Ắt hẳn mọi người chúng ta làm việc trong lĩnh vực vi sinh nói chung và sinh học trong nước thải nói riêng thì ai cũng quen với việc nuôi cấy vi sinh. Nói đến “nuôi” thì chúng ta đều nghĩ ngay đến dinh dưỡng và cho ăn. Vi sinh cũng vậy chúng cũng cần chất dinh dưỡng để ăn để sống và hoạt động. Hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu về nguồn dinh dưỡng carbon của vi sinh, để xem chúng bắt nguồn từ đâu và vi sinh vật (VSV) sẽ sử dụng chúng như thế nào?
Các hình thức dinh dưỡng Carbon của vi sinh vật
Dinh dưỡng cacbon cho vi sinh là một yếu tố không thể thiếu. Do vi sinh vật trong xử lý nước thải có rất nhiều loại, nên mỗi loại sẽ dùng các nguồn Cacbon khác nhau.
Căn cứ vào nguồn thức ăn cacbon người ta chia sinh vật thành các nhóm sinh lý tự dưỡng và dị dưỡng. Tuỳ nhóm vi sinh vật mà nguồn cácbon được cung cấp có thể là các chất vô cơ (CO2, NaHCO3, CaCO3…) hoặc chất hữu cơ.
Cụ thể nguồn dinh dưỡng cacbon dùng cho từng nhóm vi sinh như sau:
1. Nhóm vi sinh tự dưỡng
Vi sinh tự dưỡng quang năng : Nghe quang năng là chúng ta sẽ liên tưởng đến ánh sáng. Nhóm vi sinh này sẽ sử dụng ánh sáng làm nguồn năng lượng và nguồn dinh dưỡng cacbon cho vi sinh từ khí CO2. Nhóm này điển hình như tảo.
Vi sinh tự dưỡng hóa năng : Nhóm này sử dụng Cacbon cũng từ khí CO2, còn nguồn năng lượng để hoạt động là từ một số chất vô cơ đơn giản. VD CaCO3, NaHCO3. Nhìn chung nhóm tự dưỡng không đòi hỏi cung cấp Cacbon nhiều vì chúng đã có thể tự lo cho mình từ những nguồn khá phổ biến trong môi trường.
2. Nhóm vi sinh dị dưỡng cần loại dinh dưỡng cacbon nào?
Vi sinh dị dưỡng Quang năng: Nguồn Cacbon của nhóm này là chất hữu cơ. Chúng ta hay bổ sung Mật rỉ đường, Methanol, cám gạo…là để cho nhóm này sử dụng. Năng lượng thì chắc chắn là từ nguồn ánh sáng.
Vi sinh dị dưỡng hóa năng: Nguồn Cacbon vẫn giống nhóm trên từ chất hữu cơ. Năng lượng để hoạt động từ sự chuyển hóa trao đổi chất.
Nhóm hoại sinh: Nguồn Cacbon của nhóm này là chất hữu cơ. Năng lượng hoạt động từ sự trao đổi chất nguyên sinh các xác hữu cơ. Ví dụ các loại nấm và vi khuẩn.
3. Nhóm ký sinh
Nguồn dinh dưỡng cacbon cho vi sinh là chất hữu cơ. Năng lượng lấy từ các dịch của cơ thể sống khác. Các nhóm này thường gây bệnh cho người, động vật và thực vật.
Tóm lại, nhóm dị dưỡng thường phải cần cung cấp Cacbon bằng các loại chất hữu cơ. Nếu thiếu Cacbon chúng sẽ không tổng hợp được tế bào. Nguồn năng lượng là quan trọng nếu không có năng lượng thì chúng không thể chuyển hóa để lấy được C từ chất hữu cơ. Ví dụ như khi ta ăn thịt, chúng ta cần một số năng lượng ban đầu để phân giải protein. Nếu người đang yếu thì chúng ta không nên ăn thì mà nên ăn cháo để dễ hấp thụ hơn.
Hiện nay các loại men vi sinh chủ yếu là các nhóm dị dưỡng. Vi sinh dị dưỡng dễ nuôi cấy trong các hệ thống xử lý nước thải, xử lý nước ao tôm cá, hay trong phân sinh học. Sự thích nghi và phát triển nhanh là ưu thế của chủng dị dưỡng. Bacillus Subtillis, Pseudoumonas, B. megaterium… là các chủng dị dưỡng có trong sản phẩm AQUACURE TABS, PURE AQUA, POND START, IMWT. Còn chủng tự dưỡng hiện tại dùng nhiều là chủng Nitrosomonas, Nitrobacter.
Nguồn carbon của vi sinh vật đến từ đâu?
Nguồn dinh dưỡng carbon của vi sinh gồm có 3 nguyên tố C-N-P. Trong đó tỷ lệ C:N:P=100:5:1. Có thể thấy lượng carbon chiếm tỷ trọng rất lớn về nguồn cơ chất của vi sinh, nó gấp 20 lần lượng nito và gấp 100 lần lượng P cần thiết.
Các chất dinh dưỡng của vi sinh vật chủ yếu lấy từ môi trường xung quanh. Cho nên thành phần của môi trường dinh dưỡng đảm bảo cung cấp các nguyên tố C, H, O, P, N, S, Ca… và các nguyên tố vi lượng.
Môi trường dinh dưỡng nuôi vi sinh vật
Nếu như xem xét theo thành phần có trong môi trường thì người ta chia ra thành :
- Môi trường tự nhiên : có thành phần không xác định, được tạo ra từ động vật hay thực vật.
- Môi trường tổng hợp : gồm những chất hóa học tinh khiết và được lấy với nồng độ cho trước.
- Môi trường bán tổng hợp : là sự kết hợp của môi trường tự nhiên và môi trường tổng hợp.
Nếu xét theo trạng thái vật lý thì người ta chia ra thành :
- Môi trường lỏng : dùng để tăng sinh, tích lũy các sản phẩm trao đổi chất. Phát hiện các đặc tính sinh lý, sinh hóa để giữ giống và bảo quản nhiều loại không phát triển được trên môi trường đặc.
- Môi trường xốp ( môi trường bán rắn ) : thường được dùng trong công nghệ nuôi cấy lên men vi sinh vật sinh bào tử.
Các nguồn bổ sung dinh dưỡng Carbon cho vi sinh
Nguồn carbon chủ yếu của vi sinh vật VSV là hydratcarbon. Các hợp chất có phân tử lượng thấp như đường thì vi sinh vật có thể hấp thụ trực tiếp được. Còn các hợp chất cao phân tử ( tinh bột, xelullo…) sẽ được thủy phân nhờ các enzym do vi sinh vật tiết ra.
Để sử dụng được nguồn carbon từ những hợp chất hữu cơ phức tạp thì đòi hỏi VSV phải qua hoạt động sống để tiết ra enzyme. Do vậy chúng ta cần cung cấp nguồn cơ chất đơn giản để VSV sử dụng. Từ đó thông qua các hoạt động sống phân hủy xử lý tiếp nguồn chất thải hữu cơ phức tạp trong nước.
Nguồn carbon vô cơ
Nguồn carbon vô cơ có thể kể đến như: NaHCO3 được gọi với tên thông thường là bicarbonate, Na2CO3 hay gọi là soda, bột nở,….Tuy nhiên nguồn carbon này ít khi được sử dụng với mục đích cung cấp carbon cho vi sinh vì đa số VSV mà chúng ta sử dụng là dị dưỡng. Bao gồm :
- Soda ở dạng bột màu trắng
- Bicar
Nguồn carbon hữu cơ
Nguồn carbon hữu cơ có thể sử dụng là: mật rỉ đường, mật mía, đường nâu,…
Nhìn chung là các loại đường đều cung cấp carbon tốt cho vi sinh, là những hợp chất hữu cơ đơn giản dồi dào nguồn carbon nên luôn được ưu tiên sử dụng. Ngoài ra còn có một hợp chất đơn giản hơn cũng được hay dùng là metanol (CH3OH) tuy nhiên hợp chất này dễ bay hơi và độc hại nếu hít phải nên không được khuyến khích dùng nếu người sử dụng không có kiến thức chuyên môn về hóa học.
Vì thế, quý khách nên sử dụng bùn vi sinh của công ty uy tín như công ty dịch vụ vệ sinh môi trường số 1 tại Hà Nội. Hotline : 0963 31 31 81