Phương pháp nguyên cứu khoa học potx

Phương pháp nguyên cứu
Phương pháp nguyên cứu
khoa học
khoa học
Huỳnh Ngọc Tường
Huỳnh Ngọc Tường
Lớp 08 sh112
Lớp 08 sh112




Dùng vi sinh vật để sử lý
Dùng vi sinh vật để sử lý
nước thải
nước thải

•
Lý do chon dề tài
hiện nay môi trường bi ô nhiễm khá nặng nề,từ nhiều dạng và
nhiều hình thức các chất thải trong môi trường rất da dạng,rắn
lỏng,khí,bụi,hơi.chúng làm giảm hệ sinh thái,phá hủy bầu khí quyền

•
Mục tiêu
tìm ra giải pháp tốt nhất dùng sinh vật có sẵn làm giảm ô nhiễm môi
trường ít tốn chi phí hơn. Vấn đề còn lại là cơ chế tài chính và cơ

chế thanh quyết toán cho các công trình đã và đang làm

•
Đối tượng
các khu chế xuất,các khu công nghiệp,các chất hữu cơ nông
nghiệp,các công ty có nhiều nước thải độc hại

Nội dung chính
Nội dung chính
•
SƠ LƯỢC VỀ CÁC QUÁ TRÌNH VI SINH TRONG BỂ
XỬ LÝ NƯỚC THẢI
•
các chương trước quá trình xử lý sinh học thường theo
sau quá trình xử lý cơ học để loại bỏ các chất hữu cơ
trong nước thải nhờ hoạt động của các vi khuẩn. Tùy
theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay yếm khí mà
người ta thiết kế các công trình khác nhau. Tùy theo khả
năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng
ao hồ có sẵn hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý.
•
Quá trình hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc (tùy
nghi)
•
Để thiết kế và vận hành một bể xử lý sinh học có hiệu
quả chúng ta phải nắm vững các kiến thức sinh học có
liên quan đến quá trình xử.

•
lý. Trong các bể xử lý sinh học các vi khuẩn đóng vai trò quan trọng

hàng đầu vì nó chịu trách nhiệm phân hủy các thành phần hữu cơ
trong nước thải. Trong các bể bùn hoạt tính một phần chất thải hữu
cơ sẽ được các vi khuẩn hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc sử
dụng để lấy năng lượng để tổng hợp các chất hữu cơ còn lại thành
tế bào vi khuẩn mới. Vi khuẩn trong bể bùn hoạt tính thuộc các
giống Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flavobacterium,
Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium và hai loại vi khuẩn nitrát
hóa là Nitrosomonas và Nitrobacter. Ngoài ra còn có cácloại hình
sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix và
Geotrichum. Ngoài các vi khuẩn các vi sinh vật khác cũng đóng vai
trò quan trọng trong các bể bùn hoạt tính. Ví dụ như các nguyên
sinh động vật và Rotifer ăn các vi khuẩn làm cho nước thải đầu ra
sạch hơn về mặt vi sinh.
•
Khi bể xử lý được xây dựng xong và đưa vào vận hành thì các vi
khuẩn có sẵn trong nước thải bắt đầu phát triển theo chu kỳ phát
triển của các vi khuẩn trong một mẻ cấy vi khuẩn. Trong thời gian
đầu, để sớm đưa hệ thống xử lý vào hoạt động ổn định có thể dùng
bùn của các bể xử lý đang hoạt động gần đó cho thêm vào bể mới
như là một hình thức cấy thêm vi khuẩn cho bể xử lý. Chu kỳ phát
triển của các vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm 4 giai đoạn:

•
Giai đoạn chậm (lag-phase): xảy ra khi bể bắt đầu đưa vào
hoạt động và bùn của các bể khác được cấy thêm vào bể. Đây là
giai đoạn để các vi khuẩn thích nghi với môi trường mới và bắt đầu
quá trình phân bào.
•
Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase): giai đoạn này các tế
bào vi khuẩn tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lượng. Tốc

độ phân bào phụ thuộc vào thời gian cần thiết cho các lần phân bào
và lượng thức ăn trong môi trường.
•
Giai đoạn cân bằng (stationary phase): lúc này mật độ vi khuẩn
được giữ ở một số lượng ổn định. Nguyên nhân của giai đoạn này
là (a) các chất dinh dưỡngcần thiết cho quá trình tăng trưởng của vi
khuẩn đã bị sử dụng hết, (b) số lượng vi khuẩn sinh ra bằng với số
lượng vi khuẩn chết đi.
•
Giai đoạn chết (log-death phase): trong giai đoạn này số lượng
vi khuẩn chết đi nhiều hơn số lượng vi khuẩn được sinh ra, do đó
mật độ vi khuẩn trong bể giảm nhanh. Giai đoạn này có thể do các
loài có kích thườc khả kiến hoặc là đặc điểm của môi trường

•
Một đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của vi khuẩn
trong bể xử lý
•
Cũng cần nó thêm rằng đồ thị trên chỉ mô tả sự tăng
trưởng của một quần thể vi khuẩn đơn độc. Thực tế
trong bể xử lý có nhiều quần thể khác nhau và có đồ thị
tăng trưởng giống nhau về dạng nhưng khác nhau về
thời gian tăng trưởng cũng như đỉnh của đồ thị. Trong
một giai đoạn bất kỳ nào đó sẽ có một loài có số lượng
chủ đạo do ở thời điểm đó các điều kiện như pH, oxy,
dinh dưỡng, nhiệt độ phù hợp cho loài đó. Sự biến
động về các vi sinh vật chủ đạo trong bể xử lý được biểu
diễn trong hình bên dưới. Khi thiết kế và vận hành hệ
thống xử lý chúng ta phải để ý tới cả hệ vi sinh vật này,
không nên nghĩ rằng đây là một "hộp đen" với những vi

sinh vật bí mật.

•
Đồ thị về sự tăng trưởng tương đối của các vi sinh
vật trong bể xử lý nước thải
•
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse,
disposal, 1991
•

•
Như đã nói ở trên vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng
đầu trong các bể xử lý nước thải. Do đó trong các bể
này chúng ta phải duy trì một mật độ vi khuẩn cao tương
thích với lưu lượng các chất ô nhiễm đưa vào bể. Điều
này có thể thực hiện thông qua quá trình thiết kế và vận
hành. Trong quá trình thiết kế chúng ta phải tính toán
chính xác thời gian tồn lưu của vi khuẩn trong bể xử lý
và thời gian này phải đủ lớn để các vi khuẩn có thể sinh
sản được. Trong quá trình vận hành, các điều kiện cần
thiết cho quá trình tăng trưởng của vi khuẩn (pH, chất
dinh dưỡng, nhiệt độ, khuấy trộn ) phải được điều
chỉnh ở mức thuận lợi nhất cho vi khuẩn

•
Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của các công trình xử lý nước
thải hiếu khí
•
LoạiCác yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của công trìnhBùn hoạt
tínhLoại bể phản ứngThời gian lưu của nước thải trong bể phản ứngChế

độ nạp nước thải và các chất hữu cơHiệu suất sục khíThời gian lưu trữ
VSV trong bể phản ứngTỉ lệ thức ăn/vi sinh vật (F/M)Tỉ lệ bùn bơm hoàn
lưu về bể phản ứngCác chất dinh dưỡngCác yếu tố môi trường (nhiệt độ,
pH)Bể lọc sinh học nhỏ giọt Loại nguyên liệu làm giá bám và chiều cao của
cột nguyên liệu nàyChế độ nạp nước thải và các chất hữu cơHiệu suất
thông khíTỉ lệ hoàn lưuCách sắp xếp các cột lọcCách phân phối lưu lượng
nướcĐĩa quay sinh họcSố bể, đĩaChế độ nạp nước thải và các chất hữu
cơBộ phận truyền độngMật độ của nguyên liệu cấu tạo đĩaVận tốc
quayCác trục quayĐộ ngập nước của đĩaTỉ lệ hoàn lưuLoạiCác yếu tố ảnh
hưởng đến hoạt động của công trìnhBùn hoạt tínhLoại bể phản ứngThời
gian lưu của nước thải trong bể phản ứngChế độ nạp nước thải và các
chất hữu cơHiệu suất sục khíThời gian lưu trữ VSV trong bể phản ứngTỉ lệ
thức ăn/vi sinh vật (F/M)Tỉ lệ bùn bơm hoàn lưu về bể phản ứngCác chất
dinh dưỡngCác yếu tố môi trường (nhiệt độ, pH)Bể lọc sinh học nhỏ giọt
Loại nguyên liệu làm giá bám và chiều cao của cột nguyên liệu nàyChế độ
nạp nước thải và các chất hữu cơHiệu suất thông khíTỉ lệ hoàn lưuCách
sắp xếp các cột lọcCách phân phối lưu lượng nướcĐĩa quay sinh họcSố
bể, đĩaChế độ nạp nước thải và các chất hữu cơBộ phận truyền độngMật
độ của nguyên liệu cấu tạo đĩaVận tốc quayCác trục quayĐộ ngập nước
của đĩaTỉ lệ hoàn lưu

•
Quá trình yếm khí
•
Các hệ thống yếm khí ứng dụng khả năng phân hủy chất
hữu cơ của vi sinh vật trong điều kiện không có oxy. Quá
trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ rất phức tạp liên hệ
đến hàng trăm phản ứng và sản phẩm trung gian. Tuy
nhiên người ta thường đơn giản hóa chúng bằng
phương trình sau đây:

•
Chất hữu cơlên men > yếm khíCH4 + CO2 + H2
+ NH3 + H2SHỗn hợp khí sinh ra thường được gọi là khí
sinh học hay biogas. Thành phần của Biogas như sau:
•

•
Methane (CH4) 55 ¸ 65%Carbon dioxide (CO2) 35 ¸
45%Nitrogen (N2) 0 ¸ 3%Hydrogen (H2) 0 ¸ 1%Hydrogen
Sulphide (H2S) 0 ¸ 1%

•
Methane có nhiệt trị cao (gần 9.000 kcal/m3). Do
đó, nhiệt trị của Biogas khoảng 4.500 ¸ 6.000
kcal/m3, tùy thuộc vào phần trăm của methane
hiện diện trong Biogas.
•
Quá trình phân hủy yếm khí được chia thành 3
giai đoạn chính như sau:
•
Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử.
•
Tạo nên các axít.
•
Tạo methane.
•

•
Giai đoạn I Thủy phân và lên menGiai đoạn
IITạo axid acetic, H2 Giai đoạn IIISinh CH4

•
Các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình lên men yếm
khí
•
Quá trình lên men yếm khí có thể được khởi động một cách nhanh
chóng nếu như chất thải của một hầm ủ đang hoạt động được dùng
để làm chất mồi (đưa vi khuẩn đang hoạt động vào mẻ ủ). Hàm
lượng chất rắn trong nguyên liệu nạp cho hầm ủ nên được điều
chỉnh ở mức 5 ¸ 10%, 90 ¸ 95% còn lại là nước.
•

•
Ảnh hưởng của nhiệt độ
•
Nhiệt độ và sự biến đổi của nhiệt độ trong ngày và các mùa ảnh
hưởng đến tốc độ phân hủy chất hữu cơ. Thông thường biên độ
nhiệt sau đây được chú ý đến trong quá trình xử lý yếm khí:
•
25 ¸ 40oC: đây là khoảng nhiệt độ thích hợp cho các vi sinh vật
ưa ấm.
•
50 ¸ 65oC: nhiệt độ thích hợp cho các vi sinh vật ưa nhiệt.
•
Nói chung khi nhiệt độ tăng tốc độ sinh khí tăng nhưng ở nhiệt độ
trong khoảng 40 ¸ 45oC thì tốc độ sinh khí giảm vì khoảng nhiệt độ
này không thích hợp cho cả hai loại vi khuẩn, nhiệt độ trên 60oC tốc
độ sinh khí giảm đột ngột và quá trình sinh khí bị kềm hãm hoàn
toàn ở 65oC trở lên

•
Ở các nước vùng ôn đới nhiệt độ môi trường
thấp; do đó tốc độ sinh khí chậm và ở nhiệt độ
dưới 10oC thể tích khí sản xuất được giảm
mạnh. Để cải thiện tốc độ sinh khí người ta có
thể dùng Biogas đun nóng nguyên liệu nạp,
hoặc đun nước nóng để trao đổi nhiệt qua các
ống hình xoắn ốc lắp đặt sẵn trong lòng hầm ủ.
Ngoài ra người ta còn dùng các tấm nhựa trong
để bao hầm ủ lại, nhiệt độ bên trong tấm nhựa
trong sẽ cao hơn nhiệt độ môi trường từ 5 ¸
10oC, hoặc thiết kế cho phần trên hầm ủ chứa
nước và lượng nước này được đun nóng lên
bằng bức xạ mặt trời, hoặc tạo lớp cách nhiệt
với môi trường bằng cách phủ phân compost
hoặc lá cây lên hầm ủ.

•
Ảnh hưởng của độ mặn
•
Thường trên 90% trọng lượng nguyên liệu là nước.
TTNLM đã tìm hiểu khả năng sinh Biogas của hầm ủ tùy
thuộc nồng độ muối trong nước. Kết quả cho thấy vi
khuẩn tham gia trong quá trình sinh khí methane có khả
năng dần dần thích nghi với nồng độ của muối ăn NaCl
trong nước. Với nồng độ < 0,3% khả năng sinh khí
không bị giảm đáng kể. Như vậy việc vận hành các hệ
thống xử lý yếm khí tại các vùng nước lợ trong mùa khô
không gặp trở ngại nhiều (Lê Hoàng Việt, 1988).
•

•
Các chất dinh dưỡng
•
Để bảo đảm năng suất sinh khí của hầm ủ, nguyên liệu
nạp nên phối trộn để đạt được tỉ số C/N từ 25/1 ¸ 30/1
bởi vì các vi khuẩn sử dụng carbon nhanh hơn sử dụng
đạm từ 25 ¸ 30 lần. Các nguyên tố khác như P, Na, K và
Ca cũng quan trọng đối với quá trình sinh khí tuy nhiên
C/N được coi là nhân tố quyết định.

•
Ảnh hưởng của pH và độ kiềm (alkalinity)
•
pH trong hầm ủ nên được điều chỉnh ở mức 6,6 ¸ 7,6 tối
ưu trong khoảng 7 ¸ 7,2 vì tuy rằng vi khuẩn tạo acid có
thể chịu được pH thấp khoảng 5,5 nhưng vi khuẩn tạo
methane bị ức chế ở pH đó. pH của hầm ủ có khi hạ
xuống thấp hơn 6,6 do sự tích tụ quá độ các acid béo do
hầm ủ bị nạp quá tải hoặc do các độc tố trong nguyên
liệu nạp ức chế hoạt động của vi khuẩn methane. Trong
trường hợp này người ta lập tức ngưng nạp cho hầm ủ
để vi khuẩn sinh methane sử dụng hết các acid thừa, khi
hầm ủ đạt được tốc độ sinh khí bình thường trở lại
người ta mới nạp lại nguyên liệu cho hầm ủ theo đúng
lượng quy định. Ngoài ra người ta có thể dùng vôi để
trung hòa pH của hầm ủ.
•
Alkalinity của hầm ủ nên được giữ ở khoảng 1.000 ¸
5.000 mg/L để tạo khả năng đệm tốt cho nguyên liệu

nạp.

•
Ảnh hưởng lượng nguyên liệu nạp
•
Ảnh hưởng của lượng nguyên liệu nạp có thể biểu thị bằng 2 nhân
tố sau:
•
Hàm lượng chất hữu cơ biểu thị bằng kg COD/m3/ngày hay
VS/m3/ngày
•
Thời gian lưu trữ hỗn hợp nạp trong hầm ủ HRT
•
Lượng chất hữu cơ nạp cao sẽ làm tích tụ các acid béo do các vi
khuẩn ở giai đoạn 3 không sử dụng kịp làm giảm pH của hầm ủ gây
bất lợi cho các vi khuẩn methane.
•

•
Ảnh hưởng của các chất khóang trong nguyên liệu nạp
•
Các chất khóang trong nguyên liệu nạp có tác động tích cực hoặc
tiêu cực đến quá trình sinh khí methane. Ví dụ ở nồng độ thấp Nikel
làm tăng quá trình sinh khí.
•
Các chất khóang này còn gây hiện tượng cộng hưởng hoặc đối
kháng. Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng tăng độc tính của một
nguyên tố do sự có mặt một nguyên tố khác. Hiện tượng đối kháng
là hiện tượng giảm độc tính của một nguyên tố do sự có mặt của
một nguyên tố khác.

•
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.
•
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
•
1. 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.
•
2. 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:
•
Sự thay đổi pH trong ngày của ao tảo do ảnh hưởng của quá trình quang hợp
•

Các độc tố tiết ra từ tế bào tảo
•
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.
•
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 địn

•
I. QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY YẾM KHÍ CỦA VI KHUẨN
•

•
1. Những đặc tính chính
•

•
Phân hủy sinh học yếm khí gồm một chuỗi quá trình vi sinh học
chuyển hoá các hợp chất hữu cơ thành khí methan. Quá trình tạo
ra khí methan là một hiện tượng thông thường trong một số môi
trường tự nhiên khác nhau, như băng sơn, các lớp trầm tích, đầm
lầy, dạ dày các loài ăn cỏ hay ở các giếng dầu. Quá trình hình thành
khí methan của vi sinh tự nhiên được phát hiện từ hơn một thế kỷ
trước. Các cơ thể vi sinh liên quan đến quá trình hiếu khí, yếm khí
hầu hết đều từ vi khuẩn.
•

•
Phân hủy yếm khí đã được sử dụng từ rất lâu trong ổn định các
chất bùn thải. Tuy nhiên trong những năm gần đây, nó mới được
dùng để xử lý nước thải. Điều này đã có thể trở thành một sự hiểu
biết đầy đủ hơn về quá trình vi sinh học này và thông qua các cải
tiến trong thiết kế các bồn phản ứng.

•

•
Ưu điểm của các quy trình yếm khí được trình bày dưới đây:

•
Quá trình phân hủy yếm khí dùng CO2 có sẵn như một tác nhân
nhận điện tử làm nguồn ôxy của nó. Quá trình này không đòi hỏi
ôxy vì việc cung cấp ôxy sẽ làm tăng đáng kể chi phí xử lý nước
thải.
•
Quá trình phân hủy yếm khí tạo ra lượng bùn thấp hơn (từ 3 đến
20 lần so với quá trình hiếu khí), vì năng lượng do vi khuẩn yếm
khí tạo ra tương đối thấp. Hầu hết năng lượng rút ra từ sự phân
hủy chất nền là từ sản phẩm cuối cùng đó là CH4. Đối với việc
tạo tế bào 50% cácbon hữu cơ được chuyển thành sinh khối
trong các điều kiện yếm khí. Khối lượng tịnh của tế bào được tạo
ra trên một tấn COD (nhu cầu oxygen hóa học) đã phân hủy là từ
20 đến 150 kg, so với 400 đến 600 kg của quá trình phân hủy
hiếu khí.
•
Quá trình phân hủy yếm khí tạo ra một loại khí có ích đó là
methan. Chất khí này có chứa 90% năng lượng, có thể dùng để
đốt tại chỗ cho các lò phân hủy chất thải, hay dùng để sản xuất
điện năng. Khoảng 3 -5% bị thải bỏ dưới hình thức nhiệt. Việc
tạo ra mêtan góp phần làm giảm BOD (nhu cầu oxygen sinh hóa)
trong bùn đã bị phân hủy.
•
Năng lượng cần cho xử lý nước thải cũng giảm.
•

Sự phân hủy yếm khí thích hợp cho chất thải có độ ô nhiễm cao.
•
Có khả năng tăng công suất của hồ phản ứng.

•
4. Các yếu tố kiểm soát quá trình phân hủy yếm khí
•
Quá trình phân hủy yếm khí ảnh hưởng bởi nhiệt độ, thời gian lưu,
độ pH, thành phần hoá chất của nước thải, sự cạnh tranh giữa các
nhóm vi khuẩn tạo mêtan và nhóm giảm sulfate và sự hiện diện của
các chất độc.
•

•
Nhiệt độ
•
Sự tạo thành mêtan được ghi nhân ở nhiều nhiệt độ khác nhau.
Trong các qui trình xử lý nước thải, quá trình phân hủy yếm khí diễn
ra ở phạm vi nhiệt độ ôn hoà từ 25 đến 40oC, nhiệt độ tối ưu vào
khoảng 35oC, trong trường hợp này sẽ cho làm cho công suất hoạt
động cao hơn và dẫn đến tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh. Một hạn
chế của nó là rất nhạy với các chất độc. Bởi vì sự sinh trưởng của
nó chậm hơn so với nhóm vi khuẩn tạo axít, nhóm tạo mêtan rất
nhạy đối với những thay đổi nhỏ về nhiệt độ dẫn đến làm giảm tỷ lệ
sinh trưởng riêng tối đa đồng thời làm tăng hệ số bán bão hoà. Như
thế nên thiết kế bồn phân hủy ở nhiệt độ ôn hoà từ 30 đến 35oC để
có thể hoạt động một cách tối ưu.
•

•
Thời gian lưu
•
Thời gian lưu của nước thải tùy thuộc vào tính chất và điều kiện môi trường của nó,
phải đủ lâu để các vi khuẩn yếm khí thực hiện việc trao đổi chất trong bồn phân hủy.
Bồn phân hủy dựa trên sản phẩm của UTI có thời gian lưu ngắn hơn (1 đến 10 ngày),
thời gian lưu của các bồn phân hủy ở nhiệt độ thường và ở nhiệt độ cao là từ 25 đến
35 ngày nhưng có thể thấp hơn.
•

•
Độ pH
•
Hầu hết các vi khuẩn tạo mêtan hoạt động trong phạm vi pH từ 6,7 đến 7,4, tối ưu là
từ 7,0 đến 7,2, sự phân hủy có thể thất bại nếu pH gần ở mức 6,0. Vi khuẩn tạo axít
tạo ra những axít hữu cơ có khuynh hướng làm giảm độ pH trong bồn phản ứng.
Dưới điều kiện bình thường sự giảm pH này sẽ được giảm đi do chất đệm
(bicarbonate) tạo ra bởi nhóm vi khuẩn tạo mêtan. Trong những điều kiện môi trường
khắc nghiệt, khả năng tạo chất đệm có thể không xảy ra và cuối cùng làm ngưng việc
tạo ra mêtan. Axít gây cản trở nhiều hơn cho nhóm vi khuẩn tạo mêtan so với nhóm
vi khuẩn tạo axít. Sự tăng axít dễ bay hơi như thế sẽ là dấu hiệu cho thấy hệ thống
không còn hoạt động hiệu quả. Theo dõi tỷ lệ tổng mức axít dễ bay hơi (như axít
acetic) so với tổng độ kiềm (như cácbonat canxi) để bảo đảm rằng tỷ lệ này luôn
dưới 0,1.
•

•
Chất độc
•
Rất nhiều loại chất độc chịu trách nhiệm về sự hoạt động không hiệu quả hay xảy ra

trong một hệ thống phân hủy yếm khí. Sự ngăn cản việc tạo ra khí mêtan biểu hiện
bằng lượng mêtan tạo ra giảm và nồng độ axít dễ bay hơi tăng.
•


•
Hệ thống yếm khí có thể phân hủy sinh học các hợp
chất xenobiotic như: chlorinated aliphatic
hydrocarbons (ví dụ như trichloroethylene,
trihalomethanes) và các hợp chất recalcitrant tự nhiên
như lignin (các chất có chứa gỗ).
•
Một số điểm bất lợi của quá trình phân hủy yếm khí
bao gồm:
•

•
Quá trình này xảy ra chậm hơn quá trình hiếu khí.
•
Rất nhạy với chất độc.
•
Đòi hỏi một thời gian dài để khởi đầu qúa trình này.
•
Vì được coi là phân hủy sinh học các hợp chất qua
một quá trình đồng trao đổi chất, quá trình phân hủy
yếm khí đòi hỏi nồng độ chất nền ban đầu cao.