Cây Phát Sinh Thể Hiện Mối Liên Quan Của Các Loài Vsv Có Trong 5 Mẫu Nghiên Cứu

- Nếu hệ số đồng dạng di truyền giữa các mẫu hay các loài > 0,92 thì chúng được coi là rất gần nhau về mặt di truyền và có thể coi là một; rất khó phân biệt chúng về mặt di truyền.

- Nếu hệ số đồng dạng di truyền < 0,89 được coi là có sự khác nhau về mặt di truyền, có thể phân biệt giữa các mẫu được nghiên cứu.

- Nếu hệ số đồng dạng di truyền từ 0,75÷0,85 chúng được coi là gần nhau về mặt di truyền xong đã có sự khác nhau đáng kể.

- Nếu hệ số đồng dạng < 0,60 thì giữa các loài đã có sự khác nhau rõ nét, dễ dàng phân biệt giữa chúng;

- Nếu hệ số đồng dạng < 0,35 thì giữa các mẫu đã có sự khác xa nhau về mặt di truyền;

- Nếu hệ số đồng dạng < 0,2 thì hai mẫu đã khác rất xa nhau về mặt di truyền và có thể dễ dàng phân biệt được như là hai loài khác biệt nhau hoàn toàn về mặt di truyền.

Hình 3. 18. Cây phát sinh thể hiện mối liên quan của các loài VSV có trong 5 mẫu nghiên cứu A1, A2, A3, A4 và A5.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 143 trang tài liệu này.

Kết quả trình bày ở Hình 3.18 cho thấy hệ số đồng dạng của 5 mẫu nghiên cứu dao động từ 0,42 đến 0,78. Trên cây phát sinh chủng loại được chia thành 2 nhánh, nhánh thứ nhất là quần xã vi sinh vật của mẫu A5 (có hệ số đồng dạng là 0,42), khác xa về mặt di truyền so với quần xã vi sinh vật của các mẫu còn lại (A1, A2, A3 và A4). Nhánh thứ 2 được chia thành 2 nhánh phụ, nhánh phụ thứ nhất là quần xã vi sinh vật của mẫu A1 và A3 (có hệ số đồng dạng là 0,78) được coi là khá gần gũi và tương đồng nhau nhưng vẫn có sự khác nhau về mặt di truyền và có thể

phân biệt được. Nhánh phụ thứ 2 được tách riêng với 2 nhánh nhỏ là quần xã vi sinh vật của mẫu A2 và A4 (có hệ số đồng dạng < 0,69) là có sự khác nhau rõ nét và có thể dễ dàng phân biệt giữa các mẫu.

Như vậy, nghiên cứu đã phân tích tính đa dạng di truyền ADN nhờ sử dụng kỹ thuật điện di biến tính ADN với cặp mồi p338F và p518R của 5 mẫu nghiên cứu, quần xã vi sinh vật của 5 mẫu này đều có độ đa dạng di truyền cao, quần xã vi sinh vật của mẫu A1 và A3 có quan hệ di truyền gần gũi hơn so với các quần xã vi sinh vật của mẫu còn lại A2, A4 và A5 (hệ số đồng dạng là cao nhất 0,78). Mẫu A5 có quần xã VSV khác nhau nhiều so với các mẫu A1, A2, A3 và A4 (hệ số đòng dạng thấp nhất 0,42). Mẫu A1 và A3 có quần thể VSV khá giống nhau. Kết quả phân tích đa hình di truyền của các mẫu thí nghiệm A1, A2, A3, A4 và A5 đều giống với phân tích chỉ số đa dạng H’ và J’

Kết luận:

- Quần thể VSV ở công thức A5 đã có sự phong phú đa dạng có khác biệt với các công thức còn lại, có hệ số đồng dạng là 0,42, khác xa về mặt di truyền so với quần xã vi sinh vật của các mẫu còn lại (A1, A2, A3 và A4).

- Mẫu A1 và A3 có quần thể VSV khá giống nhau với hệ số đồng dạng cao nhất trong số 5 mẫu xử lý là 0,78.

- Dựa trên chỉ số Shannon đa dạng H’ và chỉ số tương ứng Pielou J’ cho thấy mức độ đa dạng về VSV ở cả 5 công thức thí nghiệm được giảm dần theo chiều hướng A5= A3>A1>A4>A2. Trong đó, quần thể VSV ở mẫu A3 và A5 là gần tương tự như nhau vì đều có cùng chỉ số H’ là 0,359 và J’ là 0,113 và đa dạng hơn nhiều so với mẫu A1 (H’- 0,327; J’- 0,103), A4 (H’- 0,260; J’ - 0,082) và A2 (H’- 0,207; J’- 0,065). Hai

mẫu A3 và A5 đã có 5 loài VSV chung cho cả hai công thức. Ngoài ra, ở cả hai mẫu A3 và A5 cũng còn xuất hiện thêm 02 loài VSV khác biệt nữa trong 2 công thức thí nghiệm này.

- Mẫu A1 và mẫu A3 có sự tương đồng về vị trí các Band nhất trên bản điện di DGGE so với các mẫu còn lại, cho thấy quần thể VSV trong mẫu A1 và A3 tương đối giống nhau. Tuy nhiên, mẫu A3 xuất hiện thêm 2 băng ở vị trí khác, điều này có nghĩa rằng

quần thể mẫu VSV ở mẫu A3 là đa dạng hơn và đã có thêm 2 loài VSV khác so với mẫu A1.

Từ các kết quả phân tích sự đa dạng của các loài VSV trên đã cho thấy trong các công thức thí nghiệm (A1, A2, A3) khi bổ sung chế phẩm vi sinh Sagi Bio 2 vào thì có sự xuất hiện của chung của một số loài VSV cùng xuất hiện trong Band B1.

Ở công thức thí nghiệm A1 và A3 có sự tương đồng về các vị trí Band nhất, vì các điều kiện tương tự như nhau như đều được cấp khí, bổ sung chế phẩm vi sinh Sagi Bio2, chỉ có vật liệu mang vi sinh khác nhau: A1 là vật liệu EBB cải tiến và A3 là miếng mút xốp. Do vậy, Band 5 chỉ xuất hiện duy nhất cả 2 công thức thí nghiệm này.

Ở công thức A5 có sự đa dạng nhiều nhất của các VSV so với các công thức thí nghiệm có thể được lý giải bởi trong môi trường nước thải có chứa rất nhiều nhóm VSV, khi gặp điều kiện môi trường phù hợp chúng sẽ sinh trưởng và phát triển, do vậy sự đa dạng của các VSV là nhiều. Còn ở mẫu A1, A2 và A3 có thể do các chủng VSV bổ sung từ chế phẩm vi sinh Sagi Bio 2 đã ức chế hoặc cạnh tranh dinh dưỡng với các VSV có sẵn trong nước thải, do vậy dẫn đến một số loài vi sinh không thể phát triển được.

3.2.5. Kết quả thực nghiệm sử dụng EBB cải tiến để xử lý nước thải trong phòng thí nghiệm

3.2.5.1. Kết quả đánh giá hiệu suất xử lý COD của vật liệu EBB cải tiến

Để đánh giá ảnh hưởng của lưu lượng nước dòng vào đến khả năng xử lý COD đã được nghiên cứu bằng cách thay đổi lưu lượng dòng vào khác nhau 0,5 L/giờ; 1 L/giờ; 2 L/giờ; 3 L/giờ; 4 L/giờ và 5 L/giờ. Các kết quả thu được được trình bày Hình 3.19

– 3.24.

(i) Với lưu lượng 0,5 lít/h

500

Nồng độ COD, mg/L

450

400

350

300

250

200

150

100

COD vào COD ra Hiệu suất xử lý COD

0 5 10 15 20

Thời gian, ngày

100

Hiệu suất xử lý %

Hình 3. 19. Hiệu suất xử lý COD với lưu lượng 0,5 L/giờ

Kết quả đánh giá hiệu suất xử lý COD với lưu lượng dòng vào 0,5 L/giờ được thể hiện trên Hình 3.19. Nồng độ COD đầu vào dao động từ 200 mg/L đến 350 mg/L, giá trị trung bình là 295 mg/L, thời gian lưu trong hệ thống là 24 giờ. Ở chế độ lưu lượng 0,5 L/giờ hiệu quả xử lý COD của hệ thống có giá trị trung bình là 84%, hiệu quả xử lý COD cao nhất là 98%, thấp nhất là 65%. Thời gian thí nghiệm kéo dài 20 ngày để theo dõi sự ổn định của hệ thống. Ban đầu thí nghiệm, hiệu suất xử lý COD không cao, đến ngày thí nghiệm thứ ba hiệu suất xử lý COD bắt đầu đạt mức cao và duy trì tương đối ổn định trong suốt quá trình thí nghiệm. COD đầu ra tương đối ổn định và có giá trị trung bình khoảng 41 mg/L.

(ii) Với lưu lượng 1 L/giờ

Nồng độ COD, mg/L

500

450

400

350

300

250

200

150

100

COD vào COD ra Hiệu suất xử lý COD

0 5 10 15 20

Thời gian, ngày

Hình 3. 20. Hiệu suất xử lý COD với lưu lượng 1 L/giờ

100

Hiệu suất xử lý %

Kết quả Hình 3.20 cho thấy, ở chế độ lưu lượng 1 L/giờ, ứng với thời gian lưu

12 giờ thì hiệu quả xử lý COD qua hệ thống có giá trị trung bình là 77%. Hiệu quả xử lý COD thấp nhất là 75%, cao nhất là 80%. COD đầu ra có giá trị trung bình khoảng 59 mg/L. Cũng tương tự như thí nghiệm với chế độ lưu lượng 0,5 L/giờ, thời gian vận hành thí nghiệm kéo dài 20 ngày để theo dõi sự ổn định của hệ thống. Hiệu suất xử lý COD giảm khi tăng lưu lượng dòng vào lên 1 L/giờ hơn so với chế độ 0,5 L/giờ do thời gian lưu nước trong hệ thống giảm, thời gian tiếp xúc giữa vật liệu và VSV có trong hệ thống với chất ô nhiễm ngắn hơn.

(iii) Với lưu lượng 2 L/giờ

1400

Nồng độ COD, mg/L

1200

1000

800

600

400

200

COD vào COA ra Hiệu suất xử lý COD

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Thời gian, ngày

Hình 3. 21. Hiệu suất xử lý COD với lưu lượng 2 L/giờ

100

Hiệu suất xử lý %

Hình 3.22 cho thấy, ở chế độ lưu lượng 2 L/giờ, ứng với thời gian lưu 6 giờ thì hiệu quả xử lý COD qua hệ thống có giá trị trung bình là 72%. Hiệu quả xử lý COD cao nhất là 83%, thấp nhất là 68%. COD đầu ra có giá trị trung bình khoảng 60 mg/L. Tuy hiệu suất xử lý COD giảm nhưng hệ thống vẫn duy trì sự ổn định trong suốt thời gian 20 ngày thí nghiệm.

(iv) Với lưu lượng 3 L/giờ

Hình 3.22 cho thấy, ở chế độ lưu lượng 3 L/giờ, ứng với thời gian lưu 4 giờ thì hiệu quả xử lý COD qua hệ thống có giá trị trung bình là 73%. Hiệu quả xử lý COD cao nhất là 81%, thấp nhất là 67%. COD đầu ra có giá trị trung bình khoảng 60 mg/L. Có thể nhận thấy rõ rằng ở lưu lượng 3 L/giờ hiệu suất xử lý COD tương đương với hiệu suất xử lý lưu lượng 2 L/giờ. Kết quả này cho thấy thời gian lưu nước giảm từ 6 xuống 4 giờ không quá ảnh hưởng đến quá trình phân hủy chất hữu cơ của vật

liệu EBB cải tiến.

500

Nồng độ COD, mg.l

450

400

350

300

250

200

150

100

COD vào COD ra Hiệu suất xử lý COD

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Thời gian, ngày

Hình 3. 22. Hiệu suất xử lý COD với lưu lượng 3 L/giờ

100

Hiệu suất xử lý %

(v) Với lưu lượng 4 L/giờ

500

450

Nồn độ COD. mg/L

400

350

300

250

200

150

100

COD vào COD ra Hiệu suất xử lý COD

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Thời gian, ngày

Hình 3. 23. Hiệu suất xử lý COD với lưu lượng 4 L/giờ

100

Hiệu suất xử lý %

Hình 3.23 cho thấy, ở chế độ lưu lượng 4 L/giờ, ứng với thời gian lưu 3 giờ thì hiệu quả xử lý COD qua hệ thống có giá trị trung bình là 35%. Hiệu quả xử lý COD cao nhất là 40%, thấp nhất là 20%. COD đầu ra có giá trị trung bình khoảng 167 mg/L.

Tăng lưu lượng nước lên 4 L/giờ hiệu suất xử lý COD giảm nhiều so với các chế độ trước. Chứng tỏ khi chuyển sang chế độ này thời gian lưu ngắn không đủ thời gian cho quá trình xử lý COD của VSV trong vật liệu EBB cải tiến.

(vi) Với lưu lượng 5 L/giờ

500

Nồng độ COD, mg/L

450

400

350

300

250

200

150

100

COD vào COD ra Hiệu suất XL

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Thời gian, ngày

Hình 3. 24. Hiệu suất xử lý COD với lưu lượng 5 L/giờ

100

Hiệu suất xử lý %

Hình 3.24 cho thấy, ở chế độ lưu lượng 5 L/giờ, ứng với thời gian lưu 2,4 giờ thì hiệu quả xử lý COD qua hệ thống tương đối thấp, có giá trị trung bình là 11 %. Hiệu quả xử lý COD cao nhất là 16%, thấp nhất là 7%. COD đầu ra có giá trị trung bình khoảng 235 mg/L. Ở chế độ thí nghiệm này hiệu quả xử lý COD rất thấp, do lưu lượng dòng vào cao dẫn đến thời gian lưu nước ngắn. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết: khi tăng lưu lượng càng lớn, thời gian lưu ngắn dẫn đến thời gian để các VSV phân hủy các chất ô nhiễm ngắn, nên hiệu quả xử lý COD là không cao.

Nghiên cứu ảnh hưởng của lưu lượng dòng vào đến hiệu suất xử lý COD được tiến hành trong thời gian dài hơn 100 ngày. Lưu lượng dòng vào có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất xử lý COD, hiệu suất xử lý COD giảm dần khi tăng lưu lượng dòng vào. Mối quan hệ nghịch đảo giữa lưu lượng dòng chảy và hiệu suất xử lý là do thời gian tiếp xúc giữa chất tan và vật liệu hấp phụ. Ở lưu lượng dòng chảy cao thời gian tiếp xúc giảm, thời gian khuếch tán COD vào lỗ rỗng của vật liệu EBB cải tiến và thời gian để hấp phụ với các vị trí trên bề vật liệu giảm. Ngược lại, khi lưu lượng dòng vào nhỏ, tăng thời gian tiếp xúc, khuyếch tán trong vật liệu EBB cải tiến trở nên hiệu quả hơn do vùng chuyển khối lớn hơn. Trong nghiên cứu này hiệu suất xử lý COD tuân theo trật tự: chế độ 0,5 L/giờ > 1,0 L/giờ > 2,0 L/giờ > 3 L/giờ > 4,0 L/giờ

> 5,0 L/giờ. Ở 2 chế đầu, lưu lượng nước thải là 0,5 L/giờ và 1 L/giờ, thời gian lưu tương ứng 24 giờ và 12 giờ thì hiệu suất xử lý COD đạt tương đối cao tương ứng 84

% và 77%. Kết quả ở chế độ 2 L/giờ và 3 L/giờ cho thấy hiệu suất xử lý COD dao động từ 35% đến 72% với thời gian lưu là 6 giờ và 4 giờ. Ở chế độ 4 L/giờ và 5 L/giờ, hiệu suất xử lý COD giảm xuống rõ rệt. Quá trình xử lý COD trong hệ thống này xảy ra theo cả cơ chế hấp phụ và phân hủy sinh học.

3.2.5.2. Kết quả đánh giá hiệu suất xử lý Amoni của vật liệu EBB cải tiến

(i) Với chế độ lưu lượng 0,5 L/giờ

Nồng độ NH4+ dòng vào dao động trong khoảng 30÷65 mg/L. Ở chế độ lưu lượng 0,5 L/giờ (Hình 3.25) ứng với thời gian lưu 24 giờ thì hiệu quả xử lý Amoni của hệ thống có giá trị trung bình là 72%, hiệu quả xử lý Amoni cao nhất là 82%, thấp nhất là 66%. Amoni đầu ra có giá trị trung bình 12 mg/L.

Amoni vào Amoni ra Hiệu suất xử lý amoni

Nồng độ amoni, mg/L

90 90

Hiệu suất xử lý %

80 80

70 70

60 60

50 50

40 40

30 30

20 20

10 10

0 0

0 5 10 15 20

Thời gian, ngày

Hình 3. 25. Hiệu suất xử lý Amoni với lưu lượng 0,5 L/giờ

Thời gian thí nghiệm kéo dài 20 ngày để theo dõi sự ổn định của hệ thống, Amoni dao động lớn nhưng hệ thống vận hành tương đối ổn định và luôn duy trì ở mức hiệu suất xử lý cao. Ở chế độ này thời gian tiếp xúc đủ lớn nên Amoni được giữ, hấp phụ ở các vị trí khác nhau của vật liệu EBB cải tiến.

(ii) Với chế độ lưu lượng 1 L/giờ