Tên nhiệm vụ: Nghiên cứu ứng dụng phức hệ nano-biofilm từ vi sinh vật và vi tảo để xử lý nước thải giàu hữu cơ dễ hòa tan và kim loại nặng: Thí điểm với chất lượng nước trên hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải

Tổ chức chủ trì: Đại học Thủy lợi

Cơ quan chủ quản: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

Chủ nhiệm nhiệm vụ: PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Cúc

 Các cá nhân tham gia nhiệm vụ: GS.TS. Đặng Diễm Hồng, TS. Hà Thị Hiền, TS. Lê Thị Nhi Công, TS. Lưu Thị Tâm, ThS. Nguyễn Thị Hợp, TS. Ngô Thị Hoài Thu, KS. Hoàng Thị Lan, CN. Phạm Thị Vân Anh, ThS. Nguyễn Thị Kim Thu

 Thời gian thực hiện: 2021-2022

Kinh phí thực hiện: 495 triệu đồng

Cấp phê duyệt: Quyết định số 1062/QĐ-ĐHTL ngày 06 tháng 7 năm 2022 của Đại học Thủy lợi

Nghiệm thu: ngày 04 tháng 8 năm 2022 tại Hà Nội

Kết quả nghiên cứu:

Nghiên cứu thực hiện thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu thứ cấp về chất lượng nước trên hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải. Bên cạnh đó, thực hiện thu mẫu nước 01 lần tại một số điểm trên toàn hệ thống và thu mẫu 04 lần tại 03 địa điểm thuộc địa bàn tỉnh Hải Dương phục vụ nghiên cứu chi tiết của đề tài. Kết quả phân tích cho thấy có tới 80% số vị trí quan tắc có các thông số hóa lý, vi sinh của nhóm ô nhiễm hữu cơ dễ hòa tan như BOD₅, COD, NO₂^-, PO₄^3- vượt quy chuẩn Việt Nam (QCVN) ở mức nhỏ hơn 5 lần thuộc nguồn nước bị ô nhiễm; thông số NH₄⁺ mức vượt QCVN lớn hơn 10 lần (thuộc nguồn nước ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng) chiếm tỷ trọng cao. Nhóm ion kim loại nặng cho thấy mức độ ô nhiễm từ 2 đến 20 lần mức QCVN.

Đề tài tiến hành phân lập các chủng vi sinh vật và vi tảo có khả năng xử lý nguồn nước giàu chất hữu cơ dễ hòa tan. Nghiên cứu đã xác định được 03 chủng vi sinh vật HY1: Bacillus sp1., HY2: Aeromonas sp1., và HY3: Pseudomonas sp1.) và 03 chủng vi tảo (Chlorella sp1., Scenedesmus sp1, và Spirulina Sp1.). Các chủng vi sinh vật và vi tảo sau khi được phân lập, xác định điều kiện và môi trường nhân nuôi tối ưu. Bên cạnh quy trình nhân nuôi các chủng sinh vật này, quy trình tạo màng biofilm của các chủng vi sinh vật và vi tảo được nghiên cứu và đánh giá. Khả năng tạo biofilm củ đa chủng (kết hợp của 2 chủng hay của 3 chủng đã được xác định khả năng tạo biofilm. Tuy nhiên, tổ hợp 2 loài Chlorella sp1.+ Scenedesmus sp1 có khả năng tạo biofilm tốt nhất so với các tổ hợp vi tảo khác.

  Đề tài đã nghiên cứu và tổng hợp vật liệu nano Fe-Mn/AC các đặc trưng tính chất của vật liệu cũng như khả năng hấp phụ xử lý chì và cadimi đã được chứng minh. Kết quả chỉ ra rằng vật liệu vật liệu nano Fe-Mn/AC tổng hợp được có kích thước <50nm với diện tích và bề mặt riêng lớn 150cm².g^-1. Nghiên cứu đã xây dựng các công thức phối kết hợp giữa các vật liệu và các chủng vi sinh vật, vi tảo theo 7 công thức để xác định mô hình. Mô hình xử lý nguồn nước giàu chất hữu cơ dễ hòa tan và kim loại nặng gồm 02 phần thực hiện kế tiếp nhau.

Nghiên cứu đã tiến hành đánh giá khả năng hấp phụ Pb²⁺ và Cd²⁺ bằng vật liệu nano Fe-Mn/AC. Phần xử lý ô nhiễm chất hữu cơ hòa tan tối ưu nhất trong các công thức thí nghiệm là công thức CT4 gồm: nước thải + vi sinh vật + vi tảo + vật liệu nano Fe-Mn/AC than hoạt tính. Biofilm được tạo thành từ tổ hợp Chlorella sp. 1 + Scenedesmus sp. và 3 chủng vi sinh vật (Bacillus sp1. Aeromonas sp1 và Pseudomonas sp1) đã được gắn trên chất mang bước đầu cho hiệu quả xử lý BOD_5, Nito tổng số và Phốt pho tổng số sau 6 ngày đạt cao nhất so với các công thức còn lại.

 (Nguồn: Thư viện Bộ Nông nghiệp và PTNT- DT20226719/GGN 22-11-125)