I. Phân hủy hydrocarbon
Nghiên cứu tập trung vào khả năng phân hủy hydrocarbon trong nước thải nhiễm dầu bằng màng sinh học vi sinh vật. Các chủng vi sinh vật được lựa chọn có khả năng phân hủy mạnh các thành phần hydrocarbon, đặc biệt là dầu diesel và hydrocarbon thơm. Quá trình phân hủy được đánh giá thông qua các mô hình thí nghiệm ở quy mô 50 lít, 300 lít và 20m³. Kết quả cho thấy, màng sinh học hình thành trên các vật liệu mang như xơ dừa, mút xốp, sỏi nhẹ và cellulose có hiệu quả cao trong việc giảm thiểu nồng độ hydrocarbon trong nước thải.
1.1. Khả năng phân hủy dầu diesel
Các chủng vi sinh vật được gắn trên vật liệu mang như xơ dừa và mút xốp cho thấy khả năng phân hủy dầu diesel (DO) đạt hiệu suất cao. Sau 7 ngày, nồng độ DO giảm đáng kể, chứng tỏ hiệu quả của màng sinh học trong xử lý nước thải nhiễm dầu.
1.2. Phân hủy hydrocarbon thơm
Nghiên cứu cũng đánh giá khả năng phân hủy các hydrocarbon thơm như phenol và PAH. Kết quả cho thấy, màng sinh học trên vật liệu mang cellulose và sỏi nhẹ có hiệu suất phân hủy cao, giảm đáng kể nồng độ các chất này trong nước thải.
II. Xử lý nước thải nhiễm dầu
Nghiên cứu đề xuất phương pháp xử lý nước thải nhiễm dầu bằng công nghệ sinh học sử dụng màng sinh học vi sinh vật. Phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn tiết kiệm chi phí so với các công nghệ truyền thống như hóa học hoặc vật lý. Các mô hình thí nghiệm ở quy mô lớn (300 lít và 20m³) đã chứng minh tính khả thi của phương pháp này trong thực tế.
2.1. Ứng dụng tại kho xăng dầu Đỗ Xá
Nghiên cứu đã ứng dụng thử nghiệm tại kho xăng dầu Đỗ Xá, Hà Nội. Kết quả cho thấy, hệ thống xử lý bằng màng sinh học đạt hiệu suất cao, giảm đáng kể nồng độ dầu và các chất ô nhiễm trong nước thải, đáp ứng tiêu chuẩn môi trường.
2.2. So sánh với công nghệ truyền thống
So với các phương pháp truyền thống như lọc màng hoặc oxy hóa nâng cao, công nghệ sinh học sử dụng màng sinh học có ưu điểm vượt trội về chi phí và tính thân thiện với môi trường.
III. Màng sinh học và vật liệu mang
Nghiên cứu tập trung vào việc lựa chọn và đánh giá hiệu quả của các vật liệu mang trong việc hình thành màng sinh học. Các vật liệu như xơ dừa, mút xốp, sỏi nhẹ và cellulose được thử nghiệm để tìm ra loại vật liệu tối ưu nhất. Kết quả cho thấy, xơ dừa và mút xốp là hai vật liệu mang hiệu quả nhất, giúp tăng cường khả năng bám dính và phát triển của vi sinh vật.
3.1. Khả năng tạo màng sinh học
Các chủng vi sinh vật được thử nghiệm trên các vật liệu mang khác nhau. Kết quả cho thấy, màng sinh học hình thành trên xơ dừa và mút xốp có độ bám dính cao và khả năng phân hủy hydrocarbon tốt hơn so với các vật liệu khác.
3.2. Đánh giá vật liệu mang
Nghiên cứu đánh giá chi tiết các đặc tính của từng loại vật liệu mang, bao gồm khả năng hấp thụ, độ bền và tính thân thiện với môi trường. Xơ dừa và mút xốp được xem là hai vật liệu mang tiềm năng nhất cho ứng dụng thực tế.
IV. Con đường phân hủy sec hexylbenzene
Nghiên cứu cũng tập trung vào việc xác định con đường phân hủy sec-hexylbenzene của chủng nấm men Trichosporon asahii B1. Kết quả cho thấy, chủng này có khả năng phân hủy sec-hexylbenzene thông qua một loạt các phản ứng sinh hóa, tạo ra các sản phẩm trung gian ít độc hại hơn. Đây là nghiên cứu đầu tiên tại Việt Nam đề xuất con đường phân hủy này.
4.1. Cơ chế phân hủy
Chủng Trichosporon asahii B1 phân hủy sec-hexylbenzene thông qua quá trình oxy hóa, tạo ra các hợp chất trung gian như alcohol và acid carboxylic. Các sản phẩm này tiếp tục được phân hủy thành CO2 và H2O.
4.2. Ứng dụng thực tế
Kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng công nghệ sinh học để xử lý các hợp chất hydrocarbon phức tạp trong nước thải nhiễm dầu.
