Nhóm nghiên cứu Viện Khoa học công nghệ và Quản lý môi trường (Trường ĐH Công nghiệp TPHCM) đã phân lập được 45 chủng vi khuẩn xử lý nước thải thủy hải sản.

Lọc ra chủng vi khuẩn sống

Nước thải ngành chế biến thủy hải sản chứa phần lớn các chất thải hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và thành phần chủ yếu là protein, chất béo. Trong đó, chất béo khó bị phân hủy bởi vi sinh vật.

Nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein, chất béo… khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá.

Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp.

Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy dẫn đến thiếu oxy. Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy vực.

Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng. Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ. Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thủy sinh, nghề nuôi trồng thủy sản, du lịch và cấp nước.

Các loại nước thải có độ mặn cao thường gặp là nước thải dệt nhuộm, thuộc da, nhà máy chế biến thủy - hải sản, rau củ quả, sản xuất nước mắm, nước thải ao nuôi thủy sản nước mặn… Theo PGS.TS Lê Hùng Anh, Viện trưởng Viện Khoa học công nghệ và Quản lý môi trường, đặc trưng chung của các loại nước thải này là có độ mặn tính theo nồng độ NaCl từ 3 - 30gr/l.

Trong đó, nước thải từ quá trình chế biến thủy sản nhiễm mặn rất cao, chứa nhiều chất hữu cơ, chất thải rắn và dầu mỡ. Mặt khác, nhiều nhà máy chế biến ở gần biển do thiếu nước ngọt nên sử dụng nước biển sục rửa hệ thống máy móc, càng làm tăng độ mặn của nước thải. Ở Việt Nam, công nghệ xử lý nước thải nhiễm mặn vẫn còn khá mới mẻ.

Hướng đi của nhóm nghiên cứu là sử dụng vi sinh vật để xử lý nước thải nhiễm mặn. Nhóm lấy mẫu nước thải sau (từ cảng cá Vàm Láng và Nhà máy sơ chế thủy hải sản Minh Thắng ở Tiền Giang) và dùng phương pháp cấy truyền nhiều lần để phân lập được từng chủng vi khuẩn thuần. Sau đó, nhóm theo dõi khả năng phát triển và chịu mặn của các chủng vi khuẩn đã phân lập.

PGS.TS Lê Hùng Anh cho biết, từ 10 mẫu nước thải, nhóm nghiên cứu đã phân lập được 45 chủng vi khuẩn. Tất cả 45 chủng đều phát triển tốt ở độ mặn 1%, 33 chủng phát triển được ở độ mặn 3%, 14 chủng chịu được độ mặn 5%, 12 chủng chịu được độ mặn 7%, và đặc biệt có 3 chủng phát triển được ở độ mặn 9%.

Trong số đó, nhóm tuyển chọn 10 chủng có khả năng thích nghi với nồng độ muối tăng dần. Sau khi đánh giá khả năng xử lý nước thải của 10 chủng vi khuẩn nói trên (hiệu suất xử lý, khả năng chịu mặn, nhiệt độ...), nhóm chọn ra 6 chủng vi khuẩn để sản xuất chế phẩm vi sinh xử lý nước thải nhiễm mặn. Chế phẩm có độ tinh sạch cao, mức độ thuần các chủng ổn định sau 6 tháng bảo quản nhiệt độ phòng.

Xử lý nước thải nhanh chóng

PGS.TS Lê Hùng Anh cho biết, kết quả thử nghiệm chế phẩm cho thấy, với tỷ lệ pha loãng 1:10 (xử lý 1m3 nước thải cần 100L chế phẩm đã hòa tan, hay 10 kg chế phẩm dạng rắn) hoặc 1:50 (sử dụng 2 kg chế phẩm/m3 nước thải cần xử lý) khi bổ sung vào hệ thống xử lý, cho hiệu suất xử lý lần lượt là 88,75% và 80,35% trong 72 giờ.

Trong chế phẩm, nhóm vi khuẩn quang hợp chiếm chủ đạo. Các vi sinh vật thuộc nhóm này có chứng năng biến năng lượng từ ánh sáng Mặt trời (quang năng), chuyển hóa thành năng lượng hóa học tham gia vào các phản ứng sinh hóa năng lượng của cây trồng. Các sản phẩm thải ra của quá trình trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp, chính là dinh dưỡng của các hệ vi sinh vật khác trong chế phẩm.

Vi khuẩn lactic chính là vi sinh vật được ứng dụng trong quá trình lên men lactic chế biến, ủ thức ăn cho gia súc, gia cầm. Vi khuẩn lactic tiết ra các chất ức chế, ngăn ngừa các vi sinh vật gây thối, gây mùi, gây bệnh phát triển (do sinh ra acid lactic), đồng thời ức chế và tiêu diệt một số nấm gây bệnh hại cây trồng như: Fusarium (làm yếu cây, chết cây, cây còi cọc…).

Trong chế phẩm còn có nhóm xạ khuẩn. Loại vi sinh vật là trung gian giữa vi khuẩn và nấm chính là nhóm xạ khuẩn. Nhóm xạ khuẩn tham gia hoạt động rất mạnh trong quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ: Xenlluloz, tinh bột, lignin… Trong quá trình trao đổi chất, các vi sinh vật thuộc nhóm xạ khuẩn còn sinh ra các chất kháng sinh, có tác dụng diệt nấm bệnh và vi khuẩn gây hại.

Chức năng chính của nấm men trong chế phẩm sinh học là tham gia vào các quá trình trao đổi chất, sản sinh ra vitamin, acid amin, các chất có hoạt tính sinh học (kích thích tố sinh học).

Nhóm nấm sợi là loại nấm sản sinh ra men (enzyme), tiêu biểu như: Aspergillus, Pennicillium… nhờ các enzyme này mà tinh bột, xenlluloz, lignin, protein, lipit… thủy phân dễ dàng và nhanh chóng tạo ra các dưỡng chất có lợi cho môi trường.

Nấm sợi tham gia vào quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ, khử mùi hôi thối của rác thải, nước thải. Mỗi loại vi sinh vật có trong chế phẩm lại cộng sinh, tương hỗ nhau trong cùng một môi trường.