Luận án Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật bản địa để xử lý nước thải trong giết mổ gia súc tập trung

đường kính vòng phân giải cơ chất: 
Dhalo = D/d. 
D: đường kính vòng phân giải (cm) 
d: đường kính khuẩn lạc (cm) 
 45
(2) Dựa trên tốc độ tăng trưởng và tích tụ sinh khối 
 Với mục tiêu của nghiên cứu là xử lý nước thải giết mổ gia súc hiệu quả, các chủng 
vi sinh vật được lựa chọn phải có tốc độ tăng trưởng nhanh, hàm lượng sinh khối lớn để rút 
ngắn thời gian xử lý nước thải. Việc xác định hàm lượng sinh khối của vi sinh vật có thể 
được thực hiện bằng phương pháp đo mật độ tế bào ở bước sóng 600 nm hoặc xác định 
hàm lượng sinh khối khô bằng cách sấy đến khối lượng không đổi. 
Xác định mật độ tế bào bằng phương pháp đo quang 
 Nguyên tắc: Dịch môi trường sau thời gian nuôi cấy (có chứa các vi sinh vật) được 
ánh sáng ở bước sóng 600 nm chiếu qua sẽ hấp thụ; do vậy, thông qua việc đo độ hấp thụ 
ánh sáng ở bước sóng 600 nm có thể xác định được hàm lượng sinh khối vi sinh vật trong 
dịch môi trường nuôi cấy. Độ hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 600 nm là tỷ lệ thuận với mật 
độ tế bào vi sinh vật. 
Để xây dựng được đường cong sinh trưởng của các chủng vi sinh vật sau khi phân 
lập được, tiến hành theo các bước sau: 
 Chuyển 1 mL các chủng thuần khiết sau khi đã hoạt hóa 24h vào trong 100 mL môi 
trường NA. 
 Lên men ở điều kiện 37 oC, tốc độ lắc 150 vòng/phút. 
 Cứ sau 2h lên men, dịch môi trường nuôi cấy được xác định giá trị OD600nm. 
 Mẫu đối chứng: Phần dịch tách cặn của môi trường nuôi cấy sau khi đã ly tâm 6000 
vòng/phút, trong 10 phút. 
 Ghi kết quả và lập đường cong sinh trưởng của các chủng nghiên cứu. 
Lưu ý: Nếu mật độ tế bào quá cao thì dịch môi trường nuôi cấy cần được pha loãng 
với hệ số thích hợp để có kết quả độ hấp thụ chính xác. 
Xác định mật độ tế bào bằng phương pháp đếm mật độ tế bào (CFU/mL) 
+ Pha loãng mẫu rồi cấy trang trên đĩa petri có chứa môi trường tương ứng. 
+ Ủ ở nhiệt độ 28 - 30oC, trong 24 giờ. 
+ Đếm số lượng khuẩn lạc tạo thành trên đĩa thạch và tính toán số lượng vi sinh vật 
có trong 1ml mẫu theo công thức: 
 46
CFU/ml (g) = A x 1/K x 1/V 
A: Số khuẩn lạc trung bình xuất hiện trên đĩa petri có cùng độ pha loãng 
V: Thể tích dịch pha loãng trang trên mỗi đĩa (ml) 
K: Độ pha loãng của dịch được cấy 
(3) Dựa trên năng lực xử lý ô nhiễm theo giá trị COD giảm trong nước thải 
giết mổ gia súc: 
Qua phân tích thực nghiệm, môi trường dinh dưỡng nuôi cấy vi sinh vật NA có chỉ 
số COD rất cao (COD = 18.887 mg/L). Vì vậy, để không làm thay đổi các chỉ số ô nhiễm 
của nước thải thì giống được tiếp vào môi trường nuôi cấy ở dạng sinh khối ướt sau khi đã 
ly tâm loại bỏ dịch môi trường nuôi cấy. Dịch sinh khối được ly tâm ở 6000 vòng/phút 
trong 10 phút. 
 Phương pháp thí nghiệm: Các chủng nghiên cứu được nuôi cấy trong 100 mL môi 
trường NA lỏng ở bình tam giác 500 mL. Điều kiện lên men: 37oC, pH 6,5 – 7,0 và lắc 150 
vòng/phút. Sau thời gian 22h lên men, ly tâm thu sinh khối trong ống ly tâm 15 mL. Pha 
loãng sinh khối bằng nước cất thanh trùng, với yêu cầu đo mật độ quang đạt OD600nm là 
1,50 (tương ứng với mật độ tế bào 3-9x104 CFU/mL). Sinh khối các chủng vi sinh vật 
nghiên cứu sau khi được pha loãng cùng nồng độ được xem là giống cấp vào các bình 
nước thải thử nghiệm. 
Giống được cấp vào nước thải thử nghiệm ở tỷ lệ cấp giống là 10% (20 mL) trong 
bình tam giác 500 mL có chứa 200 mL nước thải. Điều kiện lên men nuôi lắc ở 150 
vòng/phút, 37oC. Sau 24 h nuôi cấy, 10 mL dịch nước thải được ly tâm 6000 vòng/phút 
trong 10 phút và xác định giá trị COD. Làm lặp lại tương tự sau 6h tiếp theo đến khi đạt 
giá trị COD không thay đổi. Qua các giá trị đo COD, kết luận được hiệu quả xử lý nước 
thải của chủng thử nghiệm. 
2.2.4 Phương pháp định danh bằng phương pháp truyền thống 
2.2.4.1 Thử hoạt tính catalase 
Đối với canh trường lỏng thì lấy một giọt huyền phù tế bào nhỏ lên đĩa sứ có sẵn một 
giọt H2O2 30%, nếu thấy sủi bọt thì vi khuẩn có phản ứng catalase, và ngược lại không 
thấy hiện tưởng sủi bọt thì vi khuẩn không có phản ứng catalaza. 
 47
Đối với khuẩn lạc thì ta nhỏ một giọt H2O2 30% lên khuẩn lạc rồi quan sát tương tự 
như trên. 
2.2.4.2 Khả năng sử dụng một số loại đường 
 Khả năng sử dụng đường như là một nguồn thức ăn cacbon duy nhất là một 
trong những đặc tính hết sức quan trọng của một chủng vi sinh vật. Các nguồn 
đường sử dụng làm thí nghiệm là các loại đường đơn: arabinoza, xyloza, glucoza, 
manoza, đường kép như: mantoza, saccaroza, lactoza, 
 Môi trường kiểm tra khả năng sử dụng đường là môi trường chứa 0,5 – 1% 
từng loại đường. Nếu vi sinh vật nào có khả năng đồng hóa đường thì chúng làm 
môi trường đó bị đục. 
2.2.5 Phương pháp định danh bằng phương pháp sinh học phân tử 
Quy trình định tên vi sinh vật bằng phương pháp sinh học phân tử, được thực hiện 
như sau: 
2.2.5.1 Tách DNA tổng số từ vi khuẩn 
- Chuẩn bị 1 mL dịch nuôi cấy trong ống eppendorf. Sau đó ly tâm 10000 vòng/phút 
trong 5 phút, loại bỏ dịch bên trên. 
- Thêm 200 L đệm phá tế bào và 50 L SDS 20%, sau đó trộn đều và ủ ở 65ºC 
trong 2 giờ. 
- Thêm 250 L hỗn hợp CI (24 Chloroform: 1 Isoamin alcohol) và trộn đều, ly tâm 
15000 vòng/phút trong 15 phút, lấy phần nổi phía trên, làm lặp lại lần 2 tương tự. 
- Thêm 150 L 2-propanol (Iso-propanol) và giữ trong đá lạnh 20 phút. Ly tâm 
15000 vòng/phút trong 15 phút, thu phần kết tủa. 
- Rửa tủa bằng etanol 70%. Ly tâm 15000 vòng/phút trong 10 phút, thu tủa. 
- Làm khô bằng máy cô quay chân không trong 3-5 phút. 
- Hoà tủa trong TE (30-50 L), giữ trong tủ lạnh 4°C. 
 48
2.2.5.2 Nhân khuyếch đại gen bằng phản ứng PCR 
- Hỗn hợp phản ứng cho 25 L. 
 10X Buffer 2.5 L 
 dNTP mixture 2 L 
 Mồi xuôi 1 L 
 Mồi ngược 1 L 
 Dream TaqTm 0.125 L 
 Mẫu DNA (50 ng) 1 L 
 Nước cất đến 25 L 
Mồi xuôi 9F: 5"-GAGTTTGATCCTGGCTCAG-3" 
Mồi ngược 1525R: 5"-AGAAAGGAGGTGATCCAGCC-3" 
2.2.5.3 Tinh sạch sản phẩm PCR 
Sản phẩm của PCR được tinh sạch bằng bộ kit QIA (Invitrogen, Đức) thực hiện 
theo chỉ dẫn của nhà sản xuất. Kiểm tra độ tinh sạch của mẫu: Mẫu được kiểm tra trên 
máy quang phổ khả kiến ở các bước sóng 260nm và 280nm. Tính tỷ lệ tinh sạch: 
OD260/OD280 > 1,7. 
Chạy điện di trên gel agarose 1%. Đun tan 1% agaroza (dung dịch 50X TAE: 2 mL, 
nước cất: 98 mL, agaroza: 1 g) để ấm, đổ vào khuôn, đợi cho nguội và đặt tấm gel vào 
trong máy điện di, ngập trong 300 mL dung dịch 1X TAE. Trộn 2 L dung dịch 6X 
loading buffer với 5 L mẫu trộn đều, nhỏ vào giếng. Chạy điện di bằng dòng điện một 
chiều với điện thế 100V, cường độ dòng điện 80 mA trong 15 phút, bỏ ra ngâm trong dung 
dịch EtBr (nồng độ 0,5 l/mL) 20 phút vớt ra. Quan sát trên máy soi gel. 
2.2.5.4 Xác định trình tự chuỗi nucleotid và so sánh tương quan trình tự gen 
Trình tự nucleotid của đoạn gen 16S rDNA của chủng vi khuẩn được đọc trực tiếp 
trên máy đọc trình tự tự động 3100 Avant. Kết quả trình tự được so sánh với các trình tự 
16S rDNA của các loài đã được xác định trong ngân hàng gen. So sánh mối quan hệ tương 
quan về trình tự gen sử dụng phần mềm ClustalX 1.83. 
 49
2.2.6 Tạo chế phẩm 
2.2.6.1 Khảo sát các điều kiện lên men thu sinh khối của chủng 
Điều kiện lên men thu sinh khối của các chủng vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu 
tố: Nguồn cacbon, nguồn nitơ, điều kiện nuôi cấy như: pH, nhiệt độ, nồng độ oxy hòa tan, 
tỷ lệ cấp giống,...Khảo sát các điều kiện lên men của chủng vi khuẩn sau khi thuần khiết là 
cần thiết để thu được hàm lượng sinh khối nhiều nhất. 
Chuẩn bị dịch giống: 0,1 mL dung dịch các chủng vi khuẩn trong các ống giống 
được bổ sung vào bình tam giác 500 mL có chứa 100 mL môi trường NA (0,3% cao thịt, 
1% pepton, 0,5% NaCl, pH = 6,8). Nuôi lắc ở 37 oC, 150 vòng/phút trong 24 h. Dịch nuôi 
cấy được sử dụng để làm giống cho các thí nghiệm tiếp theo. 
 Điều kiện lên men khảo sát các yếu tố: 
Bảng 2.2. Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố đến hàm lượng sinh khối của chủng nghiên cứu 
Yếu tố ảnh 
hưởng 
Tỷ lệ khảo sát 
TN 1 TN 2 TN 3 TN 4 TN 5 
Peptone (%) 0,3; 0,5; 0,7; 1 1 1 1 1 
Cao thịt (%) 0,09; 0,15; 
0,21; 0,3 
0,3 0,3 0,3 0,3 
NaCl (%) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 
pH 6,8 6-9, bước 
nhảy 0,5 
6,5 6,5 6,5 
Dịch lên men 
(mL) 
100 100 100;150;
200; 
250;300 
100 100 
Tỷ lệ cấp giống 
(%) 
5 5 5 1;3;5;7;10 3;5 
Thời gian lên 
men (h) 
24 24 24 24 0 – 38, 
bước nhảy 
2 h 
Chú thích: TN 1,2,3,4,5 – Thí nghiệm 1, 2, 3, 4, 5 
Lên men trong bình tam giác 500 mL, có chứa 100 mL môi trường NA, đã thay đổi 
một số yếu tố: pH, tỷ lệ cấp giống, thánh phần môi trường. Điều kiện lên men được kiểm 
soát cố định ở 37oC, tốc độ lắc 150 vòng/phút. Hàm lượng sinh khối sau thời gian lên men 
được xác định bằng cách đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 600 nm. Thí nghiệm khảo sát 
yếu tố lên men của các chủng nghiên cứu được thể hiện trong bảng 2.2. 
 50
2.2.6.2 Lên mem thu sinh khối của các chủng VSV tuyển chọn để tạo chế phẩm 
Nhân sinh khối cấp 1,2 
Đây là quá trình tăng sinh các chủng vi khuẩn ở các qui mô nhỏ nhằm thu được đủ 
lượng sinh khối vi khuẩn ở trạng thái sinh trưởng và phát triển điển hình, để cấp đủ giống 
cho quá trình lên men kế tiếp trên quy mô lớn hơn (hay còn được gọi là tạo giống khởi 
động cho quá trình). Nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của các 
chủng có đặc tính sinh lý không giống nhau, các chủng thử nghiệm được lên men thu sinh 
khối riêng độc lập với nhau. Môi trường nhân sinh khối cấp 1, 2 của chủng tuyển chọn 
được là giàu dinh dưỡng (cao thịt, pepton) được phân vào các bình tam giác, sau đó khử 
trùng ở 121oC trong 20 phút. Sau khi khử trùng môi trường được để nguội đến nhiệt độ 
phòng và cấy vi khuẩn từ các ống giống gốc. Thao tác này được thực hiện trong điều kiện 
vô trùng. Nuôi chủng ở điều kiện 37oC, lắc tốc độ 200 vòng/phút. Tỷ lệ cấp giống cho nhân 
sinh khối cấp 1, 2 là 5%. 
 Lên men thu sinh khối 
Lên men nhằm thu được sinh khối lớn nhất để sản xuất chế phẩm. 
Môi trường lên men trong bình lên men 4 lít là môi trường NA. 
Phân phối vào các bình lên men đã chuẩn bị trước. Khử trùng môi trường theo chế 
độ tự động trong thời gian 30 phút. 
Làm nguội môi trường và cấy chuyển sinh khối vi khuẩn từ các bình tam giác đã 
chuẩn bị trong bước nhân sinh khối cấp 2 với tỷ lệ là 3%. 
Điều chỉnh các thông số kỹ thuật của hệ thống lên men cho phù hợp với điều kiện 
sinh trưởng phát triển của từng chủng như bảng 2.2. Sau lên men, mật độ tế bào của 
Bacillus khoảng 1,8 – 9,7x109 CFU/mL. 
Ly tâm thu sinh khối 
Sinh khối thu được sau lên men được ly tâm với tốc độ 10.000 vòng/phút, trong 
thời gian 10 phút. 
2.2.6.3 Phương pháp tạo chế phẩm 
Xác định khả năng tổ hợp các chủng vi khuẩn 
Các chủng đã được tuyển chọn cấy ria trên cùng đĩa thạch chứa môi trường dinh 
dưỡng cơ bản, nuôi ở 37oC trong 48 giờ, quan sát sự đối kháng của các vạch khuẩn lạc tạo 
thành trên đĩa thạch. 
 51
 Lựa chọn và xử lý chất mang 
Mật độ tế bào vi sinh là một thông số quan trọng để đánh giá chất lượng của chế 
phẩm sinh học. Các tế bào vi sinh có thể bám dính lên được bề mặt chất mang phụ thuộc 
vào độ bám dính của các vi khuẩn (trạng thái sinh lý của tế bào), ái lực của chất mang tới 
vi khuẩn (các lực không tĩnh điện: liên kết hydro, lực Van Der Waals và tương tác hydro 
kỵ nước) và các điều kiện vật lý: nhiệt độ sấy, tỷ lệ phối trộn, pH,. Cao lanh có những 
tính chất nổi trội như: khả năng hấp thụ đặc biệt (chất béo, chất đạm, vi khuẩn, virut), có 
diện tích bề mặt lớn, độ bền nhiệt cao, độ khuếch tán tốt, trơ hóa học và khả năng kết lắng 
tốt, đã và đang được nhiều nhà khoa học nghiên cứu để sản xuất chế phẩm sinh học ứng 
dụng trong xử lý môi trường. Vì vậy, trong nghiên cứu này chúng tôi chọn chất mang vi 
sinh vật là cao lanh để tiến hành sản xuất chế phẩm sinh học ứng dụng xử lý nước thải giết 
mổ gia súc. 
 Xác định thành phần các vi sinh vật trong chế phẩm: Với mong muốn tạo chế 
phẩm có năng lực xử lý nước thải tối ưu đồng thời có khả năng lắng bùn thuận lợi nên tỷ lệ 
phối trộn các chủng được ưu tiên chọn chủng có khả năng kết lắng tốt nhất, có khả năng 
sinh khối lớn và ổn định trong thời gian dài nên được chọn với tỷ lệ phối trộn phần trăm 
thể tích ưu tiên vào chủng có năng lực tạo bông bùn lớn và kết lắng tốt nhất. Các chủng 
được lên men riêng rẽ sau đó thu sinh khối và phối trộn sinh khối tạo hỗn hợp sinh khối và 
tiếp tục phối trộn với chất mang theo các tỷ lệ thể tích nghiên cứu. 
Xác định nhiệt độ sấy: Thu sinh khối tế bào của các chủng và phối trộn với cao lanh 
theo tỷ lệ 1:1 (100mL dịch tăng sinh phối trộn 100g cao lanh) và sấy ở các nhiệt độ khác 
nhau: 35, 40, 45, 50, 55oC. 
Xác định tỷ lệ phối trộn sinh khối và chất mang: Sinh khối tế bào thu được sau khi 
được ly tâm, ta trộn với cao lanh theo tỉ lệ khác nhau lít dịch nuôi/kg cao lanh. Phối trộn 
sinh khối hỗn hợp các vi sinh vật với chất mang theo tỉ lệ 1: 2 (100 ml sinh khối + 200 g 
chất mang), 1:1 (100 ml sinh khối + 100 g chất mang), 2:1 (200 ml sinh khối + 100 g chất 
mang), 3:1(300 ml sinh khối + 100 g chất mang) sấy ở 40oC đạt độ ẩm 8% - 10%. Xác 
định mật độ vi sinh vật theo TCVN 4884.2005. 
Bảo quản chế phẩm: Sau đó, nghiền thành bột, kiểm tra độ tinh khiết, chất lượng 
(CFU/gam chế phẩm) và đóng vào túi hàn kín. Độ ẩm của chế phẩm đạt được sau sấy là 
8% -10%. Chế phẩm được bảo quản ở nhiệt độ phòng và trong tủ lạnh nhiệt độ 4oC. 
Kiểm tra mật độ vi sinh vật còn sống trong chế phẩm: Sau thời gian định kì, tiến 
hành khảo sát mật độ tế bào có trong chế phẩm bằng cách pha 1 g chế phẩm với 9 mL nước 
cất đã thanh trùng và đảo trộn đều. Pha loãng ở các dải nồng độ khác nhau. Trang cấy trên 
 52
môi trường NA, nuôi sau 24h đếm số tế bào trên mỗi đĩa từ đó tính được mật độ tế bào có 
trong mỗi gam chế phẩm. 
Xác định hệ số chuyển hóa chất hữu cơ thành sinh khối và tỉ lệ chất không tan 
(polymer) có trong bùn hoạt tính 
Để xác định tỉ lệ chuyển hóa chất hữu cơ ô nhiễm thành sinh khối vi sinh vật và tỉ lệ 
chất không tan (polymer) được kéo theo bùn hoạt tính, thí nghiệm được bố trí như sau: 
- Sử dụng cùng một điều kiện thí nghiệm: 2 bình tam giác 1000 mL mỗi bình bổ 
sung 200 mL nước thải, lắc tốc độ 200 vòng/phút, hỗn hợp chủng C1, C8, M2 được bổ 
sung 5% thể tích (hỗn hợp chủng trong giai đoạn sinh trưởng: sau nuôi cấy 22h). Nước thải 
của 2 mẫu: Mẫu 1 giữ nguyên lượng SS và mẫu 2 được lọc qua giấy lọc đường kính lỗ lọc 
0,45µm sử dụng thiết bị lọc hút chân không để loại hết SS. Tiến hành sục khí và xác định 
các chỉ số sau 24giờ và 48 giờ. 
 - Hệ số chuyển hóa sinh khối (HSCHSK) = 
ravào CODCOD
MLSS
2
% 
 - Tỉ lệ chất không tan kéo theo bùn (%) = %100*
12
SS
MLSSMLSS 
MLSS2: MLSS sau xử lý của mẫu nước thải sau khi lọc (mg/l) 
MLSS1: MLSS sau xử lý của mẫu nước thải trước khi lọc (mg/l) 
2.2.7 Phương pháp xử lý nước thải giết mổ gia súc quy mô phòng thí 
nghiệm 
2.2.7.1 Phương pháp hiếu khí theo mẻ quy mô bình 5L 
Thiết bị được thực hiện trên thiết bị phản ứng dạng mẻ: Thiết bị thí nghiệm là 
các bình thủy tinh hình trụ, có dung tích 5L, thể tích phản ứng là 3L. Thiết bị sục khí được 
đặt ở đáy bình. Khí được cấp vào thông qua máy thổi khí. 
Cách tiến hành thí nghiệm: 
Bổ sung chế phẩm với mật độ vi sinh vật 104 CFU/mL, nước thải cấp vào tổng 2L 
(cấp nước chia làm 4 lần mỗi lần 500mL và khoảng cách các lần cấp nước là 1h). Nước 
thải (mẫu được bảo quản trong tủ lạnh 4oC) đã pha loãng sao cho COD và TN dao động 
500mg/L ±50, 70 mg/L ± 7. Khí được cấp liên tục với tốc độ cấp kí của 2 bình là giống 
nhau (10 L/phút). Bình đối chứng làm tương tự vậy nhưng không bổ sung chế phẩm. Sau 
 53
24h cấp thêm 500mL nước thải và cứ làm như vậy đến ngày thứ 3 thì lượng nước cấp vào 
là 3L. Sau ngày thứ 4 các bình dừng sục khí 15 phút và phần nước trong phía trên được 
tháo ra 2L. Tiếp tục cấp 2L nước thải vào các bình (chia làm 4 lần và mỗi lần 500mL 
khoảng cách 30 phút/lần, nước thải này được cho vào trực tiếp không pha loãng). Bắt đầu 
tính thời gian xử lý, các bình phản ứng được hoạt động theo mẻ và chu kì mỗi mẻ là 12h 
(11h50 phút sục khí và 10 phút để lắng và nước trong ra) và lặp lại mẻ mới. Sau mỗi mẻ 
kết thúc lấy 200ml hỗn hợp dịch để xác định các chỉ số SV, COD, TN, N-NH4, N-NO2, N- 
NO3, MLSS, SVI. Các trỉ số phân tích được làm mẫu đôi và kết quả là giá trị trung bình 
của 2 lần phân tích. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần (3 lần làm thí nghiệm với các điều kiện y 
như nhau). Kết quả được lấy ở lần đạt kết quả tốt nhất của các thí nghiệm. Mỗi lần làm thí 
nghiệm với 20 mẻ liên tục (10 ngày). 
2.2.7.2 Phương pháp xử lý hiếu khí bán liên tục quy mô 35L 
a) Hệ thống thí nghiệm 
Mô hình thiết bị nghiên cứu được mô tả như hình 2.1. Bể hiếu khí được chế tạo bằng 
nhựa acrylic trong suốt, hình trụ đáy côn, có tổng thể tích 35L và thể tích làm việc 30L. 
Giàn phân phối khí được bố trí trên đáy côn của bình và được cố định ở dưới đáy. Nước 
cấp vào từ dưới lên thông qua bơm định lượng (bơm này điều chỉnh được lưu lượng theo 
mong muốn) và nước được ra phía trên thiết bị. Bơm cấp và van xả nước được cài đặt chế 
độ tự động thông qua bảng điều khiển. Máy thổi khí được kết nối với các lưu lượng kế và 
van điều chỉnh lưu lượng kế. Bơm cấp nước thải, các máy thổi khí và van xả nước, van xả 
bùn đáy làm việc theo chế độ chu kỳ thời gian có thể cài đặt thay đổi được, được điều 
khiển tự động thông qua hệ thống điều khiển tự động bằng timer. 
Bảng 2.3. Thông số kĩ thuật của thiết bị chính 
TT Thiết bị Thông số kỹ thuật 
1 Bơm cấp nước thải Công suất: 45W; lưu lượng: 10 L/giờ. 
2 Máy thổi khí cấp khí Công suất: 38W; lưu lượng: 90 L/phút. 
3 Lưu lượng kế khí cấp khí Giải đo 0 – 10 L/phút, giải điều chỉnh 0,2 L/phút 
4 
Van điện từ 1 chiều, van xả 
nước, van xả bùn 
 54
Hình 2.1. Hình ảnh minh họa sơ đồ mô hình hệ pilot trong phòng thí nghiệm 
1. Thùng chứa nước thải 2. Bơm cấp nước thải 
3. Máy thổi khí 4. Lưu lượng kế khí 
5. Bể hiếu khí 6. Van điện động cơ xả nước ra 
7. Thùng chứa nước sau xử lý 
8. Van điện động cơ xả bùn 9. Bộ điều khiển 
b) Qui trình và chế độ vận hành 
Với mục tiêu tạo nhiều sinh khối và tách sinh khối sớm trong quá trình xử lý sinh 
học, các chủng vi sinh vật bổ sung trong quá trình xử lý là các chủng vi sinh hiếu khí hoàn 
toàn do vậy không thể để quá trình dừng sục khí kéo dài. Chế phẩm vi sinh tuyển chọn là 
các chủng có khả năng sinh khối và kết lắng bông nhanh. Do đó 10 phút là các bông bùn to 
đã được lắng hoàn toàn. Thực hiện được quá trình này đòi hỏi thiết bị phải tích hợp đủ năm 
chức năng (hiếu khí, thiếu khí, lắng, tuần hoàn bùn ngược lại, lọc) trong 1 bể xử lý. Để tạo 
được vùng lắng và vùng hồi lưu yêu cầu thiết bị phải có cột áp đủ lớn do đó thể tích thiết bị 
phải lớn hơn 100L. Do đó thiết bị này không khả thi lắp đặt trong phòng thí nghiệm mà chỉ 
có thể phù hợp tại hiện trường. Khắc phục thiết bị trên đề tài đã nghiên cứu chế độ vận 
hành của thiết bị hiếu khí hoạt động bán liên tục. Với mục đích xác lập điều kiện cân bằng 
động của chế phẩm trong môi trường nước thải thực tế, là bước đệm cho bước nghiên cứu 
quy mô pilot ngoài hiện trường. 
 55
Thí nghiệm được thực hiện theo chế độ sục khí – ngừng sục bán liên tục, các chế độ 
thí nghiệm đều có chu trình làm việc 8h/mẻ. Nước thải được cấp vào từ đầu chu trình và 
liên tục đến 7h 45phút thì ngừng cấp nước. Khí cũng được cấp liên tục từ đầu chu trình đến 
7h 45phút. Sau các chu trình sục khí – không sục khí, nước thải được để lắng trong 9 phút, 
sau đó phần nước trong ở phần trên được tháo ra trong 5 phút, xả bùn đáy trong 1 phút. 
Sau mỗi mẻ thí nghiệm lấy mẫu phân tích các chỉ tiêu COD, N-NH4, N-NO2, N-NO3, 
SV10, SV15, SV30, MLSS, TN. 
Quy trình vận hành: 
Cơ sở lựa chọn chế độ thí nghiệm: thông suốt quá trình nghiên cứu là xác lập điều 
kiện hiếu khí mãnh liệt cho vi sinh vật phát triển. Nguồn cacbon và nitơ được vi sinh vật sử 
dụng để sinh tổng hợp và phát triển sinh khối. Xử lý sớm từ đầu nguồn thải ngay trong giai 
đoạn các hợp chất protein chưa bị phân cắt nhỏ, tránh hiện tượng giải phóng amoni và 
đ