Isolation and Identification bioflocculant - producing bacteria in landfill leachate and their application for leachate treatment

Cao Ngoc Diep * and Pham Si Phuc

* Corresponding author (cndiep@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Received: 05 May 2013
Accepted: 29 Oct 2013
Published: 30 Dec 2013
Title: Isolation and Identification bioflocculant - producing bacteria in landfill leachate and their application for leachate treatment
Views
99
Downloads
43
How to Cite
Điệp, C. N., & Phúc, P. S. (2013). Isolation and Identification bioflocculant - producing bacteria in landfill leachate and their application for leachate treatment. CTU Journal of Science, (28), 86-95. Retrieved from https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/1648
Issue
No. 28 (2013)
Section
Engineering Technology

Abstract

Bioflocculants produced by microorganisms can flocculate and settle dispersed organic particles so that they can be used for wastewater treatment and it is not toxic to human and the environment. Fifty-five bioflocculant-producing bacterial isolates were isolated from ten leacheate samples of five landfills from Vinh Long, Can Tho and Hau Giang. Two isolates (P1.1 and P2.4) in 55 isolates had the highest flocculant rate and they were chosen to sequence randomly by automatic sequencer. DNA sequencing were compared with Gen Bank database of NCBI by BLAST N software. The results showed that P1.1 isolate was 99% of the identify with Klebsiella sp. NBRC 100048 and FJ577970 Klebsiella sp. T-6-1; P2.4 isolate was 98% of the identify with Enterobacter sp.A2 andJN695719 Enterobacter sp. TX2 (2011). The optimal medium consists of starch, YE, CaCl2 for P1.1 isolate; sucrose, NH4Cl, K2HPO4+KH2PO4 for P2.4 isolate with kaolin solution after 5 minutes at pH=4 (P1.1 isolate) and pH=5 (P2.4 isolate) together with CaCl2, 0.1% inoculant (bacterial liquid). Applying these two isolates for landfill leachate treatment showed that theyreduced the total solid suspension (TSS) and Chemical Oxygen Demand (COD) by 12.09% and 19.84% (P1.1 isolate);12.4% and 21.89% (P2.4 isolate), respectively.
Keywords: Bioflocculation, Enterobacter sp., flocculating rate, Klebsiella sp., sewage water

Tóm tắt

Chất kết tụ sinh học được sản xuất từ vi sinh vật, chúng kết bông và lắng tụ các chất hữu cơ để xử lý nước thải và không độc hại cho con người và môi trường. Năm mươi lăm dòng vi khuẩn có khả năng tạo chất kết tụ sinh học đã được phân lập từ 10 mẫu nước rỉ rác thu thập ở 5 bãi rác các tỉnh Vĩnh Long, Cần Thơ và Hậu Giang. Trong đó có hai dòng vi khuẩn P1.1 và P2.4 tạo chất kết tụ sinh học protein có tỉ lệ kết tụ cao và chúng được chọn để giải trình tự và sử dụng phần mềm BLAST N so sánh trình tự các dòng vi khuẩn này với trình tự các dòng vi khuẩn có trong ngân hàng dữ liệu NCBI, kết quả cho thấy dòng P1.1 có tỉ lệ đồng hình với dòng Klebsiella sp. NBRC 100048 và FJ577970 Klebsiella sp. T-6-1 là 99%, dòng P2.4 có tỉ lệ đồng hình với dòng Enterobacter sp. A2 và JN695719 Enterobacter sp. TX2 (2011) là 98%. Môi trường tối ưu cho dòng P1.1 là tinh bột, yeast extract, CaCl2 cho tỉ lệ kết tụ đến 88,58%; dòng P2.4 là sucrose, NH4Cl, K2HPO4+KH2PO4 cho tỉ lệ kết tụ là 86,81% với dung dịch kaolin sau 5 phút để lắng ở pH=4 (dòng P1.1) và pH=5 (dòng P2.4), bổ sung CaCl2 và 0,1% liều lượng dung dịch chứa vi khuẩn. ứng dụng hai dòng vi khuẩn này trong xử lý nước rỉ rác làm giảm lượng TSS và COD là 12,09% và 19,84% (dòng P1.1); 12,4% và 21,89% (dòng P2.4).
Từ khóa: Enterobacter sp., Klebsiella sp., kết tụ sinh học, nước rỉ rác, tỉ lệ kết tụ

Article Details

References

Bùi Thế Vinh, Phan Thanh Quốc và Cao Ngọc Điệp. 2010. Phân lập và nhận diện vi khuẩn sản xuất chất kết tụ sinh học trong chất thải sữa và ứng dụng trong xử lý nước thải. Tạp chí Công nghệ Sinh học 8 (3A): 805-809.

Cao Ngọc Điệp, Lê Thị Loan và Trần Ngọc Nguyên. 2010. Phân lập và nhận diện vi khuẩn sản xuất chất kết tụ sinh học và ứng dụng trong xử lý nước thải. Tạp chí Công nghệ Sinh học 8(2): 253-264.

Deng S. B., R. Bai and X. Hu. 2002. Characteristics of a bioflocculant produced by Bacillus mucilaginosus and its use in starch wastewater treatment. Appl. Microbial Biotechno. 60: 588-593.

Gong W.X., S.G. Wang., X.F. Sun., X.W. Liu., Q.Y. Yue and B.Y. Gao. 2008. Bioflocculant production by culture of Serratia ficaria and its application in wastewater treatment. Bioresour. Technol. 99: 4668-4674.

Hazana R and I. Norli. 2008. Flocculanting activity of bioflocculant producing bacteria isolated from Closed drainage system at Prai industrial Zone, Penang, Malaysia. International conference on Enviromental Reseach and Technology. pp. 422-425.

Kim, J.M., H. J. Lee, S. Y. Kim, J. J. Song, W Park, and C. O. Jeon. 2010. Analysis of the Fine-Scale Population Structure of “Candidatus Accumulibacter phosphatis” in Enhanced Biological Phosphorus Removal Sludge, Using Fluorescence In Situ Hybridization and Flow Cytometric Sorting. Applied and Environmental Microbiology, 76(12): 3825–3835.

Levy N., S. Magdass and Y. Bar-Or. 1992. Physico-chemical aspects in flocculation of bentonite suspensions by a cyanobacterial bioflocculant. Water Res., 26: 249–254.

Lu W. Y., T. Zhang ., D. Y. Zhang ., C. H. Li ., J. P. Wen and L. X. Du. 2005. A novel bioflocculant produced by Enterobacter aerogenes and its use in defecating the trona suspension. J. Biochem. Eng., 27: 1-7.

Salehizadeh H., M. Vossoughi and I. Alemzadeh. 2000. Some investigations on bioflocculant-producing bacteria. Biol. Chem., 5: 39-44.

Sheng Y., Q. Zang and H. Wang. 2006. Sreening and flocculating of bioflocculant produccing microorganisms. Sience and Technology Beijing, 13: 289.

Shih I. L., Y.T. Van., L. C. Yeh., H. G. Lin and Y. N. Chang. 2001. Production of a biopolymer flocculant from Bacillus licheniformis and its flocculation properties. Bioresour. Technol., 78: 267–272.

Tamura, K., Peterson, D., Peterson, N., Stecher, G., Nei, M., and Kumar, S., 2011. MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics Analysis using Maximum Likehood, Evolutionary Distance and Maximum Parsimony Methods. Mol. Biol. Evol., 28: 2731-2739.

Yim J.H., S.J. Kim., S.H Ahn and H.K. Lee. 2007. Characterization of a novel bioflocculant, p-KG03, from a marine dino agellate Gyrodinium impudicum KG03. Bioresour. Technol., 98:361-367.

Yokoi H., O. Natsuda and J. Hirose. 1994. Characteristics of a bio-polymer flocculant produced by Bacillus sp. PY-90. Ferment. Bioeng., 79: 378- 380.

Zang J., Z. Liu, S. Wang, P. Jiang. 2002. Characterization of a bioflocculant produced by the marine myxobacterium Nannocystis sp. NU-2. Appl Microbiol Biotechnol ., 59: 517–522.

Zhi-qiang Z., L. Bo., X. Si-qing, W. Xue-jiang and Y. A-ming. 2007. Production and application of a novel bioflocculant by multiple-microorganism consortia using brewery wastewater as carbon source. Journal of Environmental Sciences, 19: 667–673.

Zouboulis A. I., X. L. Chai and I.A. Katsoyiannis. 2004. The application of bioflocculant for the removal of humic acids from stabilized landfill leachates. J. Environ. Manage., 70: 35–41.