gian thích nghi ngắn hay dài phụ thuộc vào loại vi sinh vật, bản chất của
nước thải và kích thước của bể xử lý. Ở giai đoạn này hiệu quả xử lý thấp do vi sinh
vật đang thích nghi, chỉ có sự tăng về kích thước tế bào mà không có sự tăng về số
lượng. Các vi sinh vật hiếu khí có thời gian thích nghi ngắn hơn các vi sinh vật kị khí.
- Giai đoạn 2 (BD): Giai đoạn logarit
Vi sinh vật phát triển mạnh, sự phân hủy các hợp chất hữu cơ diễn ra mạnh nhất.
Do vậy lượng chất hữu cơ giảm mạnh, cần duy trì tối đa thời gian ở giai đoạn này.
- Giai đoạn 3 (DE): Giai đoạn cân bằng
Tốc độ oxi hóa ổn định, không cần cung cấp nhiều oxi, sinh khối vi sinh vật
nhiều nhất, lượng hợp chất hữu cơ giảm tối đa.
- Giai đoạn 4 (EF): Giai đoạn tự phân của vi sinh vật
Sự phát triển của vi sinh vật tỉ lệ thuận với lượng oxi hóa các hợp chất hữu cơ,
vi sinh vật tự phân hủy làm tăng mật độ ô nhiễm của môi trường lên.
Hình 1.3. Đường cong sinh trưởng của vi sinh vật
1.4.4. Ưu thế của phương pháp vi sinh vật
Phương pháp vi sinh vật luôn được ưu tiên trong quá trình xử lý vì:
- Vi sinh vật có kích thước vô cùng nhỏ bé nên diện tích bề mặt của một tập
đoàn VSV là rất lớn, do vậy khả năng tiếp xúc với chất cần xử lý cao.
X
mg/l
A
B
C
D E
F
t

31. 21
- Năng lượng hấp thu và chuyển hóa lớn, vượt xa sinh vật bậc cao. Khả năng
sinh trưởng và phát triển mạnh, thời gian nhân đôi số lượng tế bào ngắn.
- Khả năng thích ứng với môi trường tốt.
- Có khả năng kết dính (có màng nhày) nên dễ tách khỏi nước sau quá trình xử
lý. Việc tách sinh khối VSV là vô cùng quan trọng trong quá trình xử lý.
Những VSV có màng nhày, dễ kết dính thì được ứng dụng để xử lý môi
trường nhiều.
- Kinh tế, an toàn cho con người, không gây ô nhiễm thứ cấp.
- Sản phẩm của quá trình xử lý có thể sử dụng làm phân bón hoặc phục vụ
chăn nuôi.
1.4.5. Bùn hạt hiếu khí
Bùn hạt là tập hợp các sinh khối lơ lửng kết dính lại với nhau tạo thành hạt, là
sản phẩm của quá trình phân hủy chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật hiếu khí trong điều
kiện được cấp khí và các chất nền cần thiết.
Bùn hạt trước đây được ứng dụng rộng rãi trong thiết bị phân hủy kỵ khí dòng
chảy ngược (UASB), hiện nay đang mở rộng ứng dụng dưới dạng bùn hạt hiếu khí.
Bùn hạt thường có cấu trúc 3 lớp:
- Lớp trong cùng: Gồm vi khuẩn methanothrix, những tế bào hình thành trung
tâm của bùn hạt.
- Lớp giữa: Là những vi khuẩn hình gậy của nhóm vi khuẩn sử dụng acetone
sinh hydro, nhóm sử dụng hydro.
- Lớp ngoài cùng: Nhóm vi khuẩn hình gậy, hình sợi và hình cầu, hỗn hợp vi
khuẩn lên men sinh khí hydro.
Mỗi cấu trúc bùn hạt là tập hợp các nhóm vi khuẩn khác nhau cần thiết cho
quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ, thành phần của bùn hạt phụ thuộc vào
loại cơ chất
Cơ chế tạo bùn hạt: Quá trình tạo hạt là quá trình các bông bùn kết dính với
nhau dưới tác dụng của polyme ngoại bào. Lực xáo trộn càng mạnh thì các vi sinh
vật càng tiết ra nhiều polyme ngoại bào để kết dính lại với nhau hoặc là sẽ bị rửa

32. 22
trôi ra ngoài. Độ xáo trộn cao tạo điều kiện va chạm tốt và tác động xoáy hình elip
làm các hạt được vo tròn, bề mặt mịn có dạng hình cầu, đặc chắc. Trong thực tế các
giai đoạn hình thành hạt bùn được chia theo cơ chế như sau: Thích nghi, hình thành
hạt và trưởng thành. Ban đầu hình thành là những viên dạng sợi trong bể phản ứng,
bắt đầu phát triển nhanh hơn tạo thành hạt và được gọi là những hạt ban đầu. Giai
đoạn tương ứng từ lúc bắt đầu cho đến khi hình thành hạt ban đầu gọi là giai đoạn
thích nghi. Giai đoạn hình thành hạt tương ứng từ những hạt ban đầu đến điểm
trưởng thành. Dựa vào sự phân loại trên, quá trình hình thành hạt được bắt đầu và
sau đó trưởng thành trong bể phản ứng [20,25].
Bùn nuôi trong bể phản ứng theo mẻ SBR là dạng bùn sợi màu nâu, lỏng lẻo.
Trong thời gian tồn tại, hầu hết bùn trong bể phản ứng biến đổi thành dạng bông.
Sau 8 tuần, bùn dạng bông ban đầu biến đổi thành bùn hạt. Sau một thời gian hoạt
động bùn hạt xuất hiện trong khi những bông bùn vẫn chiếm ưu thế trong bể phản
ứng. Bùn hạt ban đầu hình thành trong bể phản ứng SBR có kích thước nhỏ, và có
hình dạng không rõ ràng. Những hạt nhỏ phát triển nhanh chóng trong những ngày
tiếp theo, kết quả dẫn đến sự lớn lên của hạt. Sau thời gian này, bùn trong bể phản
ứng gần như hoàn toàn là hạt và quan sát không thấy sinh khối lơ lửng hiện diện
[25].
Bùn hạt được hình thành trên môi trường đầy đủ chất dinh dưỡng, các điều
kiện vận hành nghiêm ngặt như pH = 6.8 - 7.2, DO phải lớn hơn 2 mg/l, thời gian
lưu nước càng ngắn thì khả năng tạo hạt càng cao. Thành phần nước trong bùn hạt
hiếu khí là 94,3%. Thành phần nước trong hạt kỵ khí là 97,2%.

33. 23
Hình 1.4. Màu sắc bùn hạt trưởng thành
Bùn hạt có nhiều ưu điểm hơn bùn hoạt tính truyền thồng. những đặc tính
của bùn hạt được thể hiện trong hình 1.5 [25].
Hình 1.5. Đặc tính của bùn hạt và bùn hoạt tính truyền thống
* Ưu điểm của bùn hạt
- Mật độ vi sinh vật trong cấu trúc bùn hạt cao
- Hiệu quả xử lý nước thải cao khi hình thành bùn hạt
Bùn hạt Bùn hoạt tính truyền thống
o Bề mặt ngoài rõ ràng, đều đặn
o Tỷ trọng, tính nén cao hơn
o Khả năng lắng tốt
o Khả năng lưu bùn cao
o Khả năng chịu tải hữu cơ và
nitrogen cao
o Rời rạc
o Không có hình dạng cố định
o Cấu trúc lỏng lẻo

34. 24
- Chịu được tải trọng cao
- Kích thước hạt bùn lớn nên có khả năng lắng nhanh
- Ít bị rửa trôi
- Chịu được xốc tải
- Giảm thể tích công trình
- Quá trình thích nghi và tạo mầm hạt xảy ra rất nhanh, ít tốn thời gian.
Bùn hạt rất thích hợp cho việc xử lý nguồn nước thải có hàm hượng chất hữu
cơ cao, ngày nay đang được tập trung nghiên cứu mạnh để ứng dụng vào trong quá
trình xử lý nước thải.
1.5. Xử lý nƣớc thải bằng công nghệ SBR
Ở Việt Nam, việc xử lý nước thải bằng công nghệ truyền thống được áp dụng
rộng rãi vì các nguyên nhân chủ yếu là hệ thống vận hành đơn giản, chi phí đầu tư
thấp và tâm lý ngại tiếp cận với công nghệ mới. Tuy nhiên, hiện nay đã có rất nhiều
công nghệ mới được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý trong sản xuất, sinh
hoạt và các hoạt động khác. Hiệu quả của chúng mang lại đã được chứng minh qua
các công trình thực tế chứ không chỉ trên lý thuyết. Một trong những công nghệ tiên
tiến thường được áp dụng trong các hệ thống xử lý nước thải ở các nước phát triển
đó là công nghệ xử lý nước thải SBR (Sequency Batch Reator). SBR là bể xử lý
nước thải bằng phương pháp sinh học theo quy trình phản ứng từng mẻ liên tục,
diễn ra trong cùng một bể [25].
SBR đã được nghiên cứu từ những năm 1920 và được sử dụng ngày càng rộng
rãi trên toàn thế giới. Ở Châu Âu, Trung Quốc và Hoa Kỳ, họ đang áp dụng công
nghệ này để xử lý nước thải đô thị và nước thải công nghiệp, đặc biệt là trong các
khu vực có lưu lượng nước thải thấp và biến động. Các khu đô thị, khu nghỉ dưỡng,
khu nghỉ mát và một số ngành công nghiệp như sản xuất sữa, bột giấy, thuộc da
đang sử dụng công nghệ SBRs để xử lý nước thải. Sự cải tiến trong thiết bị và công
nghệ, đặc biệt là các thiết bị sục khí và hệ thống điều khiển tự động thì việc lựa
chọn SBR là lựa chọn khả thi hơn bể bùn hoạt tính thông thường. Một số lý do mà
các công trình này được lựa chọn là:

35. 25
- Tất cả các quá trình xảy ra trong một bể, hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng đầu
ra có thể đạt 10mg/l thông qua hiệu quả của việc sử dụng decanter mà không cần
đến bể lắng 2.
- Trong một chu kỳ xử lý có thể điều chỉnh được 3 điều kiện: hiếu khí, kị khí và
thiếu khí trong việc loại bỏ hợp chất hữu cơ. Chúng bao gồm quá trình nitrat hóa,
phản nitrat hóa và loại bỏ photpho.
- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) đầu ra có thể đạt được mức 5mg/l, hàm lượng
nito tổng cũng có thể đạt được 5 mg/l thông qua quá trình chuyển hóa ammoniac
thành nitrat trong điều kiện hiếu khí và chuyển hóa nitrat thành nito trong điều kiện
thiếu khí trong cùng một bể. Hàm lượng photpho sau cùng củng có đạt được mức
nhỏ hơn 2 mg/l nhờ sự kết hợp của xử lý sinh học và các tác nhân hóa học [25].
* Các giai đoạn xử lý bằng SBR:
- Pha làm đầy (Filling): Đưa nước thải đủ lượng đã quy định trước vào bể SBR
và nó bắt đầu các chất ô nhiễm sinh học bị thối rữa.
- Pha thổi khí (Reaction): Các phản ứng sinh hóa hoạt động nhờ vào việc cung
cấp khí, sinh khối tổng hợp BOD, amoni, nito hữu cơ.
- Pha lắng (Settling): Sau khi oxy hóa sinh học xảy ra, bùn được lắng và nước
nổi tren bề mặt tạo lớp màng phân cách bùn nước đặc trưng.
- Pha rút nước (Discharge): Nước nổi lên trên bề mặt sau thời gian lắng (nước
đầu ra đã xử lý) được tháo khỏi bể SBR mà khong có cặn nào theo sau.
Hình 1.6. Các pha trong chu trình hoạt động của SBR

36. 26
* Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ SBR:
+ Ưu điểm:
– Không cần bể lắng và tuần hoàn bùn.
– Trong pha làm đầy bể SBR đóng vai trò như bể cân bằng vì vậy bể SBR có
thể chịu dựng được tải trọng cao và sốc tải.
– Có thể hạn chế được sự phát triển của vi khuẩn sợi thông qua việc điều
chỉnh tỉ số F/M và thời gian thổi khí trong quá trình làm đầy.
– Ít tốn diện tích đất xây dựng do các quá trình cân bằng cơ chất, xử lý sinh
học và lắng được thực hiện trong cùng một bể.
– Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng thiết bị (các thiết bị ít) mà không cần phải tháo
nước cạn bể. Chỉ tháo nước khi bảo trì các thiết bị như: cánh khuấy, motor, máy
thổi khí, hệ thống thổi khí.
– Hệ thống có thể điều khiển hoàn toàn tự động
– TSS đầu ra thấp, hiệu quả khử photpho, nitrat hóa và khử nitrat hóa cao.
– Ít tốn diện tích do không có bể lắng 2 và quá trình tuần hoàn bùn.
+ Nhược điểm:
– Nếu như quá trình lắng bùn xảy ra sự cố thì sẽ dẫn đến bùn bị trôi theo ống
đầu ra.
– Khi xả tốc độ dòng chảy rất lớn sẽ làm ảnh hưởng đến các hệ thống xử lý phía
sau.
– Có thể xảy ra quá trình khử nitrat trong pha lắng nếu như thời gian lưu bùn
dài. Điều này sẽ dẫn đến hiện tượng bùn nổi do bị khí nitơ đẩy lên. Hiện tượng này
càng nghiêm trọng vào những ngày nhiệt độ cao.

37. 27
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
- Nước thải làng nghề sản xuất bún Phú Đô.
- Các chủng vi sinh vật tham gia vào quá trình làm sạch nước thải chế biến
tinh bột được phân lập từ rãnh nước thải ở các làng nghề chế biến tinh bột.
2.1.2. Dụng cụ và hoá chất
2.1.2.1. Dụng cụ
- Nồi khử trùng ướt (Tawai)
- Tủ sấy khô (Sellab -Mỹ)
- Tủ ấm ổn nhiệt (Sellab - Mỹ)
- Tủ lạnh (Hàn Quốc)
- Máy đo pH (Nhật Bản)
- Máy lắc ổn nhiệt (Sellab-Mỹ)
- Tủ cấy vô trùng (Singapo)
- Kính hiển vi quang học Olympus (Nhật)
- Máy đo mật độ quang (Shimazu)
- Cân phân tích (Nhật)
- Lò vi sóng
- Ống đong: 100ml, 500ml
- Cốc đong: 200ml, 1lit, 2 lit
- Các dụng cụ vi sinh khác: ống nghiệm, hộp petri, que cấy, que trang, lam
kính, đèn cồn….
2.1.2.2. Hóa chất
- Thạch (Agar) (Merck- Đức)
- Cao thịt (Merck-Đức)
- Pepton (Merck-Đức )
- Cao nấm men (Merck-Đức)
- Bột xenluloza (Nhật)

38. 28
- Các hoá chất vô cơ khác: NaCl, KH2PO4, MgSO4.7H2O, KNO3….
2.1.3. Môi trường
Môi trường dinh dưỡng sử dụng để phân lập, nuôi cấy, và thử các hoạt tính hoá
lý của các chủng vi sinh vật sử dụng trong nghiên cứu: MPA, tinh bột sống, tinh bột
chín,…
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp lấy mẫu nước thải
Mẫu được lấy ở các mương nước thải tại các làng nghề chế biến tinh bột. Các
mẫu được phân tích ngay sau khi đưa về phòng thí nghiệm, thời gian lưu mẫu
không quá 48 giờ.
2.2.2. Phương pháp xác định sinh khối tế bào theo mật độ quang
Tốc độ tích lũy sinh khối của vi sinh vật được xác định bằng phương pháp đo
mật độ quang (OD560nm) của dịch nuôi cấy trên máy quang phổ kế. Sinh khối của
VK được xác định bằng kết quả đo OD của dịch nuôi cấy so với môi trường nuôi
cấy ban đầu.
2.2.3. Phương pháp phân lập vi sinh vật
Bƣớc 1: Chuẩn bị môi trường và dụng cụ
+ Môi trường: Môi trường tinh bột sống và môi trường tinh bột chín.
+ Bình pha loãng: Bình tam giác 250 ml, mỗi bình chứa 90 ml nước máy.
+ Ống pha loãng: Mỗi ống chứa 9 ml nước muối sinh lý.
Môi trường, bình và ống pha loãng sau đó được đem khử sạch trong nồi khử
trùng thời gian 15 phút, nhiệt độ 121o
C và áp suất 1 atm. Môi trường sau khi đã vô
trùng được đem đổ vào các đĩa petri vô trùng với một lượng phù hợp.
Bƣớc 2: Xác định thành phần và số lượng vi sinh vật theo phương pháp pha
loãng tới hạn.
+ Lấy 1ml nước thải cho vào ống nghiệm chứa 9ml nước đã thanh trùng,
lắc cho mẫu tan đều.

39. 29
+ Sử dụng pipet hút 1ml mẫu đã pha loãng ở nồng độ 10-1
vào ống nghiệm
chứa 9ml nước thanh trùng, ta được độ pha loãng 10-2
. Tiếp tục cho tới khi dịch
mẫu được pha loãng tới nồng độ 10-8
.
+ Dùng pipet vô trùng lấy 100µl dịch pha loãng ở các nồng độ 10-5
, 10-6
, 10-7
lên trên bề mặt môi trường thạch đặc hiệu cho từng loại vi sinh vật trong đĩa petri
vô trùng. Dùng que gạt thủy tinh vô trùng dàn đều giọt dịch đó trên bề mặt thạch.
Nuôi cấy ở 300
C trong tủ ấm. Sau 1-2 ngày lấy ra quan sát và đếm các khuẩn lạc
hình thành [6].
2.2.4. Tuyển chọn chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải tinh bột
Phân lập vi sinh vật từ mẫu bùn, nước thải từ làng bún Phú Đô, Dương Liễu
theo phương pháp trình bày ở mục 2.2.3. Sau 48h, quan sát các khuẩn lạc có hình
thái khác nhau, mã hóa và cấy chuyển sang ống thạch nghiêng. Sau đó sử dụng que
cấy vô trùng cấy chuyển theo phương pháp cấy chấm điểm mỗi khuẩn lạc vào 1 đĩa
tinh bột sống (TBS) và 2 đĩa tinh bột chín (TBC). Nuôi ở 30o
C trong 48h.
Sau 48h, sử dụng dung dịch lugol để kiểm tra hoạt tính phân giải của các
chủng đã phân lập được trên môi trường tinh bột sống và tinh bột chín. Tuyển
chọn những chủng vi sinh vật có vòng phân giải tinh bột lớn.
Các giống vi sinh vật thuần chủng trong các ống nghiệm được giữ ở nhiệt độ
40
C- 60
C trong tủ lạnh. Mỗi tháng cấy truyền định kỳ sang môi trường mới [6,7,8]
2.2.5. Phương pháp tinh sạch, giữ giống và hoạt hóa vi sinh vật
- Tinh sạch: Sau khi tuyển chọn được vi sinh vật, ta tiến hành tinh sạch trên
môi trường MPA. Sử dụng que cấy đầu tròn lấy một lượng nhỏ sinh khối vi sinh
vật, cấy ziczac liên tiếp lên 3 đĩa MPA. Đem nuôi trong tủ ấm 30o
C trong 48h. Sau
48h, bỏ đĩa thạch ra và quan sát, nếu thấy xuất hiện những khuẩn lạc riêng rẽ, tách
rời nhau và có hình dạng giống nhau thì chủng vi sinh vật đã sạch, không bị nhiễm
chủng khác và tiếp tục tiến hành giữ giống [6]
- Giữ giống: Sau khi tinh sạch xong ta chọn khuẩn lạc mọc riêng rẽ và cấy
ziczac vào ống thạch nghiêng có chứa môi trường MPA. Sau đó đem nuôi ở tủ ấm
trong 48h. Sau 48h mang ra và bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ 40
C, trong thời

40. 30
gian tốt nhất là 1 tháng. Sau 1 tháng phải cấy truyển định kỳ để đảm bảo dinh
dưỡng cho vi sinh vật. Trước khi sử dụng chủng thuần cần được hoạt hóa [7].
- Hoạt hóa: Hoạt hóa theo phương pháp cấy chấm điểm: Lấy một lượng nhỏ vi
sinh vật từ trong ống thạch giống và cấy chấm điểm vào môi trường MPA hoặc môi
trường tinh bột chín. Nuôi trong tủ ấm trong 24h.
Phương pháp hoạt hóa trong môi trường dịch thể: Lấy một lượng nhỏ vi sinh
vật cho vào bình tam giác có chứa môi trường MPA dịch thể. Đem nuôi trong tủ lắc
trong 24h, nhiệt độ 30o
C, tốc độ lắc 150 vòng/phút [8].
2.2.6. Phương pháp đánh giá khả năng sinh amylase của các chủng vi
sinh vật tuyển chọn
Để đánh giá khả năng sinh amylase của các chủng vi sinh vật đã tuyển chọn ta
tiến hành nuôi các chủng vi sinh vật trong môi trường MPB. Amylase sẽ được vi
sinh vật tiết ra môi trường trong quá trình trao đổi chất [6]
Ta tiến hành theo các bước sau:
Bƣớc 1: Chuẩn bị môi trường và hoạt hóa giống.
Môi trường nuôi là môi trường MPB.
Hoạt hóa giống trong môi trường MPB
Bƣớc 2: Cấy giống
Dùng pipet hút 1ml dịch sau hoạt hóa cho vào các bình chứa môi trường
MPB, tiếp tục đem nuôi ở tủ lắc trong 24h, nhiệt độ 30o
C, tốc độ lắc 150 vòng/phút.
Bƣớc 3: Chuẩn bị môi trường thạch đục lỗ
Môi trường dinh dưỡng được đổ vào các đĩa thạch (khoảng 30ml/đĩa), để
nguội. Sau đó tiến hành đục lỗ trên đĩa thạch.
Bƣớc 4: Ly tâm
Ly tâm nhằm mục đích tách riêng sinh khối vi sinh vật, thu lấy dịch thể để
xác định hoạt lực amylase. Dùng pipet hút 1ml dịch sau nuôi cấy cho vào ống
eppendorf, sau đó đem li tâm ở To
= 20o
C, tốc độ 8000 vòng/phút, trong thời gian 20
phút.

41. 31
Bƣớc 5: Nhỏ dịch
Nhỏ khoảng 100 – 150 µl dịch sau ly tâm vào lỗ thạch. Sau đó để trong tủ lạnh
trong 2h, rồi để trong tủ ấm 30o
C trong 24h.
Bƣớc 6: Kiểm tra hoạt tính sinh sinh amylase
Sau 24h lấy đĩa thạch ra khỏi tủ ấm, sử dụng lugol để thử hoạt tính phân giải
tinh bột của amylase. Đo vòng phân giải để xác định hoạt lực sinh enzym của vi
sinh vật.
2.2.7. Phương pháp xác định ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sự
sinh trưởng và sinh tổng hợp amylase của các chủng vi sinh vật đã tuyển chọn
2.2.7.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Các chủng vi sinh vật được nuôi trong môi trường MPB ở điều kiện nhiệt độ
khác nhau. Các mốc nhiệt độ là 15o
C, 20o
C, 25o
C, 30o
C, 35o
C và 40o
C. Môi trường
sau khi được cấy giống được nuôi trong tủ lắc 150 vòng/phút trong 24h.
Sau đó xác định khả năng sinh trưởng và sinh tổng hợp amylase ở từng mốc
nhiệt độ khác nhau. Khả năng sinh trưởng của vi sinh vật được xác định bằng cách
đo OD để xác định độ đục quang học, nhờ đó tính toán được lượng sinh khối vi sinh
vật. Khả năng sinh tổng hợp amylase được đánh giá bằng phương pháp thạch đục lỗ
[6].
2.2.7.2. Ảnh hưởng của pH
Để xác định ảnh hưởng của pH lên sự sinh trưởng và sinh tổng hợp amylase
của vi sinh vật, ta tiến hành nuôi vi sinh vật trên môi trường MPB, nhiệt độ 300
C ở
các mức pH = 3, pH = 4, pH = 5, pH = 6, pH = 7, pH = 8 và pH = 9.
Sau đó tiến hành xác định khả năng sinh trưởng bằng phương pháp đo OD.
Đánh giá khả năng sinh tổng hợp amylase bằng phương pháp thạch đục lỗ [6]
2.2.8. Phương pháp xác định các đặc điểm hình thái, sinh lý hoá của các
chủng vi khuẩn
2.2.8.1. Phương pháp nhuộm Capsule
Chuẩn bị các lam kính sạch, lau cồn để khử trùng. Nhỏ một giọt nước vô trùng
lên trên lam kính. Lấy một lượng nhỏ VSV hòa tan đều trong giọt nước vô trùng, để

42. 32
khô tự nhiên. Nhỏ dung dịch tím gentian lên tiêu bản VSV, dàn đều, dể dung dịch tím
trong vòng 2 phút. Rửa sạch dung dịch tím bằng dung dịch CuSO4 20%. Lấy giấy
thấm khô bề mặt lam kính và soi dưới kính hiển vi [6,8,18].
2.2.8.2. Phương pháp nhuộm Gram
Chủng vi khuẩn để nhuộm Gram được nuôi cấy trong vòng 24 giờ ở nhiệt độ
300
C. Nhỏ một giọt nước vô trùng lên lam kính đã khử trùng và lau sạch bằng cồn.
Lấy một lượng nhỏ mẫu hòa đều vào giọt nước trên lam kính, hơ khô. Sau đó, nhỏ
một giọt dung dịch tím kết tinh lên lam kính và gạt đều lên phần dịch mẫu đã hơ khô.
Để 3 phút sau đó rửa bằng nước rồi hơ khô. Nhuộm tiếp bằng dung dịch Lugol trong
1 phút, rửa lại bằng nước, hơ khô. Tiếp đó ngâm phần lam kính có chứa mẫu và đã
được nhuộm màu trong cồn 30 giây, rửa và hơ khô. Tiếp tục nhỏ một giọt Fuchsin
lên, gạt đều để 1 phút, rửa, hơ khô và soi dưới kính hiển vi.
Nhóm vi khuẩn Gram dương có đặc tính không bị dung môi hữu cơ (etanol)
tẩy phức chất màu giữa tím kết tinh và iốt, kết quả cuối cùng sẽ bắt màu tím. Nhóm
vi khuẩn Gram âm bị dung môi tẩy màu thuốc nhuộm đầu do đó sẽ bắt màu thuốc
nhộm bổ sung đỏ tía với thuốc nhuộm Fuchsin [6,18]
2.2.9. Phương pháp xác định nhu cầu oxy hóa học (COD)
Hóa chất: K2Cr2O7, dung dịch AgSO4/H2SO4, chỉ thị Ferrion và dung dịch
chuẩn độ FAS 0.1M.
Cách tiến hành: Lấy vào ống COD 2,5ml mẫu; thêm 1,5ml dung dịch K2Cr2O7
0,01667M; 3,5ml dung dịch AgSO4/H2SO4. Đậy chặt nắp đun ở 1500
C trong 2 giờ. Sau
đó để nguội về nhiệt độ phòng. Cho hỗn hợp sang bình chứa lớn hơn để tiến hành chuẩn
độ, tráng ống nghiệm bằng nước cất nhiều lần. Trước khi chuẩn độ thêm vào dung dịch
0,05 – 0,1ml (tương đương 1 – 2 giọt) dung dịch Ferroin. Chuẩn độ với dung dịch FAS:
màu của dung dịch chuyển từ xanh lá cây sang nâu đỏ [20].
Tính toán:

43. 33
Trong đó: A là thể tích FAS sử dụng đối với mẫu trắng, ml
B là thể tích FAS sử dụng đối với mẫu thử nghiệm, ml
M là nồng độ mol của FAS, mol/l
8000: đương lượng của oxy x 1000mg/l
Vmẫu: thể tích mẫu đã dùng, ml
2.2.10. Phương pháp xác định nito tổng số
Hóa chất: dung dịch K – Cu – SO4, NaOH 40%, H3BO3 2%, HCl 0,1N và
metyl xanh – đỏ.
Phân tích nito tổng số trong mẫu:
- Phá mẫu: Lấy 50ml mẫu, cho thêm 50ml dung dịch phá mẫu K – Cu – SO4
đun sôi đến khi khói trắng bốc lên.
- Để nguội định mức thành 100ml. Cho thêm 50ml dung dịch NaOH 40%.
- Dung dịch hấp thụ: 50ml dung dịch H3BO3 2% và 5ml dung dịch metyl xanh
– đỏ.
- Lắp vào thiết bị chưng cất: Thiết lập máy chưng cất trong 5 phút. Dung dịch
hấp thụ chuyển từ màu tím sang màu xanh.
- Chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,1N. Chuẩn độ đến khi màu tím xuất hiện và
ghi lại thể tích HCl đã dùng [16]
Công thức tính:
Trong đó:
V0: thể tích mẫu ban đầu, ml
mN =
V1 – V2
V0
x CHCl x 14,01 x 1000
COD (mg/l) =
(A – B) x M x 8000
Vmẫu

44. 34
V1: thể tích HCl chuẩn độ, ml
V2: thể tích HCl của mẫu trắng, ml
CHCl: nồng độ HCl, N
14,01: khối lượng nguyên tử nito.
2.2.11. Phương pháp xác định photpho tổng số
- Phá mẫu: Dùng pipet lấy lượng mẫu thử tối đa là 40 ml vào các bình nón 100
ml. Nếu cần, pha loãng bằng 40 ml ± 2 ml nước. Thêm 4 ml dung dịch kali
peroxodisulfat và đun sôi nhẹ trong khoảng 30 min. Duy trì thể tích khoảng 25 ml
đến 35 ml bằng nước. Làm nguội, chỉnh pH từ 3 đến 10 bằng dung dịch kali
hydroxyt hoặc axit sulfuric rồi chuyển sang bình dung tích 50 ml, pha loãng bằng
nước tới khoảng 40 ml. Cũng có thể vô cơ hóa trong 30 min trong nồi hấp ở nhiệt
độ từ 1150
C đến 1200
C [17].
- Lập đường chuẩn: Dùng pipet, chuyển lượng thể tích thích hợp, như 1,0 ml;
2,0ml; 3.0 ml; 4,0 ml; 5,0 ml; 6,0 ml; 7,0 ml; 8,0 ml; 9,0 ml; và 10,0 ml dung dịch
chuẩn octophosphat vào các bình nón dung tích 100 ml, pha loãng tới khoảng 40
ml với nước. Khoảng nồng độ octophosphat của dung dịch này từ p = 0,04 mg/l tới
0,4 mg/l. Tiếp tục tiến hành phá mẫu.
Thêm vào mỗi bình 1 ml axit ascobic và sau 30 giây, 2 ml dung dịch II axit
molipdat. Định mức lên 50ml. So màu với mẫu trắng ở bước sóng 720nm được
bảng số liệu hiển thị quan hệ giữa nồng độ với mật độ quang, lập đường chuẩn từ
bảng số liệu thu được.
- Xác định photpho tổng số trong mẫu: Thêm vào mỗi bình mẫu đã phá 1 ml
axit ascobic và sau 30 giây, 2 ml dung dịch II axit molipdat. Định mức lên 50ml. So
màu với mẫu trắng ở bước sóng 720nm [17].
2.2.12. Phương pháp xác định amoni
Hóa chất: Dung dịch Natri – Kali – Tactrat, thuốc thử Nessler, NH4Cl.
Lập đường chuẩn: Pha dung dịch gốc có nồng độ 1mg/l N – NH4
+
. Chuẩn bị
các ống nghiệm có đánh số từ 0 – 7 với các nồng độ tương tự 0; 0,05; 0,1; 0,2; 0,4;
0,6; 0,8 và 1,0. Sau đó thêm vào mỗi ống nghiệm 1ml dung dịch Natri – Kali –
Tactrat và 1ml dung dịch thuốc thử Nessler. Định mức lên 50ml. Lắc đều, để yên 5
phút rồi đo mật độ quang tại bước sóng 450nm.

45. 35
Xác định N – NH4
+
trong nước: Lấy 50ml mẫu nước đã loại bỏ đục, thêm vào
1 ml dung dịch Natri – Kali – Tactrat. Sau đó thêm 1ml dung dịch thuốc thử
Nessler. Định mức lên 50ml. Lắc đều, để yên 5 phút rồi đo mật độ quang tại bước
sóng 450nm.
2.2.13. Phương pháp xác định giá trị SV30 (solid value 30)
Đây là phương pháp xác định khả năng tạo bùn lắng của dịch xử lý. Dịch nước
thải đã xử lý lắc đều rót vào ống đong 500 ml. Để lắng tự nhiên, sau 30 phút ghi lại
thể tích bùn lắng (Vbl). Giá trị SV30 được tính như sau:
SV30 = (Vbl /500) x1000.
2.2.14.Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột bằng phương pháp
bùn hạt hiếu khí
Thí nghiệm được thực hiện trên hệ thiết bị thí nghiệm bùn hạt hiếu khí có
khả năng điều chỉnh và điều khiển nhiệt độ, pH, DO như ở Hình 2.1. Thể tích của
bể phản ứng là 25 lít với tốc độ sục khí là 4 lít/giờ.
Hình 2.1. Sơ đồ bể phản ứng SBR sử dụng trong nghiên cứu tạo bùn hạt hiếu khí
Bể phản ứng
Van xả/thu nước
Bộ phận sục khí
Bơm định lượng
Bể chứa nước
thải

46. 36
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật sinh amylase có khả năng
phân giải tinh bột sống cao
Với mục đích là tuyển chọn các chủng vi sinh vật để xử lý nước thải làng nghề
chế biến tinh bột, mẫu được lấy tại địa điểm có lượng tinh bột sống xả ra môi
trường nhiều như các làng nghề sản xuất bún, miến. Địa điểm lấy mẫu được chọn là
cống xả làng bún Phú Đô – Từ Liêm và tại làng miến Dương Liễu – Hoài Đức – Hà
Nội.
Sử dụng môi trường tinh bột chín (TBC) và môi trường tinh bột sống (TBS) để
phân lập vi sinh vật, thu được 43 chủng VSV có hình thái khuẩn lạc khác nhau. Sau
đó tiến hành bước đầu quá trình tuyển chọn bằng phương pháp cấy chấm điểm trên
môi trường TBS, TBC và dùng lugol để kiểm tra hoạt tính phân giải tinh bột. Kết
quả thí nghiệm được thể hiện ở bảng 4.
Bảng 3.1. Hoạt tính amylase của các chủng VSV tuyển chọn
sau 48 giờ nuôi cấy
STT
Kí hiệu
chủng
Địa điểm lấy
mẫu
Đường kính vòng
phân giải TBS
(cm)
Đường kính vòng
phân giải TBC
(cm)
1 PD1 Phú Đô 1 0,4
2 PD2 Phú Đô 2,4 1,7
3 PD3 Phú Đô 2,1 0,8
4 PD4 Phú Đô - -
5 PD5 Phú Đô 2,6 2,4
6 PD6 Phú Đô 1,8 1,5
7 PD7 Phú Đô - 0,7
8 PD8 Phú Đô 2 1,8
9 PD9 Phú Đô + 0,7
10 PD10 Phú Đô 3,2 2,8

47. 37
STT
Kí hiệu
chủng
Địa điểm lấy
mẫu
Đường kính vòng
phân giải TBS
(cm)
Đường kính vòng
phân giải TBC
(cm)
11 PD11 Phú Đô - -
12 PD12 Phú Đô 3 2,7
13 PD13 Phú Đô 2,5 2
14 PD14 Phú Đô - +
15 PD15 Phú Đô 2 1,6
16 PD16 Phú Đô 2 1,7
17 PD17 Phú Đô 3,5 3,1
18 PD18 Phú Đô - -
19 PD19 Phú Đô + +
20 DL1 Dương Liễu - -
21 DL2 Dƣơng Liễu 2,6 2,2
22 DL 3 Dương Liễu + +
23 DL4 Dương Liễu - -
24 DL5 Dương Liễu + +
25 DL6 Dương Liễu - -
26 DL7 Dương Liễu 1 +
27 DL8 Dương Liễu - -
28 DL9 Dương Liễu 2 1,5
29 DL10 Dương Liễu - -
30 DL11 Dương Liễu + +
31 DL12 Dƣơng Liễu 3 2,7
32 DL13 Dương Liễu 1.3 0,8
33 DL14 Dương Liễu - -
34 DL15 Dương Liễu 1 0,7
35 DL16 Dương Liễu 0,8 0,5

48. 38
STT
Kí hiệu
chủng
Địa điểm lấy
mẫu
Đường kính vòng
phân giải TBS
(cm)
Đường kính vòng
phân giải TBC
(cm)
36 DL17 Dương Liễu - +
37 DL18 Dương Liễu - -
38 DL19 Dương Liễu - -
39 DL20 Dương Liễu - -
40 DL21 Dƣơng Liễu 3,4 3
41 DL22 Dương Liễu 2 1,7
42 DL23 Dương Liễu - -
43 DL24 Dƣơng Liễu 3,2 2,7
Chú thích: “-” không có hoạt tính
“+” hoạt tính < 0,5
Kết quả trên bảng 3.1 cho thấy có 16 chủng không có hoạt tính phân giải tinh
bột sống chiếm 37,21%, 5 chủng có vòng phân giải < 1 cm chiếm 11,63%, 13 chủng
có vòng phân giải từ 1 - 2,4 cm chiếm 30,23% và 9 chủng có vòng phân giải 2,5 -
3,5 cm chiếm 20,93%. Trong đó có thể thấy chủng PD17 có hoạt tính tốt nhất
(Đường kính vòng phân giải TBS là 3,5 cm), thứ hai là chủng DL21 với đường kính
vòng phân giải TBS là 3,4 cm và TBC là 3 cm. Ngoài ra còn có chủng DL24 với
đường kính vòng phân giải TBS là 3,2 cm và một số chúng khác như: PD13, PD5…
Qua kết quả phân tích cho thấy trong tự nhiên đã có sẵn các chủng VSV phân hủy
tinh bột nhưng với số lượng rất ít nên cần nghiên cứu để tăng số lượng VSV có khả
năng sinh amylase đề xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột.
Hình 3.1. Đánh giá hoạt tính amylase của các chủng VSV phân lập

49. 39
Qua đánh giá sơ bộ dựa vào hình thái khuẩn lạc đã tuyển chọn được 9 chủng
vi khuẩn là các chủng PD5, PD10, PD12, PD13, PD17, DL2, DL12, DL21 và
DL24. Tiếp tục tiến hành kiểm tra hoạt tính sinh enzym ngoại bào của 9 chủng vi
sinh vật có đường kính vòng phân giải tinh bột sống > 2,5 cm bằng phương pháp
thạch đục lỗ trên các môi trường TBS, TBC. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở
bảng 3.2.
Bảng 3.2. Hoạt tính amylase của 9 chủng VSV có đường kính
vòng phân giải TBS > 2,5 cm
STT
Tên
chủng
Đường kính vòng
phân giải TBS (cm)
Đường kính vòng
phân giải TBC (cm)
1 PD5 2,9 2,4
2 PD10 2,7 2,2
3 PD 12 2,7 2,2
4 PD13 2,6 2,1
5 PD17 3,2 2,9
6 DL2 2,7 2,2
7 DL12 2,7 2,0
8 DL21 3,3 2,8
9 DL24 3,1 2,8
Từ bảng 3.2 ta thấy 2 chủng có hoạt tính phân giải TBS mạnh nhất đó là
PD17 (đường kính vòng phân giải 3,2 cm) và DL21 (3,3 cm). Do vậy 2 chủng
PD17 và DL21 rất thích hợp để tuyển chọn.
3.2. Đặc điểm sinh học của các chủng vi sinh vật tuyển chọn
3.2.1. Đặc điểm hình thái của các chủng vi sinh vật tuyển chọn
Để quan sát đặc điểm hình thái khuẩn lạc của các chủng VSV đã tuyển chọn,
các chủng VSV được cấy chấm điểm trên môi trường thạch đĩa (môi trường MPA)
để quan sát hình dạng khuẩn lạc (hình 3.2)

50. 40
Hình 3.2. Khuẩn lạc của chủng VSV tuyển chọn
Đặc điểm hình thái các chủng vi khuẩn được quan sát bằng cách cấy các
chủng vi khuẩn trên môi trường thạch nghiêng (môi trường MPA). Sau 24 giờ lấy ra
làm tiêu bản, nhuộm Gram, nhuộm Capsule và quan sát dưới kính hiển vi quang học
(hình 3.3 và hình 3.4). Kết quả quan sát đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào của
các chủng VSV được trình bày trong bảng 3.3.
Nhuộm gram Nhuộm capsule
Hình 3.3. Hình thái tế bào chủng PD17 trên kính hiển vi quang học

51. 41
Nhuộm Gram Nhuộm Capsule
Hình 3.4. Hình thái tế bào chủng DL21 trên kính hiển vi quang học
Bảng 3.3. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào của hai chủng VSV tuyển chọn
Tên
Chủng
Đặc điểm hình thái
khuẩn lạc
Đặc điểm hình thái tế bào
vi khuẩn
Khả năng
sinh
Capsule
Nhuộm
Gram
PD17
Tròn, to, có nhân
màu trắng đục, ria
ngoài trắng trong, bề
mặt lồi, mép trơn
láng.
Tế bào hình cầu, vỏ
Capsul dày, bắt màu tím
Đường kính 1,3 µm
Có Gr+
DL21
Nhỏ, màu trắng đục,
bề mặt phẳng, khô,
mép răng cưa.
Tế bào hình que,bắt màu
tím.
Kích thước:
chiều dài: 2,6-3,4 µm,
chiều rộng: 0,8-0,9 µm.
Có nhưng
ít
Gr+

52. 42
Vậy kết luận:
- Chủng PD17 thuộc nhóm cầu khuẩn, Gr+
, bao quanh tế bào là lớp màng nhày
dày.
- Chủng DL21 thuộc nhóm trực khuẩn, Gr+
, bao quanh tế bào là lớp bao nhày
mỏng.
3.2.2. Phân loại đến loài các chủng vi khuẩn tuyển chọn
Các chủng vi khuẩn tuyển chọn được phân loại dựa vào 50 phản ứng sinh
hóa trong bộ kit Api 50 CH. Đọc kết quả ở 24h và 48h. Tra kết quả trên phần
mềm phân loại Apiweb do nhà sản xuất cung cấp. Kết quả được trình bày trong
bảng 3.4.
Bảng 3.4. Phản ứng sinh hóa của hai chủng VSV tuyển chọn
STT
Tên phản
ứng
Thành phần hoạt chất
PD17 DL21
24 giờ 48 giờ 24 giờ 48 giờ
00 CONTROL - - - -
01 GLY GLYcerol - + + +
02 ERY ERYthritol + + - -
03 DARA D-ARAbinose - - - -
04 LARA L-ARAbinose - - + +
05 RIB D-RIBose + + + +
06 DXYL D-XYLose + + + +
07 LXYL L-XYLose + + - -
08 ADO D-ADOnitol - - - +
09 MDX Methyl-ẞD-Xylopyranoside - - - -
10 GAL D-GALactose - - + +
11 GLU D-GLUcose - - + +
12 FRU D-FRUctose + + + +
13 MNE D-MaNnosE + + + -

53. 43
14 SBE L-SorBosE + - - -
15 RHA L-RHAmnose - + - -
16 DUL DULcitol - - - -
17 INO INOsitol - - + +
18 MAN D-MANnitol + + + +
19 SOR D-SORbitol + + + +
20 MDN Methyl-αD-Mannopyranoside + + - -
21 MDG Methyl-αD-Glucopyranoside - - + +
22 NAG N-AcetylGucosamine - - + +
23 AMY AMYgdalin + + + +
24 ARB ARButin + + + +
25 ESC ESCulin ferric citrat + + + +
26 SAL SALicin + + + +
27 CEL D-CELlobiose + + + +
28 MAL D-MALtose + + - -
29 LAC D-LACtose - - - -
30 MEL D-MELibose - - + +
31 SAC D-SACcharose + + + +
32 TRE D-TREhalose + + + +
33 INU INUlin + + - -
34 MLZ D-MeLeZitose - - + +
35 RAF D-RAFfinose + + + +
36 AMD AmiDon + + + +
37 GLYG GLYcoGen + + - -
38 XLT XyLiTol - - + +
39 GEN GENtiobiose + + + +