Tài liệu Hồ sinh học pdf

CHƯƠNG X
CHƯƠNG X
HỒ SINH HỌC
HỒ SINH HỌC
Nội dung
Nội dung

Cơ sở lý thuyết

Các dạng hồ sinh học

Các vi sinh vật hiện diện
Cơ sở lý thuyết
Cơ sở lý thuyết

Hồ là một khối nước nằm trong nội địa có kích
thước từ nhỏ, trung bình đến lớn, bề mặt của hồ
tiếp xúc với không khí.

Hồ là một trong những hình thức lâu đời nhất
để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Hồ sinh học dùng để xử lý những nguồn thải
thứ cấp với cơ chế phân hủy các chất hữu cơ
xảy ra một cách tự nhiên.

Các hồ sinh học có thể là các hồ đơn
hoặc thường được kết hợp với các phương
pháp xử lý khác
Cơ sở lý thuyết
Cơ sở lý thuyết


Các hoạt động diễn ra trong hồ sinh học là kết quả
của sự cộng sinh phức tạp giữa nấm và tảo, giúp ổn
định dòng nước và làm giảm các vi sinh vật gây
bệnh

Hồ sinh học có thể dùng để xử lý nhiều loại nước
thải khác nhau: nước thải công nghiệp hay sinh
hoạt phức tạp, trong những điều kiện thời tiết khác
nhau.

Các quá trình diễn ra trong ao, hồ sinh học cũng
tương tự như quá trình tự làm sạch ở các sông hồ
tự nhiên. Vi sinh vật đóng vai trò chủ yếu trong
quá trình xử lý chất thải hữu cơ.
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học

Hồ tự nhiên

Hồ nhân tạo

Hồ kỵ khí

Hồ tùy tiện

Hồ hiếu khí

Hồ sinh học với sự tham gia của thực vật
nước

Hồ tự nhiên
Hồ tự nhiên

Hồ được hình thành do quá trình kiến tạo bề
mặt trái đất

Hồ tự nhiên trước đây, khi chưa chịu tác
động đáng kể của con người thường là những
hồ sinh thái có độ đa dạng sinh học cao, là
nơi cư trú của nhiều loài động thực vật.

Đến nay dưới tác động của bàn tay con
người, một số hồ đã bị xoá sổ, một số được
khai thác cạn kiệt các tài nguyên trong hồ
hay phải gánh chịu những vấn đề ô nhiễm
môi trường do con người tạo ra.
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Hồ nhân tạo
Hồ nhân tạo

Hồ nhân tạo được hình thành do những tác động
của con người nhằm những mục đích này hay
mục đích khác, như đắp chắn dòng sông ngăn lũ,
lưu trữ nước cho nhà máy phát điện, cung ứng
cho tưới tiêu chống hạn tạo những hồ sinh thái ở
khu vực thượng nguồn.

Hồ còn do quá trình đào đắp đất hoặc khai thác
đất đá, khoáng sản tạo thàng các hố sâu rộng,

theo thời gian nước được lấp đầy do mưa tạo
thành những lòng hồ, làm môi trường sống
cho các loại động vật thuỷ sinh…
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Hồ kỵ khí
Hồ kỵ khí

Hồ kỵ khí dùng để lắng và phân hủy cặn lắng và
phương pháp sinh hóa tự nhiên dựa trên cơ sở
sống và hoạt động của vi sinh vật kỵ khí.

Các vi khuẩn kỵ khí phá vỡ các hợp chất hữu cơ
trong dòng chảy, giải phóng khí CH
4
và CO
2
.

Có khả năng xử lý nước thải chứa hàm lượng
hữu cơ cao

Hồ kỵ khí làm giảm lượng N, P, K và các vi sinh
vật gây bệnh bằng cách tạo ra bùn và giải phóng
NH
3
vào không khí
Các dạng hồ sinh học

Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Kết quả thu được:

Chuyển đổi vật chất từ dạng vật liệu hòa tan
thành dạng vật chất lắng đọng như bùn đáy.

Hòa tan các dạng vật chất hữu cơ khác.

Phá vỡ quá trình phân hủy sinh học của các vật
chất hữu cơ.

Chứa vật chất không hòa tan và không phân hủy
như bùn đáy.

Chứa vật chất không hấp thụ và ở dạng vô định
hình như bùn đáy.

Cho phép xử lý một phần dòng chảy đi qua.
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Hồ tùy tiện
Hồ tùy tiện

Có 2 loại hồ tùy tiện
◦
Hồ tùy tiện nguyên thủy, tiếp nhận nguồn
thải nguyên chất chưa qua xử lý;
◦

Hồ tùy tiện thứ cấp, tiếp nhận nguồn thải đã
qua xử lý (thường là dòng thải từ hồ kỵ khí)
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Khi quá trình hoàn thành, hồ tùy tiện sẽ
đáp ứng:

Tăng cường xử lý dòng thải vào từ xử lý
kỵ khí thông qua việc phân chia, phân hủy
và tiêu hóa các vật chất hữu cơ.

Xử lý hiếu khí phá vỡ hầu hết các dạng
hữu cơ còn lại ở gần bề mặt hồ.

Làm giảm số lượng vi sinh vật có khả
năng gây bệnh.
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Hồ hiếu khí
Hồ hiếu khí

Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật
hiếu khí. Có thể phân loại hồ này thành hai nhóm: hồ
làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo

Hồ hiếu khí được thiết kế với tác dụng ngăn không cho
tảo phát triển. Điều này được thực hiện thông qua 2
điều kiện.

◦
Sự trộn lẫn hiệu quả  tất cả sinh khối ở tình trạng lơ lửng,
cung cấp độ đục cần thiết để làm giảm sự xâm nhập của ánh
sáng vào trong cột nước  thời gian lưu bùn cân bằng với thời
gian lưu nước.
◦
Thời gian lưu nước được kiểm soát ít hơn thời gian lưu bùn làm
giảm sự phát triển của tảo. Bởi vì tảo đã bị ngăn chặn không
cho phát triển, oxy được cung cấp với nghĩa thụ động.
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học

Hồ này có thể được thiết kế với nhiều mục tiêu khác nhau, bao gồm
◦
Chuyển hóa các vật liệu hữu cơ đã bị vi khuẩn làm cho thối
rữa thông qua việc chuyển đổi thành sinh khối,
◦
Sự ổn định của vật chất hữu cơ (bao gồm cả sinh khối tổng hợp) thông
qua sự phân hủy hiếu khí, và sự chuyển hóa của sinh khối tổng hợp do
lắng đọng tự nhiên
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Hồ sinh học với sự tham gia của
Hồ sinh học với sự tham gia của
thực vật nước
thực vật nước

Hồ sinh học với sự tham gia của thực vật nước
(hồ thực vật) là phương pháp xử lý được xem là
lâu đời nhất (trên 3.000 năm) có khả năng xử lý

các chất hữu cơ, nitơ, phospho.

Việc áp dụng hồ thực vật phụ thuộc vào
nhiều yếu tố: tính chất nước thải: BOD, dinh
dưỡng, các chất độc hại, nhiệt độ nước thải; điều
kiện khí hậu, thời tiết: nhiệt độ, bức xạ, tính
chất nguồn nước tiếp nhận (hàm lượng muối,
độ kiềm, độ cứng);
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Thực vật nước có mặt trong các hồ sinh học chủ
yếu là một số loại tảo, phiêu sinh thực vật và các
thực vật nổi.

Pleustophyte (tăng trưởng trên mặt nước, lá nổi trên
bề mặt): Lục bình, cỏ vịt, rau muống, bèo hoa dâu,
bèo tây, bèo nhật bản

Heltophyte (rễ nằm ngập trong nước): Lau sậy, cỏ
chỉ, Iris, cỏ năng, lác

Hydrophytes (ngập trong nước): Elodea, cỏ thi

Phiêu sinh thực vật (Phytoplankton): Tảo chlorella,
Euglena, Scenedesmus
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Cơ chế hoạt động của hồ thực vật như sau:

Vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ tạo thành

CO
2
và H
2
O; acid hữu cơ trong điều kiện yếm
khí.

Tảo sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời, CO
2

và các chất vô cơ trong nước để tổng hợp
nguyên sinh chất, giải phóng oxy

Oxy cung cấp cho vi khuẩn bổ sung từ nước
(không khí, gió xáo ñộng khuấy trộn nước hồ,
nhiệt độ, hàm lượng muối ảnh hưởng ñến oxy
hòa tan) và oxy nhân tạo.

Hiện tượng lắng cặn cũng xảy ra trong hồ thực
vật nước.
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Các dạng hồ sinh học
Vi sinh vật hiện diện
Vi sinh vật hiện diện

Vi sinh vật hiếu khí

Vi khuẩn kỵ khí


Các vi sinh vật quang hợp

Động vật nguyên sinh

Thực vật
Vi sinh vật hiếu khí
Vi sinh vật hiếu khí

Giống với các loài vi khuẩn hiện diện trong các
hệ thống xử lý khác

Gồm có nhóm vi khuẩn tự do, nhóm vi khuẩn
dạng khối và nhóm vi khuẩn dạng sợi

Chức năng: phân hủy các hợp chất hữu cơ, giải
phóng CO2 và tạo sinh khối mới
Vi sinh vật hiện diện
Vi sinh vật hiện diện
Nhóm vi khuẩn tự do

Có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ
nhưng không lắng xuống đáy  bị cuốn ra
ngoài theo dòng thải

Thường tồn tại trong môi trường có nồng độ hữu
cơ đầu vào cao và nồng độ oxy trong nước thấp.
Vi sinh vật hiện diện
Vi sinh vật hiện diện
Nhóm vi khuẩn dạng khối


Tăng trưởng gắn kết tạo thành một khối lớn do
tạo thành các polymer ngoại bào

Giúp đẩy nhanh tốc độ phân hủy BOD và lắng
đọng ở cuối quá trình  hạn chế lượng chất rắn
lơ lửng thải ra ngoài
Nhóm vi khuẩn dạng sợi

Chỉ xuất hiện trong trường hợp đặc biệt

Thường không có ảnh hưởng tiêu cực đến quá
trình xử lý nước
Vi sinh vật hiện diện
Vi sinh vật hiện diện
Nhóm vi khuẩn tạo acid

Chuyển hóa các sản phẩm protein, lipid,
polysaccharide trong điều kiện kỵ khí thành các
alcohol, acid hữu cơ như acetic, propionic,
butyric

Có khả năng thích nghi tốt đối với điều kiện pH
và nhiệt độ khác nhau
Vi sinh vật hiện diện
Vi sinh vật hiện diện
Vi sinh vật kỵ khí
Vi sinh vật kỵ khí