Tối ưu hóa khả năng tổng hợp chất kết tụ sinh học của chủng vi khuẩn Bacillus subtilis PRO.01.C và thử nghiệm xử lý nước thải sau chế biến sữa đậu nành
Nghiên cứu do các tác giả Lê Thị Loan, Cao Ngọc Điệp – Trường Đại học Cần Thơ thực hiện.
.jpg)
Ngày nay sữa là một trong những loại thức ăn cần thiết cho con người. Sữa đậu nành là một trong những nguồn sữa thực vật không thua kém gì về mặt dinh dưỡng so với sữa động vật, chính vì vậy sữa đậu nành là nguồn dinh dưỡng phong phú cho tất cả các loại vi sịnh vật trong đất phát triển, nhất là nguồn protein sữa hay còn gọi là casein, gây ra mùi hôi thối (Pouilieute et al.,2010).
Công nghệ kết tụ đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xử lý nước thải, đặc biệt là trong công đoạn tiền xử lý của nhiều hệ thống xử lý nước thải, ưu điểm của quá trình này là đầu tư cơ sở hạ tầng nhỏ và thời gian xử lý ngắn. Trong đó, chất kết tụ sinh học là sản phẩm của hợp chất cáo phân tử được hình thành trong quá trình phát triển của vi sinh vật (Shih et al.,2001). Vi khuẩn tổng hợp chất kết tụ sinh học là những loài vi khuẩn có khả sử dụng các chất dinh dưỡng trong môi trường để tổng hợp các hợp chất đa phân tử trong tế bào có khả năng tạo sự kết tụ với các chất khác nhau hình thành một khối nhầy lắng xuống đáy và hợp chất được tiết ra ngoài môi trường hoặc trên bề mặt tế bào vi khuẩn.
Trong xử lý nước thải, chất kết tụ sinh học có nguồn gốc từ vi sinh vật được sử dụng để xử lý nước thải từ xí nghiệp nhuộm (Zang et al.,2002; Deng et al.,2005), các chất lơ lửng vô cơ (bentonite, đất sét, Ca(OH)2, aluminum oxide) ((Shih et al.,2001; Yim et al.,2007), acid humic (Zouboulis et al.,2004) và các chất lơ lửng khác (Salehizadeh et al.,2000). Sự kết tụ các chất này giúp làm giảm các chỉ tiêu như COD và một phần độ đục của nước thải trước khi được xử lý bằng phương pháp khác (Gong et al.,2008). Nghiên cứu nhằm thực hiện tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kết tụ sinh học của dòng vi khuẩn Bacillus subtilis PRO.01.C và ứng dụng trong xử lý nước thải của các cơ sở chế biến sữa đậu nành thông qua xác định các chỉ tiêu BOD5 và TSS, hàm lượng nitơ tổng, hàm lượng photpho tổng và hàm lượng amonium trong thành phần nước thải.
Nghiên cứu sử dụng dòng vi khuẩn Bacillus subtilis PRO.01.C phân lập từ nước thải của các cơ sở sản xuất hủ tiếu ở Mỹ Tho, tình Tiền Giang (Lê Thị Loan, et al.,2018) và nước thải cơ sở chế biến sữa đậu nành tại chợ Hưng Lợi, quận Ninh Kiều, TP. Cần Thơ.
Nước thải từ các cơ sở sau chế biến sữa đậu nành vẫn còn chứa một lượng lớn chất hữu cơ nhất là lượng protein trong sữa còn lại sẽ gây ô nhiễm nước nên cần phải được xử lý trước khi thải ra môi trường. Chất kết tụ sinh học (bioflocculants) là một hợp chất cao phân tử được tổng hợp trong quá trình phát triển của các vi sinh vật. Chúng có tác dụng nhanh chóng và an toàn cho con người và môi trường nên được nghiên cứu và ứng dụng để xử lý nước thải. Chủng vi khuẩn Bacillus subtilis PRO.01.C được phân lập từ mẫu nước thải cơ sở sản xuất hủ tiếu Mỹ Tho ở tỉnh Tiền Giang, có khả năng tổng hợp chất kết tụ sinh học với thành phần môi trường tối ưu gồm tinh bột (1,00%), urea (0,05%), KCl (0,25%) ở pH 6 cho tỷ lệ kết tụ 46,37% với dung dịch kaolin sau 60 phút để lắng, bổ sung dung dịch CaCl2 và 0,2% dịch nuôi sinh khối vi khuẩn. Ứng dụng chủng vi khuẩn này trong xử lý nước thải sau chế biến sữa đậu nành đã làm giảm các chỉ số BOD5, chỉ số TSS, chỉ số nitơ tổng, chỉ số photpho tổng và hàm lượng amonium lần lượt là 6,68%, 18,34%, 6,69%, 9,37% và 87,8% so với chỉ số ban đầu. Chỉ tiêu photpho tổng, nitơ tổng, hàm lượng amoni và pH nước thải đạt tiêu chuẩn A của quy chuẩn QCVN_ 40/2011/BTNMT.
Vân Anh
Tạp chí NN&PTNT, Số 21/2019