VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
..............

..............

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài:
NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ PHẨM NITRAT HOÁ ĐỂ XỬ LÝ
NƯỚC THẢI NUÔI TRỒNG HẢI SẢN

Giáo viên hướng dẫn

: TS. Hoàng Phương Hà

Sinh viên thực hiện

: Trần Thị Dương

Lớp

: 11-02

Hà Nội – 2015


Lời cảm ơn
Đầu tiên cho tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến TS. Hoàng Phương Hà,
người đã trực tiếp chỉ dạy và hướng dẫn tôi một cách tận tình trong suốt thời gian
tôi thực hiện khóa luận này.

1.5. Chế phẩm nitrate hóa..................................................................................... 9
1.5.1 Quá trình nitrate hóa................................................................................. 9
1.5.2. Hệ vi khuẩn nitrate hóa ......................................................................... 11
1.8. Chất mang sử dụng trong chế phẩm ............................................................. 12
1.9. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .................................................. 14
Phần 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................. 16
2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị sử dụng .................................................... 16
2.1.1. Nguyên liệu ........................................................................................... 16
2.1.2. Hóa chất, môi trường............................................................................. 16
2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 17
2.2.1. Phương pháp nuôi cấy vi sinh vật ......................................................... 17
2.2.2. Phương pháp cố định tế bào trên bề mặt chất mang rắn ......................... 18
2.2.3. Phương pháp xác định mật độ vi khuẩn trong chế phẩm [5]. ................. 20
2.2.4. Phương pháp đánh giá hoạt tính nitrate hóa của chế phẩm ..................... 21
2.2.5. Phương pháp xác định độ ẩm của chế phẩm .......................................... 27

i


2.2.6. Phương pháp đánh giá khả năng sinh trưởng và hoạt tính của vi khuẩn
nitrate hóa trên môi trường nước lợ ................................................................. 28
2.2.7. Phương pháp xác định khả năng xử lý amoni trên hệ lọc ở qui mô 10 lit28
Phần 3. KẾT QUẢ ................................................................................................ 29
3.1. Hoạt hóa và lựa chọn một số chủng vi khuẩn nitrate hóa có hoạt tính cao .... 29
3.2. Nhân nuôi vi khuẩn thu sinh khối ................................................................ 30
3.3.1. Ảnh hưởng của độ ẩm đến sinh trưởng của vi khuẩn trong quá trình lên
men xốp .......................................................................................................... 31
3.3.2. Ảnh hưởng của độ ẩm đến hoạt tính nitrate hóa của vi khuẩn trong quá
trình lên men xốp ............................................................................................ 33
3.3.3. Đánh giá khả năng sinh trưởng và hoạt tính nitrate hóa của vi khuẩn trong

Hình 2.1: Sơ đồ tổng quan quy trình nhân giống vi sinh vật .................................. 18
Hình 2.2: Sơ đồ tổng quát quy trình tạo chế phẩm nitrate hóa ............................... 20
Hình 3.1: Biểu đồ hoạt tính của chế phẩm sau khi tạo thành ................................. 33
Hình 3.2: Hoạt tính của 4 loại chế phẩm trong 40 ngày ........................................ 35
Hình 3.3. Hoạt tính của chế phẩm sau 3 tháng ...................................................... 36
Hình 3.4: Hoạt tính của chế phẩm tháng 4 ............................................................ 37
Hình 3.5. Hoạt tính của chế phẩm trong môi trường chứa muối NaCl ................... 38

iv


Danh mục bảng
Bảng 1: Thành phần hóa học của tro trấu [8] ....................................................... 13
Bảng 2.1: Môi trường nuôi cấy vi khuẩn nitrate hóa ............................................. 16
Bảng 3.1. Hoạt tính oxy hóa amoni của nhóm vi khuẩn oxy hóa amoni.................. 29
Bảng 3.2. Hoạt tính oxy hóa nitrite của nhóm vi khuẩn oxy hóa nitrite .................. 30
Bảng 3.3. Mật độ tê bào vi khuẩn nitrate hóa trong chế phẩm ............................... 31
Bảng 3.4. Khảo sát mật độ tế bào vi khuẩn trong chế phẩm theo thời gian ............ 32
Bảng 3.2. Mật độ tế bào vi khuẩn của chế phẩm trong môi trường chứa muối NaCl
.............................................................................................................................. 38
Bảng 3.5. Hiệu quả xử lí amoni của chế phẩm nitrate hóa ở mẻ thứ nhất .............. 39
Bảng 3.6. Hiệu suất xử lí amoni của chế phẩm nitrate hóa ở mẻ thứ hai................ 40
Bảng 3.7. Hiệu suất xử lí amoni của chế phẩm nitrate hóa ở mẻ thứ ba ................. 40

v


Lời mở đầu
Việt Nam đang bước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa nền kinh tế,
nhằm đạt mục tiêu chiến lược là trở thành một đất nước công nghiệp tiên tiến vào

thuốc diệt tảo (algicides), thuốc trừ cỏ (herbicides), thuốc diệt kí sinh trùng
(parasiticcides) và thuốc diệt khuẩn (antibacterials); chất kháng sinh được sử dụng
trong nuôi trồng thủy sản chủ yếu để chữa các bệnh lây nhiễm hoặc phòng bệnh cho
thủy sản. Những hoá chất trên có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khoẻ
động vật thuỷ sản nếu được sử dụng đúng, nhưng sử dụng sai mục đích và lạm dụng
dẫn đến những hậu quả khôn lường, gây rủi do cho người lao động, tồn dư các chất
độc trong sản phẩm thuỷ sản gây hại cho người tiêu dùng, làm giảm giá trị thương
phẩm và còn tạo các chủng vi khuẩn kháng thuốc trong điều trị bệnh. Chính vì vậy,
chế phẩm sinh học được sử dụng như một công cụ hữu hiệu để giải quyết vấn đề ô
nhiễm môi trường trong ao nuôi, tạo nền tảng vững chắc cho phần lớn hoạt động
nuôi trồng thủy sản. Chế phẩm sinh học đã được chấp nhận rộng rãi để khống chế
dịch bệnh, tăng sức đề kháng. Khác với biện pháp hóa học và kháng sinh, chế phẩm
sinh học cung cấp một phương thức an toàn bền vững đối với người nuôi và tiêu
dùng.
Trong số các danh mục chế phẩm sinh học phải kể đến chế phẩm nitrate hóa,
chúng được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước (nước thải công nghiệp, nước thải
sinh hoạt, nước thải chế biến lương thực thực phẩm, nước nuôi trồng thủy sản…).
Trong nuôi trồng thủy sản, nhóm vi khuẩn nitrate hóa tham gia vào quá trình làm
sạch môi trường, giảm thiểu khả năng gây bệnh trong lĩnh vực sản xuất giống thủy
sản và nuôi thủy sản thâm canh.
Nitrate hóa là một quá trình quan trọng nằm trong vòng chuyển hóa nitơ. Ở giai
đoạn này NH4+ được oxy hóa thành NO3- thông qua NO2- với sự tham gia, của nhóm
các vi khuẩn tự dưỡng, chủ yếu thuộc chi Nitrosomonas (vi khuẩn oxy hóa amoni)
và Nitrobacter (vi khuẩn oxy hóa nitrite) [17], [22]. Việc ứng dụng quá trình
chuyển hóa nitơ vô cơ này cùng với hệ vi khuẩn tham gia vào quá trình luôn mở ra
nhiều hướng đi mới trong xử lí nước bị ô nhiễm amoni đạt hiệu quả và thân thiện
với môi trường.
Đề tài: “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm nitrate hóa để xử lí môi trường hải
sản” góp phần tạo thêm một chế phẩm sinh học để xử lý môi trường nuôi cho
ngành NTTS.

ngoại tệ mạnh cho đất nước. Năm 2014 xuất khẩu thủy sản lần đầu vượt mốc 7 tỷ
USD, dự báo đạt mức kỷ lục với giá trị xuất khẩu đạt 7,84 tỷ USD, tăng 16,5% so
với năm 2013. Mặt hàng xuất khẩu thủy sản của Việt Nam gồm nhiều loại như tôm,
cá tra, cá ngừ, mực, bạch tuộc,…tuy nhiên tôm và cá tra là hai mặt hàng chủ lực.
Theo Hiệp hội thủy sản Việt Nam, trong 8 tháng đầu năm 2014, mặt hàng tôm đã
đóng góp 50,1% và cá tra đóng góp 21,6% vào tổng giá trị xuất khẩu. Đây là ngành
hàng xuất khẩu chủ lực trong lĩnh vực xuất khẩu thủy sản Việt Nam [2].
Thuỷ sản đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thực phẩm cho nhân loại.
Thực phẩm thuỷ sản có giá trị dinh dưỡng cao rất cần thiết cho sự phát triển của con
người. Không những thế nó còn là một ngành kinh tế tạo công ăn việc làm cho
nhiều người đặc biệt ở những vùng nông thôn và ven biển. Trong những năm tới, do
nhu cầu mặt hàng thủy sản trên thế giới tăng cao, thị trường được mở rộng nên
ngành khai thác, nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam càng có tiềm năng phát triển. Mặc
dù vậy, nghề nuôi trồng thủy sản ở nước ta cũng gặp không ít khó khăn trong quá
trình nuôi con giống như quản lí chất lượng ao nuôi, kiểm soát dịch bệnh, kĩ thuật
ao nuôi, nguồn giống... do vậy việc cung cấp con giống khỏe mạnh, đạt tiêu chuẩn
chất lượng là nhu cầu thiết yếu đối với các trang trại nuôi. Trong quá trình nuôi con
giống (tôm, cá) do lượng thức ăn dư thừa và chất thải của con giống đã gây ô nhiễm
môi trường dẫn đến dịch bệnh ảnh hưởng lớn đến chất lượng giống. Trong quá trình
nuôi thâm canh tôm, chỉ có 15 – 20% thức ăn được dùng vào việc phát triển mô
động vật, 15% tổng lượng thức ăn bị hao hụt do không ăn hết và thất thoát, chỉ có
4


40 – 45% là được sử dụng cho quá trình chuyển hóa bình thường, duy trì và lột vỏ
[4].
1.2. Tình trạng ô nhiễm môi trường trong NTTS
Tình trạng ô nhiễm môi trường đang xảy ra nghiêm trọng trong nuôi NTTS
do phần lớn các chất hữu cơ dư thừa từ thức ăn, phân và các rác thải khác đọng lại
dưới đáy ao nuôi. Ngoài ra, còn các hóa chất, dư lượng kháng sinh được sử dụng

diện tích đất tự nhiên, tạo ra các lợi thế tự nhiên rất cơ bản trong phát triển nuôi
trồng và chế biến thủy sản. Ngành NTTS ở khu vực ĐBSCL đã có một bước phát
triển với diện tích và sản lượng nuôi trồng với quy mô lớn: Năm 2005 toàn khu vực
ĐBSCL có diện tích nuôi trồng thủy sản là 680.200 ha, năm 2012 là 2.221.182 tấn,
trong đó cá nuôi là 1.770.509 tấn và tôm nuôi là 357.772 tấn (Niên giám thống kê
2012). Sản lượng thủy sản nuôi trồng của ĐBSCL chiếm 70,94% tổng sản lượng
nuôi trồng thủy sản trong toàn quốc với mức tăng trưởng hàng năm khoảng
17,8 %/năm. Cùng với đó là sự phát triển của các cơ sở chế biến thủy sản với tổng
số các cơ sở chế biến xuất khẩu trong toàn vùng là 206 cơ sở, trong đó 188 cơ sở
đông lạnh và 18 cơ sở là các loại hình hàng khô và đồ hộp… với tổng công suất chế
biến khoảng 780.000 - 950.000 tấn/năm. Các tỉnh: Cà Mau, Cần Thơ, Tiền Giang,
Kiên Giang, An Giang là những địa phương có số nhà máy chiếm trên 53% tổng số
nhà máy chế biến thủy sản toàn vùng ĐBSCL. Thị trường tiêu thụ bao gồm 29 quốc
gia thuộc Bắc Mỹ, EU, châu Á, châu Đại Dương và Trung Đông với các mặt hàng
chế biến cá tra và tôm…với tổng kim ngạch xuất khẩu đạt khoảng 4 tỷ USD/năm.
Với lợi thế như vậy nhưng trong quá trình chế biến thủy sản nguồn nước thải từ
nước rửa nguyên liệu, sơ chế nguyên liệu, chế biến sản phẩm, các nguồn nước vệ
sinh nhà xưởng sản xuất, nước rửa máy móc thiết bị, dụng cụ sản xuất trong các
phân xưởng nhà máy chế biến thủy sản chứa nhiều thành phần gây ô nhiễm như:
BOD5 khoảng 800 - 2.000 mg/l, có lúc đạt đến 4.500 mg/l. COD khoảng 1.000 2.500 mg/l, có lúc đạt đến 5.000 mg/l, chất rắn lơ lửng (SS) khoảng 300 - 600 mg/l,
nitơ tổng số (Nt) khoảng 100 - 150 mg/l, photpho tổng số (Pt) khoảng 20-50 mg/l,
đặc biệt vi sinh Coliforms thường lớn hơn 1.105 MPN/100ml, với lưu lượng khoảng

6


20 - 35 m3/tấn sản phẩm, đây là nguồn gây ô nhiễm môi trường rất nghiêm trọng
cần phải được xử lý đáp ứng quy chuẩn môi trường quy định 14].
1.3. Ảnh hưởng của nguồn nước bị nhiễm các hợp chất chứa nitơ tới môi
trường NTTS

chí đó mà hiện nay người ta đã sử dụng các chế phẩm vi sinh vật trong đó phải kể
đến chế phẩm chứa nhóm vi khuẩn nitrate hóa để xử lí các hợp chất nitơ vô cơ, loại
ngay những nguy cơ ban đầu dẫn đến dịch bệnh.
Việc sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lí nước bị ô nhiễm ngày càng
phổ biến do lợi thế của chúng làm tăng cường khả năng phục hồi và thúc đẩy quá
trình tự làm sạch trong các hệ tái sử dụng nước và ao đầm nuôi hải sản, bên cạnh đó
còn có tính ổn định cao và thân thiện với môi trường.
1.4. Chế phẩm vi sinh vật.
1.4.1. Khái niệm chế phẩm sinh học
Chế phẩm sinh học lần đầu được giáo sư Fuller R (1989) định nghĩa: thành
phần thức ăn có cấu tạo từ những vi khuẩn sống và có tác động hữu ích lên vật chủ
qua việc làm cải thiện sự cân bằng vi khuẩn đường ruột của nó. Định nghĩa này có
thể mở rộng như sau: sự nuôi dưỡng các vi sinh vật hoàn toàn tự nhiên và tác động
tích cực khi đưa vào điều kiện môi trường sống [20].
Ngày nay có thể hiểu, chế phẩm vi sinh vật là hỗn hợp hoặc riêng biệt từng
chủng vi sinh vật có hoạt tính sinh học cao đã được tuyển chọn, chúng được tồn tại
và phát triển trong môi trường chứa chất mang được lựa chọn làm cơ chất. Các chế
phẩm của vi sinh vật có trong chế phẩm nhằm mục đích cải thiện sức khỏe con
người và vật nuôi, cây trồng và chất lượng môi trường.
Chế phẩm sinh học được hình thành phải đạt được các tiêu chuẩn sau đây:
- Thứ nhất: Làm cân bằng hệ vi sinh vật trong nước, ức chế sự phát triển quả mức
của các nhóm vi sinh vật gây hại, đưa về ngưỡng an toàn cho các động vật thủy sinh.
- Thứ hai: Các vi sinh vật có lợi trong chế phẩm sinh học phải đủ lớn để khi đưa vào
môi trường ao nuôi có hiệu quả nhanh và mạnh giảm thiểu ô nhiễm môi trường, hạn
chế dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản.
- Thứ ba: các vi sinh vật trong chế phẩm phải có khả năng phân giải các chất vô cơ,
hữu cơ trong ao nuôi làm giảm thiểu các nguồn gây ô nhiễm từ nitơ như NO2, NH3,
NO3-…từ đó cải thiện chất lượng nước đáng kể.

8

thể được các thực vật thủy sinh sử dụng như là một nguồn dinh dưỡng hoặc có thể
bị chuyển hóa tiếp thành khí nitơ (N2) thông qua hoạt động của các vi khuẩn yếm
9


khí như Pseudomonas. Các quá trình chuyển hóa NH4+ xảy ra phụ thuộc vào nồng
độ oxy hòa tan và độ kiềm của nước. Quá trình nitrate hóa gồm 2 giai đoạn được
thực hiện bởi hai nhóm vi khuẩn nối tiếp nhau. Hai nhóm vi khuẩn này có mối quan
hệ mật thiết với nhau, chúng phân bố rộng rãi trong tự nhiên: môi trường đất, nước.
Môi trường thích hợp cho cả 2 loại này phải có pH trong khoảng 6 - 8 (tối ưu ở pH=
7,5).
Giai đoạn nitrite hóa: Chuyển hóa NH4+ thành NO2- bởi nhóm vi khuẩn nitrite

hóa.

NH4+ + 1,5 O2 → NO2 + 2H+ + H2O (1)
Vi khuẩn tham gia vào quá trình này chủ yếu là vi khuẩn tự dưỡng, hiếu khí bắt
buộc, Gram âm. Năng lượng sinh ra từ quá trình chuyển hóa NH4+ thành NO2- sẽ
được các vi khuẩn nitrite hóa sử dụng cho hoạt động sống của mình. Sự có mặt của
các nhóm vi khuẩn nitrite hóa giúp loại bỏ được NH4+, khi hàm lượng NH4+ trong
nước giảm phương trình phản ứng (1) sẽ dịch chuyển theo chiều thuận dẫn đến
giảm hàm lượng NH3 trong nước, giảm khả năng gây độc đối với tôm cá.
Cho đến nay người ta đã phát hiện được các vi khuẩn tham gia vào quá trình
nitrate hóa thuộc các chi: Nitrosococcus, Nitrosomonas, Nitrosopira, Nitrosocystis,
Nitrosolobus [1]. Tất cả các vi sinh vật này đều giống nhau về mặt sinh lí, hóa sinh
nhưng khác nhau về đặc điểm hình thái và cấu trúc tế bào.
-

Giai đoạn nitrate hóa: Chuyển NO2- thành NO3NO2 + 0,5O2 → NO3 + 73kJ (2)
Giai đoạn tiếp theo của quá trình nitrite hóa là sự chuyển hoá NO2- thành

Paracoccus Pseudomonas, Thermus, Azoarcus) cũng có khả năng oxy hóa amoni
hay nitrite để thu năng lượng, nhưng hoạt tính rất thấp [25].
1.6. Nuôi cấy thu sinh khối vi khuẩn
Do là nhóm vi khuẩn tự dưỡng, nên vi khuẩn nitrate hóa sinh trưởng chậm,
nên có đã nhiều nghiên cứu để tìm được các điều kiện tối ưu cho sinh trưởng và
phát triển của nhóm vi khuẩn này. Trong đó đã có một số nghiên cứu chứng minh
rằng các nhóm vi khuẩn này sinh trưởng tốt hơn trong điều kiện có chất mang [1].
Như vậy, để làm tăng mật độ tế bào của nhóm các vi khuẩn này thì quá trình lên
men xốp có thể phù hợp và đạt hiệu quả hơn.

11


Lên men xốp: là thuật ngữ dùng cho các quá trình mà trong đó các vi khuẩn
được sinh trưởng bằng cách sử dụng các vật liệu không tan trong nước. Trong quá
trình lên men xốp, nước là yếu tố thiết yếu nhưng độ ẩm không vượt quá hàm lượng
bão hòa của cơ chất xốp. Ưu điểm của kĩ thuật lên men xốp là môi trường nuôi cấy
đơn giản, lượng chất thải sinh ra ít hơn so với lên men dịch thể, enzyme tạo ra từ
quá trình lên men xốp ít nhạy cảm hơn với các chất kìm hãm hoặc ức chế trao đổi
chất, thu hồi sản phẩm tốt hơn, không phải phá bọt. Quá trình lên men xốp là sử
dụng cơ chất phù hợp cho vi khuẩn nitrate hóa bám dính. Một ưu điểm khác mang
tính lợi thế là các cơ chất sử dụng cho lên men xốp luôn có sẵn và rẻ, được thu nhập
từ các phế phẩm công, nông nghiệp (như trấu, cám gạo, bã mía, bã cà phê, bã nho,
cùi dừa…) hoặc các nguyên liệu tro (các loại nhựa trao đổi ion). Các chất thải nông
nghiệp không những rẻ mà còn là một nguồn cơ chất giàu dinh dưỡng. Sử dụng các
cơ chất có sẵn này còn góp phần làm sạch môi trường sinh thái [10].
1.7. Cố định tế bào vi sinh vật trên bề mặt chất mang
Khái niệm: kĩ thuật cố định tế bào được định nghĩa là: “Kĩ thuật bao bọc
hoặc định vị các tế bào còn nguyên vẹn lên một vùng không gian nhất định nhằm
bảo vệ các hoạt tính xác tác mong muốn” (Karel et al., 1985).

-

An toàn cho môi trường sống

-

Chất mang có cấu trúc siêu lỗ

-

Giá thành chất mang rẻ
1.8.1. Tro trấu

•

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những công dụng đặc hiệu của các phế
phụ phẩm trong đó phải kể đến tro trấu với các ứng dụng trong các lĩnh vực khác
nhau. Trong những năm gần đây việc ứng dụng tro trấu vào sản xuất vật liệu xây
dựng nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, góp phần xây dựng một nền sản
xuất nông nghiệp bền vững là một trong những mục tiêu đang được các nhà nghiên
cứu quan tâm. Gần đây các nghiên ứng dụng từ tro trấu cũng đã được tiến hành như
nghiên cứu quy trình thu hồi Silica từ tro trấu, ứng dụng tổng hợp phụ gia cho xi
măng mác cao [3], nghiên cứu tạo bê tông từ tro trấu và các vật liệu siêu dẻo [8].
-

Thành phần hóa học của tro trấu
Tro trấu có dạng hạt dẹt nhiều góc cạnh, cỡ hạt trung bình khoảng 17µm, có

nhiều lỗ xốp, màu đen. Vỏ trấu sau khi đốt cháy thành tro, các thành phần hữu cơ sẽ
chuyển hóa thành các oxit kim loại, silic oxit là chất có tỉ lệ phần trăm cao nhất


1.34

0.67

3.10

13


1.9. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
Năm 2009, Manju và cộng sự đã nghiên cứu và đưa ra quy trình cố định hệ
vi khuẩn nitrate hóa lên bột gỗ của cây thân thảo Ailantus altissima (300 - 1500µm)
nhằm chuyển hóa lượng amoni trong nước nuôi tôm sang nitrate [24]. Chế phẩm có
tên thương mại là TANOX (Total Amoni Oxidizer), giống vi sinh được phân lập từ
trong các bể nuôi tôm, được Achuthan và cộng sự tuyển chọn trong một công trình
nghiên cứu vào năm 2006 [18]. Quá trình nuôi thu sinh khối các chủng vi khuẩn
nitrate hóa trong cùng một thiết bị, sau đó tiến hành bẫy - hấp thụ với bột gỗ. Thời
gian cố định vi khuẩn theo phương pháp này là 72h thì chế phẩm có hoạt lực nitrate
hóa cao nhất. Kết quả đã cho thấy, với nồng độ ban đầu 105 tế bào/ml thì 1 gram
chế phẩm sau cố định trong 3 ngày sẽ có hoạt lực nitrate hóa cao nhất. Dùng 0,2 g
chế phẩm ứng với 20L nước biển cần xử lí, mức độ chuyển hóa amoni đạt trung
bình 2,4 mg/l.ngày trong 3 ngày đầu tiên. Ngoài việc gắn vi khuẩn lên bột gỗ thì tác
giả Shan và Obbard (2001) nghiên cứu quy trình bẫy vi khuẩn nitrate hóa vào đất
sét nhằm tạo chế phẩm có hoạt lực phân giải amoni cao [25]. Giống vi khuẩn được
phân lập từ hệ vi sinh vật bản địa có sẵn trong bùn ở các bể nuôi tôm và trải qua
một số quy trình hoạt hóa, do vậy hoạt lực phân giải rất cao, lên đến 200 mg/l. Giá
thể để bẫy hấp phụ là các hạt đất sét, có nhiều lỗ xốp, diện tích bề mặt là 1,3 – 3,4
m2/g, được xử lí thành dạng viên có đường kính 1cm, nặng 1g. Theo kết quả đạt
được, chỉ cần 1g hạt có thể xử lí được 10 lít nước thải ( tỉ lệ 1:1000) với hiệu quả

Phần 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị sử dụng
2.1.1. Nguyên liệu
Các chủng vi khuẩn nitrate hóa được cung cấp từ kho giống của phòng thí
nghiệm Công nghệ Sinh học Môi trường, viện Công nghệ sinh học.
Chất mang dùng làm chế phẩm: tro trấu.
2.1.2. Hóa chất, môi trường
- Hóa chất: các hóa chất thông dụng có nguồn gốc từ Trung Quốc, Mỹ, Đức…
- Thiết bị: các thiết bị trong phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học môi trường và thiết
bị của phòng thí nghiệm trọng điểm của Viện Công nghệ sinh học bao gồm tủ nuôi cấy
vi sinh, máy quang phổ, máy ly tâm, máy sấy, nồi hấp khử trùng….
- Môi trường nuôi cấy
Bảng 2.1: Môi trường nuôi cấy vi khuẩn nitrate hóa
Môi trường Winograskyi I cải

Môi trường Winograskyi II cải

tiến (g/l)

tiến (g/l)

(NH4)2SO4

4,7

NaNO2

4,9

K2HPO4


pH

7,5±0,2

pH

7,5±0,2

Môi trường đặc là các thành phần hóa chất giống môi trườngWinograski I, II bổ sung
20 g/l Agar.

16


2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp nuôi cấy vi sinh vật
Hoạt hóa các chủng vi khuẩn nitrate hóa từ tập đoàn chủng giống trên môi
trường Winograski tương ứng, sau đó thử hoạt tính nitrate hóa của các chủng vi khuẩn.
Trong cùng một điền kiện nuôi cấy như nhau, vi khuẩn được lựa chọn dựa vào khả
năng chuyển hóa amoni hoặc nitrite cao hơn.
Các chủng vi khuẩn lựa chọn được lên men thu sinh khối sử dụng cho mục đích
nghiên cứu tạo chế phẩm nitrate hóa.

17


Chủng VK oxy
hóa nitrite



2000ml sinh khối
Hình 2.1: Sơ đồ tổng quan quy trình nhân giống vi sinh vật
2.2.2. Phương pháp cố định tế bào trên bề mặt chất mang rắn
• Nguyên tắc: phối trộn tế bào vi khuẩn vào chất mang theo phương pháp hấp phụ
trong điều kiện phù hợp pH, lực ion, độ ẩm, nhiệt độ v.v…, hỗn hợp được lên men
trong điều kiện thích hợp
• Chuẩn bị vật liệu làm chất mang: Trấu được thu thập, sơ chế để loại bỏ các tạp
chất sau đó đốt cháy hoàn toàn thành tro.
18