Luận án Nghiên cứu quá trình tạo bùn hạt trong hệ thống uasb nhằm xử lý nước thải sơ chế mủ cao su

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
NGUYỄN THỊ THANH 
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TẠO BÙN HẠT 
 TRONG HỆ THỐNG UASB NHẰM XỬ LÝ NƢỚC 
THẢI SƠ CHẾ MỦ CAO SU 
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học 
Mã số: 62420201 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC 
Hà Nội - 2016 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
NGUYỄN THỊ THANH 
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TẠO BÙN HẠT 
 TRONG HỆ THỐNG UASB NHẰM XỬ LÝ NƢỚC 
THẢI SƠ CHẾ MỦ CAO SU 
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học 
Mã số: 62420201 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC 
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 
1. PGS.TS.Nguyễn Lan Hƣơng 
2. PGS.TS. Tô Kim Anh 
Hà Nội - 2016 
 LỜI CAM ÐOAN 
Tôi xin cam đoan: Luận án này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, 
đƣợc sự hƣớng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Lan Hƣơng và PGS.TS.Tô Kim 
Anh. 
Các số liệu, những kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án này trung thực 
và chƣa từng đƣợc công bố dƣới bất cứ hình thức nào. 
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình. 
 Hà Nội,ngày tháng năm 2016 
Giáo viên hƣớng dẫn 
PGS.TS.Tô Kim Anh 
Giáo viên hƣớng dẫn 
PGS.TS Nguyễn Lan Hƣơng 
Tác giả 
Nguyễn Thị Thanh 
 LỜI CẢM ƠN 
Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Lan Hƣơng và PGS.TS. 
Tô Kim Anh đã hƣớng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi thực hiện các kế 
hoạch học tập, nghiên cứu luận án này với sự tận tụy, sáng suốt và khoa học cao. 
Tôi rất biết ơn và trân trọng sự giúp đỡ quý báu của GS. Yamaguchi Takashi, 
Phòng Thí nghiệm Môi trƣờng đất và nƣớc, Khoa Xây dựng và Kỹ thuật Môi trƣờng, 
Đại học Kỹ thuật Nagaoka, Nhật Bản. 
Tôi xin trân trọng cảm ơn Chính phủ Việt Nam đã hỗ trợ kinh phí học tập, nghiên 
cứu thông qua đề án 911. Tôi cũng trân trọng cảm ơn Quỹ khuyến học Thành phố Hà 
Nội. 
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể cán bộ, nhân viên văn phòng dự án “Tạo lập 
vòng tuần hoàn cacbon với cây cao su thiên nhiên” và Viện Nghiên cứu và Phát triển 
ứng dụng các hợp chất thiên nhiên, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội. 
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến cơ quan tôi đang công tác: Khoa Tài nguyên Môi 
trƣờng, Trƣờng Cao đẳng Cộng đồng Hà Tây về sự ủng hộ, giúp đỡ, tạo điều kiện về 
mọi mặt trong quá trình tôi thực hiện luận án. 
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô Bộ môn Công nghệ Sinh học, Viện Công 
nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội với 
những góp ý thiết thực trong suốt quá trình tôi làm luận án. 
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến đến những nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp vì sự 
giúp đỡ thiết thực cho luận án này. 
Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn đặc biệt nhất tới gia đình tôi. Những ngƣời đã luôn 
bên cạnh, chia sẻ những khó khăn và là động lực giúp tôi hoàn thành luận án. 
Hà Nội, ngày tháng năm 2016 
 Nghiên cứu sinh 
Nguyễn Thị Thanh 
 i 
MỤC LỤC 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ................................................................... IV 
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................................... V 
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................................... VI 
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................................ 3 
1.1. Tổng quan ngành công nghiệp sơ chế mủ cao su thiên nhiên ............................................ 3 
1.1.1. Cây cao su và tình hình phát triển .................................................................................... 3 
1.1.2. Thành phần và cấu trúc mủ cao su thiên nhiên ................................................................ 3 
1.1.3. Công nghệ sơ chế mủ cao su ............................................................................................. 4 
1.2. Tính chất nƣớc thải sơ chế mủ cao su ................................................................................... 5 
1.3. Tình hình nghiên cứu về xử lý nƣớc thải sơ chế mủ cao su thiên nhiên .................................. 7 
1.3.1. Ngoài nước ........................................................................................................................ 7 
1.3.2. Trong nước ........................................................................................................................ 9 
1.4. Bể kỵ khí với dòng chảy ngƣợc qua lớp bùn hoạt tính (UASB) ....................................... 11 
1.4.1. Quá trình phân huỷ kỵ khí ............................................................................................... 11 
1.4.2. Đặc tính chung của hệ thống UASB ............................................................................... 14 
1.4.3. Ưu, nhược điểm ............................................................................................................... 15 
1.5. Sự hình thành hạt bùn.......................................................................................................... 16 
1.5.1. Bùn kỵ khí dạng hạt ........................................................................................................ 16 
1.5.2. Cấu trúc hạt bùn kỵ khí ................................................................................................... 16 
1.5.3. Các thành phần cơ bản của hạt bùn ............................................................................... 18 
1.5.4. Cơ sở lý thuyết của quá trình tạo hạt bùn kỵ khí ............................................................ 22 
1.6. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hình thành bùn hạt kỵ khí..................................... 27 
1.6.1. Ảnh hưởng của cơ chất ................................................................................................... 28 
1.6.2. Tải trọng hữu cơ ............................................................................................................. 28 
1.6.3. Đặc tính của bùn giống ................................................................................................... 28 
1.6.4. Các chất dinh dưỡng ....................................................................................................... 29 
 ii 
1.6.5. Các nguyên tố khoáng ..................................................................................................... 29 
1.6.6. Các vitamin ..................................................................................................................... 29 
1.6.7. Các chất tạo keo ............................................................................................................. 30 
1.6.8. Nhiệt độ ........................................................................................................................... 30 
1.6.9. pH .................................................................................................................................... 30 
1.7. Các thông số đánh giá hạt bùn kỵ khí ................................................................................ 30 
1.7.1. Hoạt tính sinh metan ....................................................................................................... 30 
1.7.2. Kích thước và tỷ trọng hạt bùn ....................................................................................... 31 
1.7.3. Chỉ số thể tích bùn lắng .................................................................................................. 32 
1.7.4. Độ bền cơ học ................................................................................................................. 32 
1.7.5. Màu sắc ........................................................................................................................... 32 
1.8. Một số phƣơng pháp sinh học phân tử ứng dụng trong xác định thành phần vi sinh 
vật trong bùn kỵ khí .................................................................................................................... 32 
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................... 35 
2.1. Vật liệu ................................................................................................................................... 35 
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................................... 35 
2.1.2. Hóa chất .............................................................................................................................. 36 
2.1.3. Thiết bị ................................................................................................................................. 37 
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................................... 39 
2.2.1. Các phương pháp phân tích ................................................................................................ 39 
2.2.2. Nội dung nghiên cứu............................................................................................................ 44 
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................................... 47 
3.1. Khảo sát đặc tính nƣớc thải sơ chế mủ cao su thiên nhiên ............................................... 47 
3.1.1. Nước thải nhà máy tại khâu đánh đông .......................................................................... 47 
3.1.2. Tiền xử lý nước thải nhà máy.......................................................................................... 50 
3.1.3. Nước thải đánh đông trong phòng thí nghiệm ................................................................ 49 
3.2. Nghiên cứu tạo bùn hạt trong hệ thống UASB .................................................................. 53 
 iii 
3.2.1. Hoạt hóa bùn trong hệ thống UASB ............................................................................... 53 
3.2.2. Nghiên cứu một số điều kiện ảnh hưởng tới sự hình thành bùn hạt ............................... 56 
3.3.1. Ảnh hưởng của tải trọng hữu cơ ..................................................................................... 56 
3.3.2. Ảnh hưởng của AlCl3 ...................................................................................................... 61 
3.3.3. Ảnh hưởng của rỉ đường ................................................................................................. 65 
3.3. Thành phần vi sinh vật trong các loại bùn hạt kỵ khí ...................................................... 71 
3.3.1. Thành phần vi khuẩn ....................................................................................................... 74 
3.3.2. Thành phần cổ khuẩn ...................................................................................................... 79 
3.4. Xử lý nƣớc thải sơ chế mủ cao su bằng UASB sử dụng bùn hoạt tính dạng hạt ............ 84 
3.4.1. Hiệu quả xử lý của bùn hạt ............................................................................................. 84 
3.4.2. Đánh giá sự thay đổi cấu trúc hạt bùn ........................................................................... 87 
3.5. Điều kiện bảo quản hạt bùn ................................................................................................. 90 
3.5.1. Sự thay đổi hoạt tính sinh metan riêng ........................................................................... 91 
3.5.2. Sự thay đổi COD hòa tan trong môi trường bảo quản ................................................... 92 
3.5.3. Sự thay đổi kích thước hạt bùn ....................................................................................... 93 
KẾT LUẬN .................................................................................................................................. 96 
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................................. 97 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ..................................... 98 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................... 99 
 iv 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT 
Ký tự Tiếng Anh Chú giải 
BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa sinh học 
BR Baffled Reactor Thiết bị vách ngăn (bẫy cao su) 
COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học 
DNA Deoxyribonucleic acid Axit deoxiribonucleic 
DHS Downflow Hanging Sponge 
Thiết bị lọc hiếu khí với dòng chảy từ 
trên xuống qua lớp mút xốp 
DPNR Deprotein natural ruber Cao su thiên nhiên loại protein 
DRC Dry Rubber Content Hàm lƣợng cao su khô 
ECP Extracellular Polymer Sản phẩm ngoại bào 
HRT Hydraulic retention time Thời gian lƣu của nƣớc thải 
MLSS Mixed Liquor Suspended Solid Nồng độ sinh khối lơ lửng 
MLVSS Mixed Liquor Volatile Suspended Solid Nồng độ sinh khối lơ lửng bay hơi 
NGS Next Generation Sequencing Giải trình tự gen thế hệ mới 
N-NH3 Amonia Nitơ amon 
OLR Organic Loading Rate Tải trọng hữu cơ 
QCVN Quy Chuẩn Việt Nam 
SBR Sequencing Batch Reactor Thiết bị xử lý tuần tự theo mẻ 
SDS Sodium dodecyl sulphate CH3(CH2)11SO4Na 
SMA Specific Methane Activity Hoạt tính sinh methan riêng 
SS Suspended Solid Chất rắn lơ lửng 
SVI Sludge Volume Index Chỉ số thể tích bùn lắng 
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 
TN Total Nitrogen Tổng nitơ 
UASB Upflow Anaerobic Slugde Blanket 
Thiết bị xử lý kỵ khí với dòng chảy 
ngƣợc qua lớp bùn hoạt tính 
VFA Volatile Fatty Axit Axit béo bay hơi 
VSS Volatile Suspended Solid Chất rắn lơ lửng bay hơi 
 v 
DANH MỤC BẢNG 
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của mủ cao su thiên nhiên ............................................ 4 
Bảng 1.2. Đặc tính nƣớc thải sơ chế mủ cao su ở Việt Nam ........................................... 6 
Bảng 1.3. Một số vi sinh vật chiếm ƣu thế xuất hiện trong bùn hạt kỵ khí ................... 19 
Bảng 1.4. Hiệu suất sinh khí metan của một số loại bùn .............................................. 31 
Bảng 1.5. Hoạt tính sinh metan riêng của một số loại bùn ............................................ 31 
Bảng 1.6. Các phƣơng pháp sinh học phân tử phân tích thành phần vi sinh vật ........... 33 
Bảng 3.1. Đặc tính nƣớc thải khâu đánh đông của nhà máy cao su tại Thanh Hóa ...... 47 
Bảng 3.2. Hàm lƣợng VFA tại khâu đánh đông của nhà máy cao su tại Thanh Hóa ... 49 
Bảng 3.3.Đặc tính nƣớc thải trƣớc và sau khi qua bẫy cao su ...................................... 53 
Bảng 3.4. Đặc tính nƣớc thải sơ chế mủ cao su đánh đông trong phòng thí nghiệm ... 50 
Bảng 3.5. Hàm lƣợng MLSS và MLVSS của bùn giống và bùn đã hoạt hóa ............... 55 
Bảng 3.6. Tính chất bùn hạt kỵ khí với các quá trình tạo bùn hạt ................................. 70 
Bảng 3.7. Tỷ lệ các nhóm vi khuẩn chiếm ƣu thế trong các mẫu bùn ......................... 75 
 vi 
DANH MỤC HÌNH 
Hình 1.1. Cấu tạo hóa học cao su thiên nhiên ................................................................ 3 
Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ sơ chế mủ c ...  Lee C, and Hwang S (2010) A comprehensive microbial 
insight into two-stage anaerobic digestion of food waste-recycling wastewater. 
Water Reseacher, 44: p. 4838-4849. 
151. Shivlata L and Satyanarayana T ( 2015) Thermophilic and alkaliphilic 
Actinobacteria: biology and potential applications. Frontiers in Microbiology, 6: p. 
1 - 29. 
152. Show K.Y, Wang Y, Foong S.F, and Tay J.H (2004) Accelerated start-up and 
enhanced granulation in upflow anaerobic sludge blanket reactor. Water Research, 
38: p. 2293-2304. 
153. Silva M.S, Sales A.N, Guedes K.T.M, Dias D.R, and Schwan R.F (2013) Brazilian 
Cerrado Soil Actinobacteria Ecology. BioMed Research International, 2013: p. 1 - 
10. 
154. Sing K.S and Viaraghavan T (2002) Modelling of sludge blanket height and flow 
patterns in UASB reactor treating municipal wastewater. CSCE/ESWRI of ASCE 
environmental engineering Conference. Niagara, USA. 
155. Singh R.P, Kumar S, and Ojha C.S.P (1999) Nutrient requirement for UASB 
process: a review. Biochemical Engineering Journal, 3: p. 35–54. 
156. Singh V, Singh R.P, and Pandeya N.D (2015) Influencing Factors of Granule Size 
in UASB Reactor and Mathematical Approach for Its Prediction. International 
Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 4: p. 4904 
- 4909. 
157. Sousa D.Z, Smidt H, Alves M.M, and Stams A. J. M (2007) Syntrophomonas 
zehnderi sp. nov., an anaerobe that degrades long-chain fatty acids in co-culture 
 115 
with Methanobacterium formicicum. International Journal Of Systematic And 
Evolutionary Microbiology, 57: p. 609–615. 
158. Stams A.J.M (1994) Metabolic interactions between anaerobic bacteria in 
methanogenic environments. international journal of general and molecular 
microbiology, 66: p. 271–294. 
159. Syutsubo K, Harada H, Ohashi A, and Suzuki H (1997) An effective start-up of 
thermophilic UASB reactor by seeding mesophilically-grown granular sludge. 
Water Science and Technology, 36 (6-7): p. 391-398. 
160. Tabatabaei M, Zakaria M.R, Rahim R.A, Wright A.D.G, Shirai Y, Abdullah N, 
Sakai K, Ikeno S, Mori M, Kazunori N, Sulaiman A, and Hassan M.A (2009) PCR-
based DGGE and FISH analysis of methanogens in an anaerobic closed digester 
tank for treating palm oil mill effluent. Electronic Journal of Biotechnology, 12(3): 
p. 1-12. 
161. Takeno 1, Ohnishi J, Komatsu T, Masaki T, Sen K, and Ikeda M (2007) Anaerobic 
growth and potential for amino acid production by nitrate respiration in 
Corynebacterium glutamicum. Applied Microbiology and Biotechnology, 75(5): p. 
1173-1182. 
162. Tanikawa D, Syutsubo K, Hatamoto M, Fukuda M, Takahashi M, Choeisai P.K, 
and Yamaguchi T (2016) Treatment of natural rubber processing wastewater using 
a combination system of a two-stage up-flow anaerobic sludge blanket and down-
flow hanging sponge system. Water Science and Technology, 73 (8): p. 1777 - 1784. 
163. Tanikkula P, Phalakornkuleb C, Champredad V, and Pisutpaisal N (2016) 
Comparative Granular Characteristics of Mesophilic and Thermophilic UASB 
Producing Biogas from Palm Oil Mill Effluent. Chemical engineering transactions, 
50: p. 205 - 209. 
164. Tay H.J, Show K.Y, Tay T.L, and Ivanov V (2006) Biogranulation Technologies 
for Wastewater Treatment. 1st ed. Vol. 6, Pergamon. 
165. Tay J.H, Xu H.L, and Teo K.C (2000) Molecular mechanism of granulation. I: H+ 
translocation-dehydration theory. Environmental Engineering, 126: p. 403 – 410. 
 116 
166. Thamaraiselvi C, Rajalakshmi B.S, Ahila K.G, and AncyJenifer A (2014) 
Bioremediation of sugar wash using natural scavengers. International Journal of 
Research and Development in Pharmacy and Life Sciences, 3(6): p. 1310-1315. 
167. Thomas F, Hehemann JH, Rebuffet E, Czjzek M, and Michel G (2011) 
Environmental and gut Bacteroidetes: the food connection. Frontiers in 
Microbiology, 2: p. 1-16. 
168. ThongLimp V, Srisuwan G, and Jkaew P (2005) Treatment of industrial latex 
wastewater by activated sludge system. PSU- UNS International Conference on 
engineering and environment, 11(3): p. 1-7. 
169. Tiwari M.K, Guha S, Harendranath C.S, and Tripathi S (2005) Enhanced 
granulation by natural ionic polymer additives in UASB reactor treating low-
strength wastewater. Water Research, 39: p. 3801–3810. 
170. Uemura S and Hanada H (1995) Inorganic composition and microbial 
characteristics of methanogenic granular sludge grown in thermopillic UASB 
reactor. Applied and Environmental Microbiology, 43: p. 358-364. 
171. Van Niel E.W.J, de Best J.H, Kets E.P.W, Bonting C.F.C, and Kortstee G.J.J (1999) 
Polyphosphate formation by Acinetobacter johnsonii 210A: effect of cellular energy 
status and phosphate-specific transport system. Applied Microbiology and 
Biotechnology, 51: p. 639 - 646. 
172. Veiga M. J.M., Wu W.M., Zeikus G., Hollingsworth R. (1996) Composition and 
Role of Extracellular Polymers in Methanogenic Granules. Applied and 
enviromental microbiobiology, 63(2): p. 403 - 407. 
173. Vu Anh Nguyet (2013) Natural rubber industry in Vietnam: Vietinbank Securities 
Industry Report. 
174. Walsdorff , Van Kraayenburg M, and Barnardt CA (2005) A multi-site approach 
towards integrating environmental management in the wine production industry. 
Water Science and Technology, 51(1): p. 61 - 69. 
175. Walters W.A, Caporaso J.G, Lauber C.L, Lyons D.B, Fierer N, and Knight R (2011) 
Global patterns of 16S rRNA diversity at a depth of millions of sequences per 
 117 
sample. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 108: p. 4516–
4522. 
176. Wang HK, Shao J, Wei Y.J, Zhang J, and Qi W (2011) A Novel Low-Temperature 
Alkaline Lipase from Acinetobacter johnsonii LP28 Suitable for Detergent 
Formulation. Food Technology and Biotechnology, 49(1): p. 96–102. 
177. Watari T, Thanh N.T, Tsuruoka N, Tanikawa T, Kuroda K, Huong N.L, Tan N.M, 
Hai H.T, Hatamoto M, Syutsubo K, M F., and T Y. (2016) Development of BR-
UASB-DHS system of natural rubber processing wastewater. Environmental 
Technology, 37: p. 459-465. 
178. Whon T.W, Hyun D.W, Nam Y.D, Kim M.S, Song E.J, Jang Y.K, Jung E.S, Shin 
N.R, Oh S.J, Kim P.S, Kim H.S, Lee C.H, and Bae J.W (2015) Genomic and 
phenotypic analyses of Carnobacterium jeotgali strain MS3(T), a lactate-producing 
candidate biopreservative bacterium isolated from salt-fermented shrimp. FEMS 
Microbiology Letters, 362(10): p. 1-5. 
179. Xiong D, Wang Q, Jiang J, and Liu H (2009) Study on natural rubber wastewater 
treatment by UASB-two A/O process. Industrial water treatment, 29(8): p. 49-51. 
180. Xu H.T and Tay J.H (2001) Preserved granular sludge for inoculation of new 
UASB reactors. Journal of Environmental Science and Health, 36(9): p. 1747 -1756. 
181. Yamada T, Ohashi A, Sekiguchi Y, Harada H, Hanada S, Kamagata Y, and Imachi 
H (2006) Anaerolinea thermolimosa sp. nov., Levilinea saccharolytica gen. nov., sp. 
nov. and Leptolinea tardivitalis gen. nov., sp. nov., novel filamentous anaerobes, 
and description of the new classes Anaerolineae classis nov. and Caldilineae classis 
nov. in the bacterial phylum Chloroflexi. International Journal of Systematic and 
Evolutionary Microbiology, 56: p. 1331–1340. 
182. Yamada T, Sekiguchi Y, and Imachi H. K.Y., Ohashi A. and Harada H. (2005) 
Diversity, localization, and physiological properties of filamentous microbes 
belonging to chloroflexi subphylum I in mesophilic and thermophilic methonogens 
sludge granules. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 
71: p. 7493–7503. 
183. Yashiro Y, Sakai S, Ehara M, Miyazaki M, Yamaguchi T, and Imachi H (2011) 
Methanoregula formicica sp. nov., a methan-producing archae on isolated from 
 118 
methanogenic sludge. International Journal of Systematic and Evolutionary 
Microbiology, 61: p. 53–59. 
184. Yoochatchaval W, Ohashi A, Harada H, Yamaguchi T, and Syutsubo K (2008) 
Characteristics of Granular Sludge in an EGSB Reactor for Treating low Strength 
Wastewater. International Journal of Environmental Research, 2(4): p. 319 - 328. 
185. Yu H. Q, Fang H. H. P, and Tay H. J (2001) Enhanced sludge granulation in upflow 
anaerobic sludge blanket (UASB) reactors by aluminum chloride. Chemosphere, 
41: p. 31 -36. 
186. Yu H.Q, Tay J.H, and Fang H.H.P (2001) The roles of calcium in sludge 
granulation during UASB reactor start-up. Water Reseacher, 35: p. 1052-1060. 
187. Yukselen M.A (1997) Preservation characteristics of UASB sludges. Journal of 
Environmental Science and Health, 32: p. 2069-2076. 
188. Zandvoort M.H, Osuna M.B, Geerts R, Lettinga G, and Lens P.N.L (2002) Effect of 
nickel deprivation on methanol degradation in a methanogenic granular sludge 
reactor. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 18: p. 1233 –1239. 
189. Zeeuw W and Lettinga G (1980) Acclimation of digested sewage sludge during 
startup of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. , , IN, pp. 39–47 
Proceedings of thirty fifth industrial waste conference. West Lafayette, USA: 
Purdue University. 
190. Zinder S.H, Cardwell S.C, Anguish T, Yee M, and Koch M (1984) Methanogenesis 
in a thermophilic (58 °C) anaerobic digestor: Methanothrix sp. as an important 
aceticlastic methanogen. Applied and Environmental Microbiology, 47: p. 796 - 
807. 
191. Rosman N.H, Anuar A.N, Othman I, Harun H, Sulong M.Z, Elias S.H, Hassan 
M.A.H.M, Chelliapan S, and Ujang Z (2013) Cultivation of aerobic granular sludge 
for rubber wastewater treatment. Bioresource technology, 129: p. 620-623. 
 1 
PHỤ LỤC 
1. Quy trình đánh đông nƣớc thải cao su trong phòng thí nghiệm 
Mủ cao su li tâm từ công ty Mefura (Bình Chánh, TP Hồ Chí Minh) có nồng độ 52 - 54% 
đƣợc pha loãng ra đến nồng độ 26 - 27% bằng nƣớc máy, trộn đều. Acid acetic 99% đƣợc pha 
loãng bằng nƣớc máy đến nồng độ 2%. Đổ từ từ dung dịch acid acetic 2% vào mủ cao su đã 
pha loãng theo tỷ lệ thể tích 1:1 và trộn đều. Sau 8 giờ, khối mủ cao su đƣợc vớt ra, phần nƣớc 
còn lại đƣợc sử dụng làm nƣớc thải. 
2. Kết quả tách chiết DNA 
Bảng 1. Nồng độ DNA thu đƣợc từ mẫu bùn phân tán và bùn hạt 
Tên mẫu Ký hiệu Nồng độ (ng/μL) 
Bùn phân tán sau hoạt hóa S1 117,0 
Bùn hạt khi tăng OLR S2 70,7 
Bùn hạt khi bổ sung AlCl3 S3 133,7 
Bùn hạt khi bổ sung rỉ đƣờng S4 63,8 
Bùn hạt sau quá trình xử lý nƣớc thải cao su S5 88,6 
Qua bảng 1 cho thấy tất cả các mẫu bùn nghiên cứu đều cho kết quả tách chiết có nồng 
độ từ 63,8 – 133,7 (ng/μL). Nhƣ vậy, nồng độ DNA đạt yêu cầu cho việc giải trình tự trên hệ 
thống Miseq (Illumina, Mỹ). 
3. Kết quả khuếch đại PCR 
Các mẫu DNA tổng đƣợc tách chiết từ các mẫu bùn thành công. Các mẫu DNA này sẽ 
đƣợc sử dụng làm khuôn cho các phản ứng khuếch đại PCR. Phản ứng PCR khuếch đại đoạn 
gen có chiều dài khoảng 380 -390 bp. Kết quả phản ứng PCR đƣợc kiểm tra bằng cách điện di 
trên gel agarose (hình 1). 
 2 
Hình 1. Kết quả kiểm tra sản phẩm PCR trên gel agarose 
4. Thành phần ngành vi khuẩn trong bùn hạt 
Bảng 2. Thành phần vi sinh vật thuộc ngành Firmicutes 
Lớp Bộ 
Tỷ lệ (%) 
Bùn 
phân 
tán 
Bùn hạt 
Tăng 
OLR 
Bổ sung 
AlCl3 
Bổ sung rỉ 
đƣờng 
Bacilli 
Lactobacillales 8,19 8,21 6,25 2,21 
Bacillales 0,14 2,27 0,09 0,53 
Chưa nuôi cấy được 0,46 0,00 0,08 0,00 
Clostridia 
Clostridiales 14,19 15,99 13,75 18,10 
Chưa nuôi cấy được 1,22 0,07 1,75 0,04 
Erysipelotrichi Erysipelotrichales 0,09 0,07 0,07 0,05 
Tổng cộng 
24,30 26,61 22,00 20,74 
 3 
Bảng 3. Tỷ lệ các họ thuộc bộ Lactoacillales của ngành Firmicutes 
Bộ Họ 
Tỷ lệ (%) 
Bùn 
phân tán 
Bùn hạt 
Tăng 
OLR 
Bổ sung 
AlCl3 
Bổ sung rỉ 
đƣờng 
Lactobacillales 
Carnobacteriaceae 7,95 8,08 6,10 0,64 
Enterococcaceae 0,18 0,02 0,11 0,00 
Lactobacillaceae 0,03 0,00 0,02 0,00 
Streptococcaceae 0,01 0,11 0,00 0,15 
Aerococcaceae 0,01 0,00 0,00 0,00 
Chưa nuôi cấy được 0 0,00 0,02 1,42 
Bảng 4. Tỷ lệ các họ thuộc bộ Clostridiales của ngành Firmicutes 
Bộ Họ 
Tỷ lệ (%) 
Bùn 
phân tán 
Bùn hạt 
Tăng 
OLR 
Bổ sung 
AlCl3 
Bổ sung rỉ 
đƣờng 
Clostridiales 
Syntrophomonadaceae 6,63 10,47 6,71 1,66 
Clostridiaceae 2,86 2,59 2,57 10,59 
Christensenellaceae 0,99 1,20 1,23 1,21 
Veillonellaceae 0,42 0,14 0,53 0,15 
Peptococcaceae 1,02 0,44 0,65 0,03 
Peptostreptococcaceae 0,84 0,11 0,68 1,57 
Ruminococcaceae 0,40 0,16 0,27 0,55 
Eubacteriaceae 0,31 0,20 0,29 0,21 
Chưa nuôi cấy được 0,72 0,68 0,82 2,13 
 4 
Bảng 5. Thành phần vi sinh vật thuộc ngành Proteobacteria 
Lớp Bộ 
Tỷ lệ (%) 
Bùn 
phân tán 
Bùn hạt 
Tăng 
OLR 
Bổ sung 
AlCl3 
Bổ sung 
rỉ đƣờng 
Deltaproteobacteria 
Syntrophobacterales 1,86 4,78 3,46 0,47 
Myxococcales 0,13 0,13 0,16 0,01 
Desulfobacterales 0,02 0,01 0,03 0,02 
Desulfovibrionales 0,03 0,00 0,12 0,84 
Desulfuromonadales 0,11 0,09 0,23 0,01 
Chưa nuôi cấy được 0,07 0,12 0,31 0,04 
Alphaproteobacteria 
Rhodospirillales 0,09 0,07 0,03 0,02 
Rhizobiales 0,24 0,16 0,14 0,03 
Rhodobacterales 0,04 0,00 0,02 0,05 
Rickettsiales 0,03 0,00 0,04 0,00 
Chưa nuôi cấy được 0,3 0,63 0,28 0,91 
Betaproteobacteria 
Burkholderiales 1,13 0,07 0,07 5,76 
Chưa nuôi cấy được 0 0,02 0,23 0,24 
Gammaproteobacteria 
Pseudomonadales 0,04 0,01 0,35 18,59 
Chưa nuôi cấy được 0,01 0,31 0,35 1,75 
Tổng số 3,80 6,40 5,80 28,74 
 5 
Bảng 6. Thành phần vi sinh vật thuộc ngành Chloroflexi 
Bảng 7. Thành phần vi sinh vật thuộc ngành Bacteroidetes 
Lớp Bộ 
Tỷ lệ (%) 
Bùn 
phân tán 
Bùn hạt 
Tăng 
OLR 
Bổ sung 
AlCl3 
Bổ sung 
rỉ đƣờng 
Anaerolineae 
Anaerolineales 21,76 16,39 16,01 4,55 
Caldilineales 0,02 0,00 0,01 0,00 
Chưa nuôi cấy được 12,30 14,18 9,02 1,92 
Thermobacula Thermobaculales 0,05 0,04 0,04 0,00 
Dehalococcoidetes Dehalococcoidales 0,04 0,02 0,02 0,04 
Ktedonobacteria 
Ktedonobacterales 0,03 0,02 0,00 0,00 
Chưa nuôi cấy được 0 0,01 0,00 0,00 
Tổng cộng 34,23 30,66 25,1 6,46 
Lớp Bộ 
Tỷ lệ (%) 
Bùn 
phân tán 
Bùn hạt 
Tăng 
OLR 
Bổ sung 
AlCl3 
Bổ sung 
rỉ đƣờng 
Bacteroidia Bacteroidales 8,9 3,39 10,64 8,77 
Sphingobacteriia Sphingobacteriales 0,07 0,01 0,06 0,36 
Saprospirae Saprospirales 0,06 0,05 0,05 0,00 
Cytophagia Cytophagales 0,01 0,01 0,01 0,00 
Flavobacteria Flavobacteriales 0,01 0,01 0,00 1,10 
 6 
Bảng 8. Thành phần vi sinh vật thuộc ngành Actinobacteria 
Bảng 9. Thành phần vi sinh vật thuộc ngành WWE1 
Lớp Bộ 
Tỷ lệ (%) 
Bùn 
phân tán 
Bùn hạt 
Tăng 
OLR 
Bổ sung 
AlCl3 
Bổ sung rỉ 
đƣờng 
Actinobacteria Actinomycetales 0,41 0,5 0,35 5,90 
Thermoleophilia 
Gaiellales 1,02 0,01 0,27 0,02 
Solirubrobacterales 0,01 0,01 0,01 0,13 
Chưa nuôi cấy được 0,64 3,42 0,48 0,20 
Coriobacteria Coriobacteriales 0,13 0,09 0,18 0,28 
Acidimicrobia Acidimicrobiales 0,13 0,07 0,11 0,01 
Tống số 1,89 4,41 1,10 6,54 
Bộ Họ 
Tỷ lệ (%) 
Bùn 
phân tán 
Bùn hạt 
Tăng 
OLR 
Bổ sung 
AlCl3 
Bổ sung rỉ 
đƣờng 
Cloacamonales 
Cloacamonaceae 3,65 0 4,47 0 
Chưa nuôi cấy được 0,08 0,66 0,10 0,28