Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân,
được sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Lan Hương. Các số liệu, những
kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này trung thực và chưa từng được
công bố dưới bất cứ hình thức nào.
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.
Hà Nội, ngày 21 tháng 10 năm 2016
Học viên

Nguyễn Thị Hà Trang

i

Nguyễn Thị Hà Trang – CA140138


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Lan Hương
đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu
và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các cán bộ công tác tại Viện Công
nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Viện Đào tạo sau đại học – Trường Đại
học Bách khoa Hà Nội đã dạy dỗ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt


Lý do chọn đề tài ..................................................................................................... 1

2.

Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 2

3.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 2

4.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 2

4.1. Đối tượng .................................................................................................................... 2
4.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................................... 2
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN................................................................................................ 3
1.1.

Sơ lược về ngành công nghiệp thực phẩm .............................................................. 3

1.2.

Đặc tính chung nước thải ngành công nghiệp thực phẩm ...................................... 3

1.3.

Hiện trạng nước thải giết mổ ở Việt Nam ............................................................... 5


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

1.6.4. Quá trình anammox ................................................................................................ 16
CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................. 20
2.1. Vật liệu........................................................................................................................ 20
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................ 20
2.1.2. Dụng cụ và hóa chất .............................................................................................. 20
2.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 22
2.2.1. Sơ đồ nghiên cứu .................................................................................................... 22
2.2.2. Các phương pháp nuôi cấy .................................................................................... 23
2.2.3. Phương pháp nhuộm Gram [8] .............................................................................. 23
2.2.4. Các phương pháp phân tích ................................................................................... 23
a. Phương pháp xác định hàm lượng NH4+ [15] ........................................................... 23
b. Phương pháp xác định hàm lượng NO2- [15].............................................................. 24
c. Phương pháp xác định hàm lượng NO3- [33] ............................................................. 24
d. Phương pháp xác định khí N2 [21, 27] ........................................................................ 24
e. Xác định pH [10] ......................................................................................................... 25
f. Phương pháp xác định BOD5 ....................................................................................... 25
g. Phương pháp xác định COD [33] ............................................................................... 25
h. Phương pháp xác định hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS) [11] ......................... 25
h. Phương pháp xác định nitơ tổng [33] ......................................................................... 25
2.2.5. Định tên vi sinh vật bằng phương pháp sinh học phân tử ..................................... 28
a. Tách chiết DNA tổng số [4] ........................................................................................ 28
b. Phương pháp điện di gel agarose [4] ......................................................................... 29
c. Phản ứng PCR nhân đoạn gen 16S rRNA [4] ............................................................. 29
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................. 31
3.1.


4.2. Kiến nghị .................................................................................................................... 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 49
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 53

v

Nguyễn Thị Hà Trang – CA140138


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Tên tiếng anh

Tên tiếng việt

Anaerobic baffled reactor

Thiết bị vách ngăn kỵ khí

AF

Anaerobic filter

Lọc kỵ khí


Mixed liquor volatile

Hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ

suspended solid

bay hơi

NOB

Nitrite oxidation bacteria

Vi khuẩn oxi hóa nitrit

OLR

organic loading rates

Tải trọng hữu cơ

PCR

Polymerase chain reaction

Phản ứng chuỗi trùng hợp

ABR

MLVSS



TSS

Total suspended solids

Tổng chất rắn lơ lửng

Upflow Anaerobic Slugde

Thiết bị xử lý kỵ khí với dòng

Blanket

chảy ngược qua lớp bùn hoạt tính

UASB

vi

Nguyễn Thị Hà Trang – CA140138


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Hàm lượng nitơ tổng trong nước thải công nghiệp thực phẩm

5

Bảng 3.6 Nồng độ DNA trong dịch chiết

42

Bảng 3.7 Mức độ tương đồng và định danh chủng Su, H5 và T4

43

vii

Nguyễn Thị Hà Trang – CA140138


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1

Dây chuyền giết mổ gia cầm

7

Hình 1.2

Chu trình chuyển hóa các hợp chất nitơ

13


Hình 3.4

Hiệu suất nitrit hóa của các chủng T1, T2, T4, T5

35

Hình 3.5

Tỷ lệ amon chuyển hóa của chủng T1, T2, T4 và T5 vào ngày thứ 7

35

Hình 3.6

Đặc điểm hình thái khuẩn lạc của các chủng H3 và H5

37

Hình 3.7

Đặc điểm tế bào của các chủng H3 và H5

37

Hình 3.8

Hiệu suất chuyển hóa nitrit của chủng H3 và H5

37


Hình 3.14

Điện di DNA tổng số các chủng T4, Su và H5

42

Hình 3.15

Điện di sản phẩm PCR của chủng T4, Su và H5

43

Hình 3.16

Khả năng chuyển hóa amon của chủng T4, H5 trong nước thải lò mổ

45

Hình 3.17

Khả năng chuyển hóa nitrit của chủng T4, H5 trong nước thải lò mổ

46

Hình 3.18

Khả năng nitrat hóa của chủng T4, H5 trong nước thải lò mổ

46


đáy ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo và rong rêu. Hàm lượng nitơ trong
nước thải lò mổ cao, các hợp chất nitơ này tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, chủ yếu
là: amon (NH4+), nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-). Hàm lượng nitơ trong nước cao gây
ra hiện tượng phú dưỡng tác động tiêu cực đối với môi trường như: cạn kiệt nguồn
oxy hòa tan trong nước gây độc cho động - thực vật thủy sinh, ảnh hưởng xấu đến
con người [40]. Do đó, cần phải loại bỏ nitơ trước khi thải ra môi trường.
Quy trình loại bỏ nitơ bao gồm 2 quá trình: nitrat hóa và phản nitrat hóa. Quá
trình nitrat hóa xảy ra theo 2 bước là giai đoạn nitrit và nitrat hóa. Bước đầu tiên là
giai đoạn nitrit hóa: amon được oxi hóa thành nitrit nhờ các vi khuẩn oxi hóa amon
(AOB). Bước thứ 2 là giai đoạn nitrat hóa: nitrit được oxi hóa thành nitrat nhờ các
vi khuẩn oxi hóa nitrit (NOB). Trong quá trình phản nitrat: các hợp chất nitrat và
nitrit sẽ bị khử hoàn toàn đến sản phẩm cuối cùng là khí N2 [37]. Quy trình loại bỏ
nitơ trong nước thải được thực hiện bởi rất nhiều loài vi khuẩn theo các con đường

1

Nguyễn Thị Hà Trang – CA140138


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

khác nhau [31] [42]. Với mong muốn thúc đẩy nhanh quá trình xử lý nitơ trong
nước thải thực phẩm nói chung và nước thải lò mổ nói riêng, chúng tôi chọn đề tài:
“Tuyển chọn vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitơ ứng dụng xử lý nước thải
trong công nghiệp thực phẩm”.
2. Mục đích nghiên cứu
Tuyển chọn một số chủng vi khuẩn bản địa có khả năng chuyển hóa amon,
nitrat hóa và phản nitrat hóa cao nhằm ứng dụng trong xử lý nước thải lò mổ.


Công nghệ Thực phẩm

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Sơ lược về ngành công nghiệp thực phẩm
Tình hình phát triển kinh tế và việc mở rộng đầu tư vào ngành chế biến thực
phẩm đã góp phần nâng cao mức tiêu thụ thực phẩm tại Việt Nam. Theo tổ chức
Giám sát kinh doanh Quốc tế (BMI) mức tiêu thụ bình quân theo đầu người tăng
4,3%/năm tính đến năm 2016. Ngành công nghiệp thực phẩm đóng hộp tăng 37,
về số lượng và 42,5
và 5 ,22

về giá trị. Ngành sản xuất bánh k o tăng 27,

về khối lượng

về giá trị [3]. Như vậy, ngành công nghệ thực phẩm đang có nhiều triển

vọng phát triển mạnh mẽ.
1.2. Đặc tính chung nước thải ngành công nghiệp thực phẩm
Sự tăng trưởng và phát triển của ngành công nghệ thực phẩm đã kéo theo lượng
nước sử dụng trong chế biến cũng tăng theo. Ngành công nghiệp thực phẩm có nhu
cầu sử dụng nước cao. Trong quá trình chế biến rau - củ - quả lượng nước rửa
chiếm 50 . Nước là thành phần chính của các sản phẩm trong đồ uống, nước giải
khát và các sản phẩm lên men. Việc tăng lượng nước sử dụng khiến lượng nước thải
cũng tăng theo [20].
Đặc tính chung của nước thải chế biến thực phẩm [20]:
- Không độc, chúng chứa rất ít các hợp chất gây độc, ngoài một số chất tẩy rửa.
- Nước thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm là chất hữu cơ.
- Nước thải từ một số quá trình chế biến thực phẩm, đặc biệt là từ quá trình chế

chiếm tỷ lệ cacbonhydrat (tinh bột, các loại đường) cao. Nước thải quá trình chế
biến sữa chứa tỷ lệ cacbonhydrat (đường lactoza), protein và chất béo cân đối. Nước
thải lò mổ và các quá trình chế biến thịt cá thường chứa hàm lượng protein và chất
béo cao. Các thành phần cacbonhydrat dễ dàng được các vi sinh vật lên men sinh
axit, sau đó được chuyển hóa thành CO2 và H2O. Các thành phần protein cũng dễ
dàng được chuyển hóa thành các axit amin và tiếp tục được chuyển hóa thành amon.
Tuy nhiên quá trình chuyển hóa từ amon đến NO2, NO3 và chuyển hóa tiếp đến N2
diễn ra chậm chạp. Để thúc đẩy quá trình phân hủy và rút ngắn thời gian xử lý,
người ta thường phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn bản địa có khả năng
chuyển hóa nitơ cao để bổ sung vào quá trình xử lý nước thải.
Hàm lương nitơ tổng (TN) trong nước thải ngành công nghiệp thực phẩm phụ
thuộc vào từng quá trình chế biến. Bảng 1.1. chỉ ra TN của nước thải của một số quá
trình chế biến thực phẩm.

4

Nguyễn Thị Hà Trang – CA140138


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

Bảng 1.1. Hàm lượng nitơ tổng trong nước thải công nghiệp thực phẩm [33]
Nước thải từ quá trình

Hàm lượng nitơ tổng (mg/L)

Giết mổ
Chế biến thịt


10 – 50

Qua bảng 1.1 ta thấy thành phần và tính chất nước thải công nghệ thực phẩm
thay đổi theo từng quá trình chế biến, trong đó nước thải lò mổ và quá trình chế biến
tôm có hàm lượng nitơ tổng lớn nhất. Nitơ thành phần và nitơ tổng biến động theo
không gian và thời gian. Do đó, trong khuôn khổ luận văn này chúng tôi chọn nước
thải lò mổ để nghiên cứu tiếp.
1.3.

Hiện trạng nước thải giết mổ ở Việt Nam

1.3.1. Tình hình giết mổ ở Việt Nam
Sản lượng thịt sản xuất tại Việt Nam đã tăng nhanh trong những năm gần đây.
Theo thống kê, cả nước hiện có 34.642 điểm giết mổ gia súc, gia cầm nhỏ lẻ. Năm
2015, sản lượng thịt trâu, thịt bò, thịt lợn, thịt gia cầm, thịt dê – cừu đạt lần lượt là
5, nghìn tấn, 2 ,3 nghìn tấn, 3491,6 nghìn tấn, 908,1 nghìn tấn và 21,8 nghìn
tấn. So với năm 2013, tổng sản lượng thịt đã tăng xấp xỉ 10,4

[1]. Tùy thuộc vào

công nghệ giết mổ của từng cơ sở, lượng nước thải khi sản xuất 1 tấn thịt gia súc,
gia cầm lần lượt 1,6 - 9 và 5,07 - 14 m3 nước thải [46] [45]. Mặc dù, lượng thịt gia

5

Nguyễn Thị Hà Trang – CA140138


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật


2

Chợ Vồ

250 - 300

3

Chợ Minh Phương

100 - 200

4

Chợ Trung tâm

550 - 600

5

Chợ Nú

50 - 100

Bảng 1.2 cho thấy số lượng gia cầm giết mổ tại thành phố Việt Trì không nhỏ.
Nước thải phát sinh trong quá trình giết gia cầm tại các chợ này không được xử lý
mà xả thải trực tiếp xuống cống rãnh của chợ và nhập vào vào cống rãnh thành phố.
1.3.3. Công nghệ giết mổ gia súc, gia cầm
Công nghệ giết mổ gia súc, gia cầm nhìn chung có các công đoạn tương đối

Lông

Nước
Nước nóng 65 – 68 oC

Tuốt da chân
và móc diều

Móc lòng
Nước sạch

Nước sạch

Rửa thịt và bộ lòng
Hạ nhiệt, sát khuẩn

Làm ráo

Móng và phân

Phân
Nước thải

Nước thải

Nước thải

Phân loại và kiểm soát
thú y
Bao gói và bảo quản

Nước thải từ lò mổ bao gồm bắt nguồn từ:
- Dây chuyền sản xuất bao gồm các công đoạn trụng, rửa, làm lạnh, để ráo và
nước vệ sinh thiết bị, nhà xưởng.
- Nước vệ sinh chuồng trại nuôi tạm.
- Nước sinh hoạt cho công nhân.
Như vậy, bên cạnh một lượng lớn nước thải là từ dây chuyền sản xuất, còn
có một lượng không nhỏ nước vệ sinh chuồng trại nuôi tạm và nước thải sinh hoạt
của công nhân nhà máy.
1.4.2. Thành phần và tính chất nước thải giết mổ gia súc, gia cầm
Nước thải từ quá trình vệ sinh chuồng trại nuôi tạm: Nước thải từ quá trình
này bắt nguồn từ lượng thức ăn thừa, phân và nước tiểu. Nước thải này thường chứa
nhiều cặn lơ lửng, hàm lượng chất hữu cơ và nitơ rất cao.
Nước thải từ quá trình giết mổ: Nước thải từ dây chuyền sản xuất thường
chứa thịt, mỡ, lông, móng, da. Nước thải từ quá trình này bao gồm cả các thành
phần chất vô cơ, hữu cơ và vi sinh vật.
8

Nguyễn Thị Hà Trang – CA140138


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

- Các chất vô cơ: amon, nitrat, nitrit, photpho, sunfat, sắt, kali, …
- Các hợp chất hữu cơ: protein, hydratcacbon, chất béo. Nguồn gốc các thành
phần này từ máu, mỡ, protein, phospho, chất tẩy rửa và chất bảo quản.
- Thành phần vi sinh vật: Nước thải lò mổ chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh
bao gồm Erisipelothris insidiosa, Brucella, Samonella, E. coli …. Ngoài ra, nước
thải còn chứa một lượng lớn trứng giun sáng điển hình như Fasciotahepatica,


5,5 – 9

2

BOD5

mg/L

150 - 4635

1209

50

3

COD

mg/L

500 - 15,900

4221

150

4

TSS


6

7

Kali

mg/L

0,01 - 100

90

-

8

Màu

mg/L Pt

175 - 400

290

-

9

Độ đục

1.5.1. Trong nước
Các nghiên cứu về xử lý nước thải lò mổ đã được tiến hành trong những năm
gần đây. Ngô Thị Kim Toán đã phân lập và xác định được 3 chủng có khả năng xử
lý nitơ trong đó, Bacillus licheniformis - X6 416 có khả năng chuyển hóa 5,21%
NH4 + sau 20 ngày nuôi cấy, chủng Bacillus amyloliquefaciens - AB25566 chuyển
hóa 97,28% và Pseudomonas pseudoalcaligenes - Z76666 chuyển hóa

7,14

lượng NO2 - sau 20 ngày nuôi cấy [7].
Ngô Thị Phương Nam (200 ) đã nghiên cứu xử lý nước thải lò mổ gia súc bằng
quá trình hiếu khí thể bám trên vật liệu polime tổng hợp. Kết quả cho thấy với COD
và TN đầu vào lần lượt là 560 mg/L (tương ứng với OLR là 0,56 kg-COD/m3.ngày)
và 39,2 mg/L, tốc độ sục khí 0,5L/phút, hiệu quả xử lý COD và TN lần lượt đạt
90% và 29,9%. Nồng độ sinh khối đạt 4,6 g-SS/L [8]. Lê Công Nhất Phương (2012)
đã nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ bằng kết hợp của hai nhóm vi khuẩn
Nitrosomonas và Anammox trong cùng một thiết bị chứa giá thể là sợi polyacrylic
và sợi bông tắm để xử lý ammonium trong nước thải giết mổ. Hai nhóm vi khuẩn
này có đặc tính sinh lý khác nhau nên việc sử dụng giá thể thích hợp cho hai nhóm
vi khuẩn này hoạt động chung trong cùng thiết bị. Sử dụng giá thể sợi polyacrylic
cho hiệu quả xử lý amon tốt hơn giá thể là sợi bông tắm. Hiệu suất xử lý đạt 2
tải trọng 0,04 kgN-NH4/m3.ngày và 7,

ở

ở tải trọng 0,14 kgN-NH4/m3.ngày [5].

Lê Hoàng Việt (2014) đã đánh giá hiệu quả xử lý nước thải giết mổ gia súc của đĩa
quay sinh học với giá thể ống nhựa dạng khối đĩa và lồng quay sinh học với giá thể
bông tắm. Kết quả cho thấy tại thời gian lưu 6h hiệu quả xử lý của lồng quay sinh

triển. Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng làm sạch hoàn toàn nước thải
chứa chất hữu cơ hòa tan hoặc phân tán nhỏ và một số hợp chất vô cơ. Xử lý sinh
học bao gồm xử lý hiếu khí, kỵ khí và tùy tiện [41].
a. Xử lý kỵ khí
Xử lý kỵ khí đã được sử dụng để xử lý nước thải lò mổ. Trong quá trình phân
giải kỵ khí các chất hữu cơ được tập hợp các vi sinh vật chuyển hóa thành CH4 và
CO2 khi không xuất hiện O2. Xử lý kỵ khí có ưu điểm là thể tích bùn sinh ra thấp (520

so với xử lý hiếu khí), đòi hỏi năng lượng thấp và có tiềm năng thu hồi năng

lượng dưới dạng biogas. Các công trình kỵ khí đã được áp dụng cho xử lý nước thải
lò mổ bao gồm thiết bị vách ngăn kỵ khí (ABR), lọc kỵ khí (AF), hồ kỵ khí (AL) và
UASB [29, 41]. Hiệu quả xử lý COD và BOD của thiết bị ABR đã đạt trên 0
[38], hiệu suất chuyển hóa TOC của hệ thống ABR and UV/H2O2 đạt trên 95%,
riêng thiết bị ABR đã chuyển hóa TOC và TN lần lượt là 88,88% và 51,52%. Tuy
nhiên, hệ thống ABR đòi hỏi năng lượng cao nên khi tăng TOC làm chi phí xử lý
tăng theo [29].
11

Nguyễn Thị Hà Trang – CA140138


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

Mặc dù quá trình xử lý kỵ khí đem lại nhiều lợi ích tuy nhiên quá trình này
cũng có nhược điểm là xử lý không hiệu quả các thành phần TN, TP và vi sinh vật
gây bệnh nên đòi hỏi dòng ra phải được xử lý bổ sung. Thông thường người ta sẽ
kết hợp xử lý kỵ khí và hiếu khí để nâng cao hiệu quả quá trình và mang lại hiệu

hiệu quả xử lý nước thải giết mổ gia cầm [37]. Nghiên cứu khả năng chuyển hóa
các hợp chất chứa nitơ Zhang và cộng sự đã phân lập được chủng vi khuẩn
12

Nguyễn Thị Hà Trang – CA140138


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

Pseudomonas stutzeri không chỉ có khả năng chuyển hóa nitrit mà còn có khả năng
chuyển hóa amoni. Sau thời gian 1 giờ, chủng vi khuẩn này đã chuyển hóa được
amoni hoàn toàn thành dạng khí N2 với hiệu suất là 3

[48]. Một nghiên cứu của

Zhang và cộng sự về việc sử dụng vi khuẩn Bacillus methylotrophicus trong xử lý
nitơ cho thấy trong môi trường ở điều kiện pH từ 7 đến

và nhiệt độ là 37oC, chủng

B. methylotrophicus đã làm nồng độ NH4 + ban đầu 146,71mg/L giảm xuống 3 ,2
mg/L sau

ngày nuôi cấy, với tốc độ chuyển hóa là 51,5 mg/L/ngày [49]. Bernet

và cộng sự đã nghiên cứu ứng dụng khả năng chuyển hóa nitơ và tạo màng sinh học
của vi sinh vật. Mẫu ban đầu có hàm lượng NH4 + là 250 mg/L, sau 2 ngày, hàm
lượng NH4 + giảm xuống chỉ còn 5 mg/L, hiệu quả của quá trình xử lý lên đến


như:

Bacillus

A.proteolytica,

cereus,

B.pasteurianus,

Streptomyces

erythreus,

B.subtilis,
S.griseus,

Aeromonas

hydrophyla,

Thermonospora

fusca,

T.vulgaris... Các vi sinh vật này sản sinh ra proteaza ngoại bào xúc tác cho quá
trình thủy phân protein thành peptid mạch thấp và các axit amin. Các sản phẩm sau
quá trình thủy phân protein trong nước thải một phần được vi sinh vật sử dụng để
kiến tạo tế bào vi sinh vật, một phần tiếp tục được các vi khuẩn amon hóa phân giải

Nitorobacter, Nitrospira, Nittrococcus. Chúng sử dụng năng lượng sinh ra trong các
phản ứng nitrat hóa để đồng hóa nguồn CO2 của không khí. Chúng là những vi
khuẩn Gram âm, hiếu khí, thích hợp ở pH trung tính đến hơi kiềm [14]. Giai đoạn
nitrat hóa có thể được trình bày như sau:
NO2- + 1/2 O2  NO3- + Năng lượng
Cũng như các vi khuẩn tự dưỡng hoá năng khác, vi khuẩn nitrat dùng năng
lượng sinh ra trong các phản ứng này để đồng hoá CO2 của không khí [14].
Bên cạnh quá trình nitrat hoá do vi sinh vật tự dưỡng hoá năng nói trên thực
hiện, còn có quá trình nitrat hoá do vi sinh vật dị dưỡng thực hiện. Các vi sinh vật
này không có khả năng đồng hoá CO2 nhưng cũng khả năng chuyển hoá NH3 thành
nitrit rồi thành nitrat. Đó là những loài thuộc giống: Alealigenes, Anthrobacter,
Corynebacterium, Achrombacter, Pseudomonas, Nocardia, Streptomyces [47].
Ngoài ra, chúng còn có thể tiến hành quá trình nitrat hóa đối với nhiều hợp chất hữu
cơ chứa nitơ khác (amit, amin, oxim, hydroxamat...) [14].
Quá trình nitrat hóa không xảy ra khi pH
Vi khuẩn phản nitrat hóa hoạt động mạnh ở pH trung tính đến hơi kiềm và có
hệ thống enzim nitritreductaza và nitratductaza nhưng enzim này chỉ được tổng
hợp trong điều kiện kỵ khí [14].
1.6.4. Quá trình anammox
Quá trình oxi hóa amon kỵ khí (Anaerobic ammonium oxidation - Anammox),
tiến hành thông qua hai bước. Bước thứ nhất, amon được oxy hóa một phần thành
hydroxyamin hoặc nitrit với oxy là chất nhận điện tử (tự dưỡng hiếu khí). Bước thứ
hai, hydroxyamin hoặc nitrit với vai trò là chất nhận điện tử sẽ phản ứng với lượng
amon còn lại để tạo nên khí nitơ (tự dưỡng kỵ khí). Kết hợp hai quá trình này gọi là
quá trình nitrit hóa một phần/anammox [5].
16

Nguyễn Thị Hà Trang – CA140138


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Công nghệ Thực phẩm

Quá trình Anammox được thực hiện bởi vi khuẩn tự dưỡng thuộc nhóm
Planctomycetales. Các vi khuẩn trong quá trình Anammox thuộc vào 5 giống sau:
Candidatus brocadia, Ca. kuenenia Ca. scalindua, Ca. anammoxoglobus và Ca.
jettenia. Chúng có hoạt tính cao trong pH khoảng 6,4 - 8,5 và nhiệt độ khoảng 20 43oC. Vi khuẩn anammox rất nhạy cảm với oxi và nitrit, nồng độ oxi 2μM và nitrit
từ 5 -10mM đã gây ra ức chế hoàn toàn. Chúng là vi khuẩn tự dưỡng hoàn toàn.
Thời gian thế hệ của chúng là 10 - 14 ngày [44].
Thực tế, việc áp dụng quá trình Anammox trong xử lý nước thải rất khó. Trở
ngại chính là tốc độ sinh trưởng chậm của vi khuẩn Anammox đòi hỏi thời gian
khởi động dài. Hơn nữa, chúng là vi khuẩn kỵ khí và tự dưỡng hoàn toàn nên khó
nuôi cấy.
Nước thải lò mổ thường chứa máu, thịt, mỡ, lông, móng nên rất giàu protein và