Luận án Nghiên cứu áp dụng công nghệ vi sinh vật để xử lý chất thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng và miến dong

t dong riềng (COD = 1000 mg/l) + 5g/l pepton. 
MT3: 50% Nƣớc thải chế biến tinh bột (COD = 2000mg/l) + 50% nƣớc thải sản xuất đậu 
phụ (COD = 2000 mg/l). 
Các chủng đƣợc nuôi cấy trong bình tam giác chứa 300 ml các môi trƣờng với các 
thông số thích hợp với từng chủng, sau đó mật độ vi khuẩn đƣợc xác định theo thời gian 
nuôi cấy 
2.2.5.3. Lên men thu sinh khối các chủng vi sinh vật trong thiết bị thể tích 5 lít 
Ở quy mô bình lên men 5 lít, các chủng đƣợc nghiên cứu sự phát triển của sinh khối 
ở các điều kiện tốc độ cấp khí khác nhau trong môi trƣờng tối ƣu đã xác định đƣợc. 
Các chủng đƣợc cấp giống với tỷ lệ thích hợp với từng chủng trong bình lên men 
chứa 3 lít môi trƣờng lên men với các thông số lên men đã đƣợc tối ƣu hóa và thay đổi tốc 
51 
độ cấp khí ở dải 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,75 và 2,0 v/v/p, tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút. 
Sau 24 giờ lên men, xác định hàm lƣợng sinh khối vi khuẩn thu đƣợc. 
2.2.6. Phƣơng pháp tạo chế phẩm vi sinh vật [14, 16, 26, 43] 
2.2.6.1. Xác định tính đối kháng giữa các chủng vi sinh vật 
Các chủng vi sinh vật đƣợc kiểm tra hoạt tính đối kháng nhau bằng phƣơng pháp cấy 
ria trên cùng đĩa thạch chứa môi trƣờng dinh dƣỡng cơ bản, nuôi ở 30oC trong 24 giờ, quan 
sát sự đối kháng của các vạch khuẩn lạc tạo thành trên đĩa thạch. 
2.2.6.2. Lựa chọn chất mang 
Chất mang sử dụng gồm cao lanh và than bùn đƣợc nghiền nhỏ, sấy ở 130oC đạt độ 
ẩm 5% đƣợc phối trộn với sinh khối các chủng nghiên cứu có mật độ 1010 Cfu/ml theo tỷ lệ 
thể tích 1:2 (sinh khối vi sinh vật: chất mang), sấy ở 40oC đạt độ ẩm đạt 8 – 9%, bao gói 
trong túi polyethylen dán kín, bảo quản trong nhiệt độ thƣờng. 
Xác định mật độ vi sinh vật trong chất mang sau 30 ngày bảo quản theo TCVN 
4884.2005 [29]. 
2.2.6.3. Xác định thành phần các vi sinh vật trong chế phẩm 
Sinh khối các chủng vi sinh vật đƣợc phối trộn theo tỉ lệ thể tích 1:1:1; 1:2:1; 2:1:2; 
1:1:2; 2:2:1, tạo hỗn hợp sinh khối và tiếp tục phối trộn với chất mang theo tỷ lệ thể tích 
1:2, sấy ở 40oC đạt độ ẩm đạt 8 – 9%, bao gói trong túi polyethylen dán kín, bảo quản 
trong nhiệt độ thƣờng. Xác định mật độ vi sinh vật trong chất mang sau 0 ngày và 30 ngày 
bảo quản theo TCVN 4884.2005 [29]. 
Đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải đƣợc sục khí liên tục với các chỉ tiêu: COD; SV30; 
MLSS; MLVSS; SVI. 
2.2.6.4. Xác định tỉ lệ phối trộn dịch sinh khối vi khuẩn và chất mang 
Phối trộn sinh khối hỗn hợp các vi sinh vật với chất mang theo tỉ lệ 2:1 (200 ml sinh 
khối + 100 g chất mang),1:1 (100 ml sinh khối + 100 g chất mang), 1: 2(100 ml sinh khối 
+ 200 g chất mang), 1: 3(100 ml sinh khối + 300 g chất mang) 1: 4 (100 ml sinh khối + 400 
g chất mang), sấy ở 40oC đạt độ ẩm 8% - 9%. Xác định mật độ vi sinh vật theo TCVN 
4884.2005. 
2.2.6.5. Xác định nhiệt độ sấy chế phẩm 
Hỗn hợp sinh khối vi sinh vật và chất mang đƣợc sấy ở các nhiệt độ khác nhau (35, 
40, 45; 50 và 60
oC) có đảo trộn thƣờng xuyên. 
 Xác định mật độ vi sinh vật theo TCVN 4884.2005 và thời gian sấy khi độ ẩm chế 
phẩm đạt 8 - 9% [29]. 
2.2.6.6. Điều kiện bảo quản chế phẩm 
 Chế phẩm sau khi hoàn thành đƣợc đóng gói trong túi nilon và túi polyethylene tráng 
thiếc, bảo quản ở nhiệt độ thƣờng và trong tủ lạnh 4oC. Kiểm tra mật độ vi sinh vật trong 
thời gian bảo quản 3 tháng theo TCVN 4884.2005 [29]. 
52 
2.2.6.7. Thử nghiệm năng lực xử lý và ảnh hưởng của các yếu tố tới hiệu 
xuất xử lý nước thải của chế phẩm 
a. Thử nghiệm xử lý trong bình nón thể tích 500 ml 
Cấp 0,003 gam chế phẩm (tƣơng đƣơng mật độ 104 Cfu/ml) vào bình tam giác chứa 
300 ml nƣớc thải, lắc 180 vòng/phút ở nhiệt độ 30oC trong 24 giờ, sau 30 phút để lắng, gạn 
bỏ nƣớc, thu bùn và bổ sung 300 ml nƣớc thải mới, lặp lại trong 2 ngày để thu bùn hoạt 
tính. Bổ sung bùn hoạt tính vào bình tam giác chứa 300 ml nƣớc thải mới, lắc 180 vòng/ 
phút ở nhiệt độ 30oC. Đối chứng tiến hành tƣơng tự với bùn hoạt tính từ hệ vi sinh tự nhiên 
có sẵn trong nƣớc thải sau hoạt hóa. Hiệu quả xử lý của chế phẩm đƣợc xác định thông qua 
sự thay đổi COD, nitơ tổng, và các giá trị SVI, MLSS, MLVSS của bùn. 
b. Thử nghiệm xử lý trong bình xử lý gián đoạn thể tích 5 lít 
Nƣớc thải đồng thời đƣợc xử lý trong bình thể tích 5 lít theo chế độ gián đoạn, theo 
đó chế phẩm đƣợc cấp vào bình thí nghiệm chứa 3 lít nƣớc thải đảm bảo mật độ vi sinh 
vật đạt 104 Cfu/ml và tiến hành sục khí liên tục. Sau 24 giờ để lắng 30 phút, gạn bỏ nƣớc 
và bổ sung nƣớc thải mới, lặp lại 2 ngày để thu bùn hoạt tính. Bổ sung bùn hoạt tính vào 
bình chứa 3 lít nƣớc nƣớc thải mới, sục khí liên tục, bình đối chứng không bổ sung chế 
phẩm mà sử dụng bùn hoạt tính đã đƣợc hoạt hóa từ hệ vi sinh tự nhiên có sẵn trong nƣớc 
thải. Hiệu suất xử lý của chế phẩm đƣợc xác định thông qua sự thay đổi COD, nitơ tổng, 
và các giá trị của bùn: SVI, MLSS, MLVSS. 
- Xác định ảnh hƣởng của pH nƣớc thải đến hiệu suất xử lý COD trong dải pH từ 4 
đến 8. 
- Xác định lƣợng chế phẩm bổ sung (tƣơng đƣơng từ 103 đến 106 Cfu/ml) đến hiệu 
suất xử lý COD nƣớc thải. 
2.2.7. Xử lý nƣớc thải làng nghề với chế phẩm vi sinh vật bản địa tạo thành 
2.2.7.1. Xử lý nước thải trong bể xử lý liên tục thể tích 35 lít 
2 
3 
8 
6 
1 
7 
9 
5 
4 
Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống xử lý liên tục thể tích 35 lít 
Hệ thống xử lý liên tục quy mô nhỏ bao gồm: bể xử lý thể tích 35 lít (thể tích làm 
việc 30 lít) có bơm điều chỉnh lƣu lƣợng để cấp nƣớc thải, van chảy tràn ở mức 30 lít, có 
bảng điều khiển để điều chỉnh và theo dõi các thông số: lƣu lƣợng, DO (Hình 2.2). 
- Đầu tiên bơm vào bể 5 lít nƣớc thải, tiến hành sục khí (DO ≈ 6 ± 0,4 mg/l). 
53 
- Cấp 0,3 gam chế phẩm tƣơng đƣơng 104Cfu/ml vào bể xử lý. 
- Khi giá trị COD giảm ≈ 50% thì tiếp tục bơm nƣớc thải vào với lƣợng 2,0 lít/h và 
duy trì đến khi đầy bể. Theo dõi sự thay đổi COD và lƣợng MLSS tạo thành đến 
khi bể hoạt động ổn định. 
- Để vi sinh vật thích nghi với môi trƣờng xử lý và để hệ thống đi vào hoạt động ổn 
định thì phải mất một thời gian dài khởi động. Tuy nhiên, do giới hạn thời gian 
cùng với mục tiêu rút ngắn thời gian thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm và 
pilot, đề tài đã đánh giá hiệu quả xử lý COD và tạo bùn (MLSS) của chế phẩm ngay 
từ khi hệ thống bắt đầu vận hành (chƣa ổn định) để thu thập dữ liệu về xu thế động 
học của hệ thống và vai trò của chế phẩm trong việc giảm thời gian khởi động vận 
hành hệ thống và năng lực tạo bùn hoạt tính của hệ. 
- Các thông số ảnh hƣởng tới hiệu suất xử lý của chế phẩm sẽ đƣợc đánh giá là: pH 
nƣớc thải; lƣu lƣợng sục khí, thời gian lƣu nƣớc và tải lƣợng COD. 
- Khi bể hoạt động ổn định thì vận hành với các thông số thích hợp và phân tích xử 
lý trong 10 ngày. 
- Định kỳ tháo bùn đáy 1,0 lít bùn/1lần/ngày. 
- Đánh giá hiệu suất xử lý của hệ thống xử lý khi bổ sung chế phẩm và khi không 
dùng chế phẩm mà sử dụng bùn hoạt tính đã đƣợc hoạt hóa từ hệ vi sinh có sẵn 
trong nƣớc thải. 
2.2.7.2. Xử lý nước thải liên tục ngoài hiện trường 
Năng lực sinh học của chế phẩm vi sinh vật tạo ra từ luận án đƣợc thử nghiệm kiểm 
định trên hệ thống xử lý sinh học nƣớc thải tích hợp 5 chức năng, dung tích 33 m3 đƣợc xây 
dựng tại làng nghề Minh Hồng, Ba Vì, Hà Nội. Với mục tiêu ƣu tiên khai thác quá trình xử 
lý hiếu khí để tạo nhiều bùn hoạt tính hơn, do đó trong nghiên cứu này đề tài đã điều chỉnh 
vách ngăn để thu hẹp tối thiểu vùng hiếu khí, thiếu khí – kỵ khí (vùng số 3 và số 4) và mở 
rộng tối đa vùng hiếu khí (vùng số 2) và khai thác vùng số 5 (bể lắng) để thu bùn sớm và 
triệt để ngay trong quá trình xử lý (trên hình 1.15). 
Hệ thống đƣợc thực hiện khởi động và vận hành nhƣ sau: 
 Khởi động bể và bổ sung chế phẩm 
- Bơm nƣớc thải với lƣợng đạt đến thể tích 1/6 bể 
- Khởi động và vận hành thiết bị cấp khí, điều chỉnh đạt lƣu lƣợng 1,4 lit/lit/phút (bao 
gồm quạt và thiết bị sục khí tầng sôi) 
- Khi các thiết bị cấp khí hoạt động ổn định, tiếp tục vận hành nhƣ sau: 
- Cấp chế phẩm với lƣợng 104 Cfu/ml (tƣơng ứng 0,5 kg chế phẩm) 
- Bơm cấp nƣớc thải lên đến thể tích 1/3 bể. 
- Cứ sau 1 ngày (24 giờ) tiến hành lấy mẫu xác định các chỉ số COD và BOD5 
- Khi giá trị các thông số nƣớc thải giảm xuống dƣới 50% thì vận hành bơm để cấp 
tiếp 2 m3 nƣớc thải vào bể. 
54 
- Tiếp tục lấy mẫu để xác định chỉ số COD, nếu sau 2 ngày chỉ số COD giảm không 
đáng kể thì tiếp tục bổ sung chế phẩm với lƣợng đạt 104Cfu/ml. 
- Tiến hành xác định đến khi chỉ số COD giảm thì tiếp tục bơm nƣớc thải vào bể với 
lƣợng 2 m3/ngày. 
- Cứ tiếp tục nhƣ vậy cho đến khi thể tích nƣớc thải đạt đến mức chảy tràn của bể 
- Ngừng bơm nƣớc thải và vận hành thiết bị sục khí bình thƣờng cho đến khi bể hoạt 
động ổn định (đánh giá thông qua giá trị COD của nƣớc chảy tràn qua máng lọc của 
bể đạt tiêu chuẩn đầu ra). 
- Kết thúc quá trình vận hành và chuyển sang chế độ hệ thống hoạt động liên tục 
 Vận hành xác lập trạng thái xử lý liên tục của hệ thống 
- Bơm bổ sung nƣớc thải mới vào bể, ngày đầu tiên đạt 1 m3/ngày 
- Sau 24 giờ, xác định chỉ số COD của nƣớc thải đầu ra, nếu thấy giá trị COD đạt tiêu 
chuẩn giá trị cột B, theo QCVN 40:2011/BTNMT thì tiếp tục bơm nƣớc thải mới 
vào với lƣợng đạt 2,3 m3/ngày, nếu chƣa đạt thì tiếp tục xác định sau 24 giờ đến khi 
đạt thì bơm tiếp. 
- Tiếp tục vận hành liên tục với lƣợng 2,3 m3/ngày và liên tục lấy mẫu xác định các 
chỉ số trong nƣớc đầu ra để đánh giá hiệu suất làm việc của chế phẩm trong hệ 
thống. 
2.2.8. Ứng dụng bã thải để nuôi trồng nấm ăn 
2.2.8.1. Phương pháp phân tích thành phần bã dong riềng 
Xác định hàm lƣợng Cellulose theo TCVN 4329:2007 [28], Hemicellulose theo 
AOAC 973.18.01, tinh bột theo TCPTN-001 (HPLC) [27], nitơ tổng số theo TCVN 
8125:2009 [30], phospho theo TCVN 6271:2007 [36] và khoáng tổng số theo TCVN 
8124:2009 [40]. 
2.2.8.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 
 Thí nghiệm đƣợc tiến hành theo sơ đồ sau: 
Hình 2.3: Sơ đồ thử nghiệm nuôi trồng nấm sò (Pleurotus florida) trên cơ chất bã dong [5] 
Các yếu tố ảnh hƣởng tới năng suất nấm sò trắng (Pleurotus florida) trên bã dong 
riềng đƣợc khảo sát là: nguồn và hàm lƣợng phụ gia (sử dụng cám gạo (CG), cám ngô 
(CN), bột đậu tƣơng (ĐT); nồng độ nƣớc vôi (0; 0,75; 1 và 1,25%). 
Nguyên liệu (rơm, 
bông, bã dong) xử 
lý bằng nƣớc vôi 
(0,5%) 
Ủ đống 
2-3 
ngày 
Đảo trộn, 
chỉnh độ 
ẩm (60%) 
Xử lý lần 2 (kích 
thƣớc 10-15 cm, + 
phụ gia (3% cám 
gạo) ủ lại 1-2 ngày 
Đóng bịch (1 
kg/bịch), 
khử trùng 
Cấy giống, 
ƣơm sợi kín 
bịch (20-22oC) 
Chăm sóc ra 
quả thể, thu 
hái 
55 
Các thí nghiệm đƣợc bố trí theo nguyên tắc: 
- Các nhân tố chỉ tiêu nghiên cứu: phải chia thành các công thức khác nhau, có công 
thức đối chứng. 
- Các nhân tố không phải chỉ tiêu nghiên cứu: đảm bảo đồng nhất giữa các công thức 
thí nghiệm. 
- Số mẫu của mỗi công thức thí nghiệm phải đủ lớn: 30 bịch/công thức, mỗi bịch 1 
kg, cao 12 cm. Thí nghiệm đƣợc lặp lại 3 lần. 
2.2.8.3. Phương pháp theo dõi, thu thập và xử lý số liệu [1, 5] 
Sự phát triển và năng suất của nấm sò trắng (Pleurotus florida) nuôi trồng trên cơ 
chất bã dong riềng đƣợc đánh giá thông qua các chỉ tiêu sau: 
- Tốc độ phát triển của hệ sợi nấm đƣợc đo 3 ngày một lần đến khi hệ sợi lan kín bịch 
nguyên liệu. 
- Độ vƣơn (cm/ngày) = Chiều dài hệ sợi/số ngày. 
- Đặc điểm sinh trƣởng của hệ sợi (độ dày và độ mịn của hệ sợi, mật độ hệ sợi). 
- Tỷ lệ nhiễm (%) = Số bịch nhiễm/tổng số bịch nguyên liệu x 100. 
- Thời gian ra quả thể (ngày): Từ khi hệ sợi lan kín nguyên liệu đến khi xuất hiện quả 
thể. 
- Khối lƣợng trung bình nấm tƣơi/bịch = Tổng khối lƣợng nấm tƣơi/tổng số bịch 
(g/bịch). 
- Thời gian thu hoạch (ngày): Từ khi hệ sợi lan kín bịch đến khi thu hoạch đƣợc. 
- Năng suất thu hoạch (%) = Tổng khối lƣợng nấm tƣơi/tổng khối lƣợng cơ chất. 
- Số liệu thu thập bằng phƣơng pháp thống kê tƣơng ứng với từng chỉ tiêu nghiên cứu 
trong các công thức bố trí thí nghiệm. 
56 
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Đặc tính nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng 
Sau khi lấy mẫu tại làng nghề Minh Hồng tại thời điểm mùa vụ sản xuất (tháng 9-10 
đến tháng 2-3 năm sau). Mỗi vụ lấy mẫu 10 lần tại các điểm ngay sau khi sản xuất và điểm 
xa đầu nguồn khoảng 2 km. Kết quả xác định đƣợc thể hiện trong bảng 3.1 về đặc tính 
nƣớc thải sau quá trình sản xuất tinh bột dong riềng ở các làng nghề cho thấy: Nƣớc thải 
sau quá trình lắng bột có màu nâu vàng và mùi thơm đặc trƣng của dong riềng. Khi so sánh 
với giá trị của các thông số đƣợc quy định tại QCVN 40:2011/BTNMT về tiêu chuẩn nƣớc 
thải công nghiệp thấy rằng: Các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải sau lắng bột, đặc biệt là 
các chỉ số ô nhiễm hữu cơ (BOD5; COD; SS) và độ màu cao gấp nhiều lần. 
Bảng 3.1: Chất lượng nước thải đầu nguồn và trên dòng thải ở làng nghề chế biến tinh bột 
 Minh Hồng, Minh Quang, Ba Vì, Hà Nội 
TT Chỉ tiêu Đơn vị 
Kết quả phân tích QCVN 
40:2011/BTNMT 
(cột B) Sau lắng Trên dòng 
1 COD mgO2/l 5580-6210 1650-2420 150 
2 BOD5 mg/l 3267-4134 1032-1419 50 
3 DO mg/l 1,1-1,8 0,5-1,2 - 
4 TSS mg/l 779-802 139-268 100 
5 Nts mg/l 178-221 89-106 40 
6 Pts mg/l 40,2- 47,5 10,4-23,7 6 
7 N- NH4 mg/l 10,45-14,65 8,6-10,4 10 
8 N- NO2
- 
mg/l 0,023-0,045 4,67-7,54 - 
9 N- NO3
- 
mg/l 1,15-2,14 5,25-8,06 - 
10 pH mg/l 4,9-6,1 3,2 - 4,1 5,5-9,0 
11 coliform Cfu/ml 2,3.10
2
-3,4.10
3 
4,5.10
5
-5,2.10
8 
5000 MPN/100ml 
12 
Màu (Co - 
Pt); pH 7 
- 2800-3000 3600-4000 150 
13 Đặc điểm - 
Màu vàng nâu, mùi 
thơm củ dong 
Màu đen, sủi bọt, 
mùi chua, thối 
- 
Do công nghệ sản xuất lạc hậu nên sau quá trình sản xuất một lƣợng lớn các hợp chất 
trong củ dong riềng bị thất thoát theo dòng thải, chủ yếu là các hợp chất gluxit nhƣ: tinh 
bột, cellulose; xylan. 
Các hợp chất hữu cơ này đƣợc kéo theo vào nƣớc thải ở nồng độ cao sẽ dễ dàng bị 
phân hủy tự nhiên bởi vi sinh vật bản địa. Do nồng độ chất hữu cơ cao nên thƣờng xảy ra 
các quá trình phân hủy kỵ khí, tạo ra các sản phẩm lên men có mùi chua và các chất khí 
độc có mùi hôi thối. 
Chính vì vậy, khi khảo sát đặc điểm của nguồn nƣớc thải trên dòng chảy (xa đầu 
nguồn xả khoảng 1 – 2 km) dễ dàng thấy rằng: nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ thể hiện 
57 
qua các chỉ số COD; BOD5; SS so với ban đầu (đầu nguồn xả) thấp hơn. Mặt khác, nƣớc 
thải tại các vị trí trũng hoặc ứ đọng có màu đen, sủi bọt, bốc mùi chua, hôi thối. 
Điều này chứng tỏ rằng: trên dòng chảy, các chất hữu cơ trong nƣớc thải đã bị các vi 
sinh vật có sẵn phân hủy một phần. Tuy nhiên, giá trị của các thông số ô nhiễm vẫn lớn 
hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép. 
Mặt khác, do lƣợng hợp chất hữu cơ trong nƣớc thải quá lớn, lƣợng vi sinh vật bản 
địa có sẵn trong nƣớc thải không đủ năng lực để chuyển hóa hết các hợp chất hữu cơ, làm 
sạch nƣớc thải. Các hợp chất ô nhiễm nitơ NO2
-
 và NO3
-
 cao hơn so với nƣớc thải ngay sau 
quá trình lắng. Đặc biệt, lƣợng vi sinh vật gây bệnh coliform lớn hơn rất nhiều so với mẫu 
đầu nguồn xả. Do đó, giải pháp lựa chọn để xử lý hiệu quả nguồn nƣớc thải này là nên xử 
lý từ đầu nguồn và sớm để hạn chế quá trình lên men và phân hủy kỵ khí của hệ vi sinh sẵn 
có. 
Kết quả phân tích cũng cho thấy hàm lƣợng ô nhiễm trong nƣớc thải làng nghề chế 
biến tinh bột dong riềng chứa hợp chất hữu cơ với nồng độ cao. Các chỉ số COD đạt tới 
ngƣỡng giá trị > 6000 mg/l. Trong đó, chỉ số BOD5 có giá trị tới 4000 mg/l. Với tỉ lệ 
BOD5/COD ≈ 0,67 nên dễ dàng cho việc áp dụng phƣơng pháp xử lý sinh học với tác nhân 
là vi sinh vật. Ngoài ra, hàm lƣợng chất rắn lơ lửng trong nƣớc thải cũng rất lớn, chủ yếu là 
các hợp chất hữu cơ có phân tử lƣợng lớn, các polymer bị thất thoát theo nƣớc từ quá trình 
lắng và nghiền nhƣ: tinh bột, cellulose, xylan, hợp chất polyphenol 
3.2. Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn bản địa có đặc tính 
thích ứng để xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong 
riềng 
3.2.1. Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn 
a. Phân lập các chủng vi khuẩn thích ứng với công nghệ xử lý nước thải 
Để thu đƣợc các chủng vi khuẩn thuộc Bacillus, các mẫu nƣớc thải và bùn thải sử 
dụng cho phân lập đƣợc gia nhiệt ở 80oC trong 20 phút (nhằm diệt các tế bào sinh dƣỡng 
không có khả năng sinh bào tử) sau đó tiến hành phân lập bằng phƣơng pháp pha loãng tới 
hạn và cấy trải trên môi trƣờng thạch dinh dƣỡng. Đề tài đã phân lập đƣợc 45 chủng vi 
khuẩn riêng rẽ, đều là trực khuẩn Gram dƣơng (đặc điểm mô tả tại bảng 1 trong phần phụ 
lục). Các chủng này đƣợc lƣu giữ trong môi trƣờng thạch nghiêng để tiến hành tuyển chọn 
dựa trên xác định các đặc tính của chủng. 
b. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn để ứng dụng xử lý nước thải 
Các hợp chất hữu cơ: cellulose, tinh bột, xylan, protein là những thành phần polymer 
chứa trong củ dong riềng nên trong quá trình chế biến sẽ bị thất thoát một phần đi vào 
dòng thải. Các hợp chất này trong nƣớc thải ở nồng độ cao không đƣợc xử lý thích hợp 
chính là nguồn hữu cơ gây ra ô nhiễm. 
Tiêu chí đầu tiên để tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng ứng dụng để xử lý 
nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột dong riềng phải là các chủng có khả năng đồng hóa 
và sử dụng đa dạng các hợp chất hữu cơ có trong nước thải (tinh bột, cellulose, xylan, 
protein) để đảm bảo sự sinh trƣởng và phát triển của các chủng. 
58 
Do đó, trƣớc hết đề tài đã định hƣớng và tiến hành tuyển chọn các chủng Bacillus 
bản địa có năng lực sinh tổng hợp đa enzyme. Tuy nhiên, hoạt tính enzyme ngoại bào từ 
các chủng này không yêu cầu quá mạnh nên đề tài chỉ xác định một cách định tính thông 
qua xác định vòng phân giải cơ chất tƣơng ứng trên đĩa thạch mà không định lƣợng về hoạt 
hợp các enzyme phân giải một số cơ chất có trong nƣớc thải thông qua đƣờng kính vòng 
phân giải cơ chất tƣơng ứng trên đĩa thạch. Từ 45 chủng đã đƣợc phân lập và làm thuần, đề 
tài đã tuyển chọn đƣợc 12 chủng vi khuẩn hiếu khí, Gram dƣơng, có khả năng sinh tổng 
hợp đa enzyme phân giải: Tinh bột, cellulose, xylan và protein. Đặc tính của các chủng vi 
khuẩn tuyển chọn đƣợc trình bày trong bảng 3.2 
Bảng 3.2: Hoạt tính enzyme của các chủng vi khuẩn được tuyển chọn 
TT Ký hiệu Gram caltalase 
Đƣờng kính vòng phân giải cơ chất (mm) 
Tinh bột 
(D/d) 
CMC 
(D/d) 
Sữa gầy 
(D-d) 
Xylan 
(D-d) 
1 NT1 + + 5 24 3 3,5 
2 NT2 + + 3,5 15 2 2 
3 B5 + + 5 12 2 1,8 
4 V5 + + 14 2 3 2,5 
5 Cl1 + + 17 4 2 2,8 
6 M1 + + 18 1,5 2 3 
7 M9 + + 20 2,5 5 4 
8 H12 + + 20 5 2,8 3 
9 Ba1 + + 12,5 5,1 12,5 10,2 
10 T2 + + 2,1 8,4 3,6 5,3 
11 C5 + + 2,3 7,1 4,7 0,8 
12 N4 + + 1,5 7,2 5,5 2,5 
(D: đường kính vòng phân giải cơ chất; d: đường kính lỗ thạch (đường kính khuẩn lạc) 
Tiêu chí tiếp theo để áp dụng giải pháp công nghệ hiếu khí xử lý nhanh nƣớc thải 
(giảm thời gian xử lý) đồng thời thu nhiều bùn hoạt tính hơn, đề tài hƣớng tới tuyển chọn 
các chủng có đặc tính: chuyển hóa nhanh các hợp chất hữu cơ hòa tan để phát triển sinh 
khối, còn các chất không hòa tan khác (polymer) sẽ không bị phân giải hoặc chỉ phân giải 
một lƣợng nhỏ theo cách thông thƣờng, mà sẽ đƣợc ƣu tiên quá trình lắng cùng bùn hoạt 
tính để loại bỏ khỏi môi trƣờng xử lý. 
Trong quá trình sinh trƣởng và phát triển sinh khối, trƣớc hết vi sinh vật sử dụng các 
chất hữu cơ hòa tan dễ hấp thu (các loại đƣờng, aa,) có trong môi trƣờng. Trong trƣờng 
hợp nồng độ chất hòa tan thấp, không đủ cho nhu cầu của vi sinh vật, chúng sẽ tổng hợp ra 
các enzyme thích hợp nhằm phân giải các chất không hòa tan thành các chất hòa tan để hấp 
thu, trao đổi năng lƣợng và phát triển sinh khối. Do đó, ở giai đoạn đầu của quá trình 
chuyển hóa thì nồng độ các chất hữu cơ trong nƣớc thải sẽ giảm dần còn nồng độ sinh khối 
vi sinh vật sẽ tăng lên. Khi nồng độ chất hữu cơ trong nƣớc thải còn lại thấp, mật độ sinh 
59 
khối lớn, nếu không đƣợc tách ra khỏi môi trƣờng thì lƣợng sinh khối này sẽ bị chết dần và 
tiếp tục bị phân hủy trong quá trình chuyển hóa tiếp theo. 
Để các chủng đƣợc tuyển chọn đƣợc ở trên có khả năng ứng dụng để xử lý nƣớc thải 
thì chúng phải có năng lực thích nghi nhanh v