Tài liệu Tự nhiên,môi trường,tảo,vi sinh vật,sắc tố,thủy thực vật sống trôi nổi,thủy thực vật sống chìm docx

XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG
THỦY SINH THỰC VẬT


Xử lý nước thải bằng tảo
Tảo là nhóm vi sinh vật có khả năng quang hợp, chúng có thể ở dạng
đơn bào (vài loài có kích thước nhỏ hơn một số vi khuẩn), hoặc đa bào
(như các loài rong biển, có chiều dài tới vài mét). Các nhà phân loại thực
vật dựa trên các loại sản phẩm mà tảo tổng hợp được và chứa trong tế
bào của chúng, các loại sắc tố của tảo để phân loại chúng.

Một số loài tảo tiêu biểu

Tảo có tốc độ sinh trưởng nhanh, chịu đựng được các thay đổi của môi
trường, có khả năng phát triển trong nước thải, có giá trị dinh dưỡng và
hàm lượng protein cao, do đó người ta đã lợi dụng các đặc điểm này của
tảo để:
 Xử lý nước thải và tái sử dụng chất dinh dưỡng. Các hoạt động
sinh học trong các ao nuôi tảo lấy đi các chất hữu cơ và dinh
dưỡng của nước thải chuyển đổi thành các chất dinh dưỡng trong
tế bào tảo qua quá trình quang hợp. Hầu hết các loại nước thải đô
thị, nông nghiệp, phân gia súc đều có thể được xử lý bằng hệ thống
ao tảo.
 Biến năng lượng mặt trời sang năng lượng trong các cơ thể sinh
vật. Tảo dùng năng lượng mặt trời để quang hợp tạo nên đường,
tinh bột Do đó việc sử dụng tảo để xử lý nước thải được coi là
một phương pháp hữu hiệu để chuyển đổi năng lượng mặt trời
thành năng lượng của cơ thể sống.
 Tiêu diệt các mầm bệnh. Thông qua việc xử lý nước thải bằng cách
nuôi tảo các mầm bệnh có trong nước thải sẽ bị tiêu diệt do các yếu

tố sau đây:
1. Sự thay đổi pH trong ngày của ao tảo do ảnh hưởng của quá trình
quang hợp
2. Các độc tố tiết ra từ tế bào tảo
3. Và sự tiếp xúc của các mầm bệnh với bức xạ mặt trời (UV)
Thông thường người ta kết hợp việc xử lý nước thải và sản xuất và thu
hoạch tảo để loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải. Tuy nhiên tảo rất khó
thu hoạch (do kích thước rất nhỏ), đa số có thành tế bào dày do đó các
động vật rất khó tiêu hóa, thường bị nhiễm bẩn bởi kim loại nặng, thuốc
trừ sâu, các mầm bệnh còn lại trong nước thải.
Các phản ứng diễn ra trong ao tảo chủ yếu là "hoạt động cộng sinh giữa
tảo và vi khuẩn".



Sơ đồ của một ao nuôi tảo thâm canh

Các yếu tố cần thiết cho q trình xử lý nước thải bằng tảo
Dưỡng chất: Ammonia là nguồn đạm chính cho tảo tổng hợp nên protein
của tế bào thơng qua q trình quang hợp. Phospho, Magnesium và
Potassium cũng là các dưỡng chất ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo.
Tỉ lệ P, Mg và K trong các tế bào tảo là 1,5 : 1 : 0,5.

Độ sâu của ao tảo: độ sâu của ao tảo được lựa chọn trên cơ sở tối ưu hóa
khả năng của nguồn sáng trong q trình tổng hợp của tảo. Theo các cơ
sở lý thuyết thì độ sâu tối đa của ao tảo khoảng 4,5  5 inches (12,5cm).
Nhưng những thí nghiệm trên mơ hình cho thấy độ sâu tối ưu nằm trong
khoảng 8  10 inches (20  25cm). Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, độ
sâu của ao tảo nên lớn hơn 20cm (và nằm trong khoảng 40  50 cm) để
tạo thời gian lưu tồn chất thải trong ao tảo thích hợp và trừ hao thể tích

mất đi do cặn lắng.

Thời gian lưu tồn của nước thải trong ao (HRT): thời gian lưu tồn của
nước thải tối ưu là thời gian cần thiết để các chất dinh dưỡng trong nước
thải chuyển đổi thành chất dinh dưỡng trong tế bào tảo. Thường thì
người ta chọn thời gian lưu tồn của nước thải trong các ao lớn hơn 1,8
ngày và nhỏ hơn 8 ngày.

Lượng BOD nạp cho ao tảo: lượng BOD nạp cho ao tảo ảnh hưởng đến
năng suất tảo vì nếu lượng BOD nạp quá cao môi trường trong ao tảo sẽ
trở nên yếm khí ảnh hưởng đến quá trình cộng sinh của tảo và vi khuẩn.
Một số thí nghiệm ở Thái Lan cho thấy trong điều kiện nhiệt đới độ sâu
của ao tảo là 0,35 m, HRT là 1,5 ngày và lượng BOD nạp là 336
kg/(ha/ngày) là tối ưu cho các ao tảo và năng suất tảo đạt được là 390 kg
/(ha/ngày).

Khuấy trộn và hoàn lưu: quá trình khuấy trộn trong các ao tảo rất cần
thiết nhằm ngăn không cho các tế bào tảo lắng xuống đáy và tạo điều
kiện cho các dinh dưỡng tiếp xúc với tảo thúc đẩy quá trình quang hợp.
Trong các ao tảo lớn khuấy trộn còn ngăn được quá trình phân tầng nhiệt
độ trong ao tảo và yếm khí ở đáy ao tảo. Nhưng việc khuấy trộn cũng
tạo nên bất lợi vì nó làm cho các cặn lắng nổi lên và ngăn cản quá trình
khuếch tán ánh sáng vào ao tảo. Moraine và các cộng sự viên (1979) cho
rằng tốc độ dòng chảy trong ao tảo chỉ nên ở khoảng 5 cm/s. Hoàn lưu
giúp cho ao tảo giữ lại được các tế bào vi khuẩn và tảo còn hoạt động;
giúp cho quá trình thông thoáng khí, thúc đẩy nhanh các phản ứng trong
ao tảo.

Thu hoạch tảo: tảo có thể được thu hoạch bằng lưới hoặc giấy lược, thu
hoạch bằng cách tạo bông cặn hoặc tách nổi, thu hoạch sinh học bằng

các loài cá ăn thực vật và động vật không xương sống ăn tảo.

Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật có kích thước lớn
Thủy sinh thực vật là các loài thực vật sinh trưởng trong môi trường
nước, nó có thể gây nên một số bất lợi cho con người do việc phát triển
nhanh và phân bố rộng của chúng. Tuy nhiên lợi dụng chúng để xử lý
nước thải, làm phân compost, thức ăn cho người, gia súc có thể làm
giảm thiểu các bất lợi gây ra bởi chúng mà còn thu thêm được lợi nhuận.

Các loại thủy sinh thực vật chính
Thủy thực vật sống chìm: loại thủy thực vật này phát triển dưới mặt
nước và chỉ phát triển được ở các nguồn nước có đủ ánh sáng. Chúng
gây nên các tác hại như làm tăng độ đục của nguồn nước, ngăn cản sự
khuyếch tán của ánh sáng vào nước. Do đó các loài thủy sinh thực vật
này không hiệu quả trong việc làm sạch các chất thải.

Thủy thực vật sống trôi nổi: rễ của loại thực vật này không bám vào đất
mà lơ lửng trên mặt nước, thân và lá của nó phát triển trên mặt nước. Nó
trôi nổi trên mặt nước theo gió và dòng nước. Rễ của chúng tạo điều
kiện cho vi khuẩn bám vào để phân hủy các chất thải.

Thủy thực vật sống nổi: loại thủy thực vật này có rễ bám vào đất nhưng
thân và lá phát triển trên mặt nước. Loại này thường sống ở những nơi
có chế độ thủy triều ổn định.

Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu
Loại Tên thơng thường Tên khoa học
Thuỷ sinh thực vật sống
chìm
Hydrilla Hydrilla

verticillata
Water milfoil Myriophyllum
spicatum
Blyxa Blyxa aubertii
Thuỷ sinh thực vật sống trơi
nổi trơi nổi
Lục bình Eichhornia
crassipes
Bèo tấm Wolfia arrhiga
Bèo tai tượng Pistia stratiotes
Salvinia Salvinia spp
Thuỷ sinh thực vật sống nổi Cattails Typha spp
Bulrush Scirpus spp
Sậy Phragmites
communis

Nhiệm vụ của thuỷ sinh thực vật trong các hệ thống xử lý
Phần cơ thể Nhiệm vụ
Rễ và/hoặc thân

Là giá bám cho vi khuẩn phát triển
Lọc và hấp thu chất rắn
Thân và /hoặc lá ở
mặt nước hoặc phía
trên mặt nước
ắnHáp thu ánh mặt trời do đóẳngn cản sự phát
triển của tảo
làm giảm ảnh hưởng của gió lên bề mặt xử lý
Làm giảm sự trao đổi giữa nước và khí quyển
Chuyển oxy từ lá xuống rể

Một số thuỷ sinh thực vật tiêu biểu
Một số giá trị tham khảo để thiết kế ao Lục Bình để xử lý nước thải
Thông số Số liệu thiết kế Chất lượng nước thải
sau xử lý
Nước thải thô
 Thời gian lưu tồn
nước
> 50 ngày BOD
5
< 30mg/L
 Lưu lượng nạp
nước thải
200 m
3
/(ha.day) TSS < 30 mg/L
 Độ sâu tối đa < 1,5 m
 Diện tích một đơn
vị ao
0,4 ha
 Lưu lượng nạp chất
hữu cơ
< 30kg
BOD
5
/(ha.day)

 Tỉ lệ dài : rộng của

ao
> 3 : 1
Nước thải qua xử lý cấp I


 Thời gian lưu tồn
nước
> 6 ngày BOD
5
< 10mg/L
 Lưu lượng nạp
nước thải
800 m
3
/(ha.day) TSS < 10 mg/L
 Độ sâu tối đa 0,91 m TP < 5 mg/L
 Diện tích một đơn
vị ao
0,4 ha TN < 5 mg/L
 Lưu lượng nạp chất
hữu cơ
< 50kg
BOD
5
/(ha.day)

 Tỉ lệ dài : rộng của
ao
> 3 : 1
O'Brien (1981) trích dẫn bởi Chongrak Polprasert (1989)

[Phần 1] [Phần 2] [Phần 3] [Phần 4] [Phần 5] [Phần 6] [Phần 7]
© Lê Hoàng Việt - Trung Tâm Năng Lượng Mới