khả năng sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trên giá cơ thể xơ dừa trong nước thải

Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008
421
KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI
SINH VẬT TRÊN GIÁ THỂ XƠ DỪA TRONG NƯỚC
THẢI. ỨNG DỤNG XỬ LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
NƯỚC VỚI BỂ SINH LỌC HIẾU KHÍ
THE SUBJECT INVESTIGATE CAPACITY TO BE BORN AND GROW UP OF
MICROOFGRANISM ON COCONUT-FIBER IN DIRTY WATER.
APPLICATION PROCESS WATER-POLUTION WITH
BIOFILTER_TRICKLING

SVTH: VĂN THỊ TRÀ MY
Lớp 05 MT2, Trường Cao đẳng Công nghệ, Đại học Đà Nẵng
GVHD: Ths. LÊ XUÂN PHƢƠNG
Khoa Hoá, Trường Cao đẳng Công nghệ, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Trên nguyên lý cơ sở của phương pháp lọc sinh học là nhờ vào quá trình hoạt động của vi
sinh vật ở màng sinh học, oxy hoá chất bẩn hữu cơ có trong nước; Đề tài nguyên cứu khả
năng sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trên giá thể Xơ Dừa trong nước thải. Ứng dụng
xử lý ô nhiễm môi trường nước với bể lọc sinh học hiếu khí (Biofilter_Trickling)
ABSTRACT
To learn on base principle of the filtered water multiply method to rely on process active of
microorganism to loge biological membrane. Chemical oxygen dirty organic-subtance in water.
The subject investigate capacity to be born and grow up of microorganism on coconut-fiber in
dirty water. Application process water-polution with Biofilter_Trickling.

1. Mở đầu :
Hiện nay trên thế giới có khoảng 6 tỉ ngƣời sinh sống và thải ra hàng tỷ mét khối nƣớc thải
sinh hoạt hàng ngày. Cùng với lƣợng nƣớc thải đó là hàng trăm ngàn tấn các chất hữu cơ, dầu
mỡ, chất dinh dƣỡng (giàu N, P), vi sinh vật. Phần lớn lƣợng chất thải này không đƣợc xử lí

mà thải trực tiếp ra đất. Ở Việt Nam cũng vậy, hàng ngày có hàng triệu m3 nƣớc thải đƣợc đƣa
vào môi trƣờng do hoạt động sinh hoạt gia đình của con ngƣời đó là chƣa kể đến các hoạt
động công nghiệp, nông nghiệp.. và phần lớn lƣợng nƣớc thải trong sinh hoạt trong số này
không đƣợc xử lí mà đổ trực tiếp ra môi trƣờng nƣớc hay đất, ở đây Đề Tài đề cập đến Hồ
Đầm Rong_Thuận Phƣớc_Đà Nẵng cũng đang trong tình trạng chịu sự ô nhiễm do nƣớc thải
sinh hoạt của ngƣời dân không đƣơc xử lý mà thải trực tiếp ra môi trƣờng Hồ. Điều này không
chỉ gây nguy hại cho môi trƣờng xung quanh do sự phân huỷ các chất dinh dƣỡng mà còn
nguy hiểm hơn khi các chất ô nhiễm này ngấm xuống tầng nƣớc ngầm gây ô nhiễm nƣớc
ngầm vốn là nguồn nƣớc sinh hoạt của nhiều ngƣời dân, góp phần làm huỷ hoại môi trƣờng
biển Thanh Bình_Đà Nẵng.
Chính vì vậy mà Đề Tài này sẽ đƣa ra những tìm hiểu, đánh giá chung về nƣớc thải
sinh hoạt và biện pháp xử lí hiệu quả, ít tốn kém có thể phù hợp với điều kiện của Việt Nam.
2. Nội dung :
2.1. Sơ lược về giá thể Xơ Dừa :
Nhằm tìm kiếm một loại vật liệu làm giá thể có thể khắc phục đƣợc các điểm yếu nêu
trên. Đề tài dùng Xơ Dừa nghiên cứu xử lý nƣớc thải Hồ Đầm Rong _Quận Thanh Khê_TP Đà
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008
422
Nẵng. Mô hình hệ thống đƣợc đặt tại phòng thí nghiệm Khoa Công Nghệ Môi Trƣờng,
Trƣờng Cao Đẳng Công Nghệ.
Các miếng đệm xơ dừa dƣới dạng các khối chữ nhật kích thƣớc nhỏ đƣợc lắp đặt đều
bên trong một bể xử lý hiếu khí. Với nƣớc thải sinh hoạt, mô hình trên có hiệu suất xử lý chất
hữu cơ khoảng 90%.
Từ những ứng dụng ban đầu của công nghệ trên; Đề tài nghiên cứu thành công ứng
dụng xơ dừa thô trong xử lý nƣớc thải dƣới dạng đơn giản hơn. Các sợi xơ dừa đƣợc kết
thành chuỗi tiết diện tròn, đƣờng kính 20cm và dài 200cm. Sau đó, các chuỗi này đƣợc buộc
song song với nhau trên một khung hình khối chữ nhật.
Vì thành phần chủ yếu của xơ dừa là cellulose (khoảng 80%) và lignin (khoảng 18%),
nên rất khó bị vi sinh vật phân hủy, khả năng và hiệu quả sử dụng Xơ Dừa thô trong bể xử lý
hiếu khí để xử lý nƣớc thải sinh hoạt. Xơ dừa là một vật liệu rẻ tiền và sẵn có ở nhiều vùng

trong nƣớc ta, nên đây có thể đƣợc coi nhƣ một hƣớng phát triển các công nghệ xử lý nƣớc
thải đơn giản và rẻ tiền.

2.2. Sơ lược về mẫu nước thải xử lý trong phạm vi đề tài :
Nƣớc thải, hay nƣớc cống, là nguồn nƣớc đã sử dụng của một cộng đồng và bao
gồm :
2.2.1. Các chất thải sinh hoạt hòa trong nước, bao gồm phân người và các loại nước rửa đi từ
các cống rãnh của các căn hộ và của cả thành phố đổ vào hệ thống cống.
2.2.2. Nước ngầm, nước bề mặt và nước khí quyển thâm nhập vào hệ thống nước thải.












2.3. Sơ lược kỹ thuật màng mỏng cố định (fixed film process)
Trong kỹ thuật này, nƣớc thải đƣợc tiếp xúc với vi sinh vật bám vào các giá thể
bằng đá, chất dẻo, cát, gốm, sứ, gỗ,...Đối với đề tài nghiên cứu khoa học giá thể ứng
dụng là Xơ Dừa. Hệ lọc nhỏ giọt (lọc sinh học, trickling filter) đƣợc sử dụng phổ biến
hiện nay để xử lý các chất hữu cơ trong nƣớc thải, là một ví dụ về kỹ thuật màng mỏng
cố định.
Trong hệ lọc nhỏ giọt, nƣớc thải đƣợc phun từ bên trên tháp, lần lƣợt chảy qua
các vật liệu xốp rỗng đặt cách nhau thành từng lớp trong tháp. Vi sinh vật hiếu khí phát
triển trên bề mặt các lớp vật liệu nói trên (gọi là màng sinh học) tiếp xúc với nƣớc thải

và phân hủy các chất hữu cơ trong nƣớc thải theo cơ chế phân hủy hiếu khí.




Hình 2.2 Mẫu nguồn nƣớc thải tại Đầm Rong_Thuận Phƣớc_Đà Nẵng
Hình 2.2.1 A. Bể lọc nhỏ
giọt để xử lý nước thải đô
thị
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008
423
3. Kết quả và biện luận :
3.1. Xử lý giá thể sơ bộ giá thể Xơ Dừa và thời gian để vi sinh vật thích nghi :
Giai đoạn 1 :




Vì thành phần chủ yếu của xơ dừa là cellulose (khoảng 80%) và lignin (khoảng 18%),
nên rất khó bị vi sinh vật phân hủy. Hàm lƣợng chất hữu cơ cao, các mụn Xơ Dừa gây ô nhiễm
nguồn nƣớc và tăng nồng độ COD trong nƣớc thải đầu vào xử lý.

3.2. Khả năng thích nghi và kết quả xử lý của hệ thống thí nghiệm :
Giai đoạn 2 :



Ngày
Nguồn vào
(mg/l)

Nguồn ra
(mg/l)
V
k
vào
(ml)
V
k
ra
(ml)
V
k
mt
(ml)
Hiệu
suất(%)
14/4/2008 78.40(10l) 62.40(5l) 5.1 8 0.2 20%
15/4/2008 440(50l) 336(50l) 6 4.7 0.5 23.6
16/4/2008 336(50l) 320(50l) 4.7 4.5 0.5 5%
17/4/2008 336(50l) 220(20l) 4.7 6 0.5 34.5%
18/4/2008 320(50l) 185.6(25l) 4.5 6.3 0.5 42%
19/4/2008 228(50l) 92.8(10l) 4.1 6.3 0.5 68%
21/4/2008 560(50l) 116(10l) 7.5 8.1 0.5 78%
23/4/2008 329.6(25l) 96(10l) 10.3 6.5 0.5 71%
25/4/2008 424(50l) 182.4(20l) 5.8 6.2 0.5 57%
27/4/2008 336(50l) 148(20l) 4.7 4.2 0.5 56%
29/4/2008 284(20l) 89.6(10l) 7.6 6.1 0.5 68.4%
2/5/2008 352(20l) 81.6(10l) 9.3 5.6 0.5 76.8%
4/5/2008 544(50l) 58.4(5l) 7.3 7.8 0.5 89%
7/5/2008 568(50l) 46.4(5l) 7.6 5.7 0.5 91.8%

Ngày
Nguồn vào
(mg/l)
Nguồn ra
(mg/l)
V
k
vào
(ml)
V
k
ra
(ml)
V
k
mt
(ml)
Ghi chú
20/3/2008 168(10l) 472(50l) 10.7 6.1 0.2
22/3/08 59.2(10l) 344(50l) 3.9 4.5 0.2
23/3/2008 chạy mẫu trắng liên tục trong 2 ngày 23/3-24/3
25/3/2008 1.76 128(25l) 1.3 4.2 0.2
27/3/2008 2.88 166(25l) 2 5.2 0.2
28/3/2008 68(20l) 212(20l) 2 5.6 0.3
30/3/2008 96(10l) 160(25l) 6.2 4.2 0.2
3/4/2008 2.56 55.2(5l) 2 7.3 0.4

Chạy mẫu liên tục trong 10 ngày không thay mẫu nước mới.
Bảng 3.1.1 Kết quả xử lý xơ bộ COD của giá thể Xơ Dừa ở bể lọc sinh học hiếu khí
Bảng 3.2.1 Kết quả xử lý nồng độ COD nước thải đầu vào của giá thể Xơ Dừa ở bể lọc
sinh học hiếu khí
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008
424













Nhận xét :
Với bể lọc sinh học hiếu khí(Biofilter_Trickling) khả năng xử lý hàm lƣợng COD
cao hơn rất nhiều với bể lọc “Cổ Điển”. Hiệu suất cao nhất đạt đến 91%. Trong khi bể
lọc “Cổ Điển ” hiệu suất cao nhất chỉ đạt 56%.



2/5/2008 105.6 24 77%
4/5/2008 163.2 16.4 90%
7/5/2008 170.4 13 92%

2/5/2008 105.6 47.8 54.7%
4/5/2008 163.2 74.5 54.3%
7/5/2008 170.4 69.4 59.2%




Ngày
Nguồn vào
(mg/l)
Nguồn ra
(mg/l)
V
k
vào
(ml)
V
k
ra
(ml)
V
k
mt
(ml)
Hiệu
suất(%)
14/4/2008 78.40(10l) 75.2 5.1 4.9 0.2 4%
15/4/2008 440(50l) 384 6 5.3 0.5 12.7%
16/4/2008 336(50l) 296(50l) 4.7 4.2 0.5 12%

17/4/2008 336(50l) 288 (50l) 4.7 4.1 0.5 14.2%
18/4/2008 320(50l) 272(25l) 4.5 9 0.5 15%
19/4/2008 228(50l) 145.6(10l) 4.1 9.6 0.5 49.4%
21/4/2008 560(50l) 456(50l) 7.5 6.2 0.5 18.5%
23/4/2008 329.6(25l) 220.8(25l) 10.3 7.4 0.5 33%
25/4/2008 424(50l) 272(50l) 5.8 3.9 0.5 36%
27/4/2008 336(50l) 166.4(25l) 4.7 5.7 0.5 50.4%
29/4/2008 284(20l) 142.4(10l) 7.6 9.4 0.5 49.8%
2/5/2008 352(20l) 164.8(10l) 9.3 10.8 0.5 53.1%
4/5/2008 544(50l) 260(20l) 7.3 7 0.5 52.2%
7/5/2008 568(50l) 248(20l) 7.6 6.7 0.5 56.3%
0
20
40
60
80
100
COD(cđ)
COD
0
20
40
60
80
100
BOD
BODcđ
Bảng 3.2.2 Kết quả xử lý nồng độ COD nước thải đầu vào của bể lọc “cổ điển”

Bảng 3.2.3 Kết quả xử lý nồng độ BOD nước thải đầu vào của giá thể Xơ Dừa ở bể lọc
sinh học hiếu khí

Bảng 3.2.4 Kết quả xử lý nồng độ BOD nước thải đầu vào của bể lọc “cổ điển”



H III.2 Biểu đồ so sánh
khả năng xử lý BOD của 2
mô hình thí nghiệm

H III.2 Biểu đồ so sánh khả
năng xử lý COD của 2 mô hình
thí nghiệm
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008
425
Nhận xét :
Với bể lọc sinh học hiếu khí(Biofilter_Trickling) khả năng xử lý hàm lƣợng BOD
cao hơn rất nhiều với bể lọc “Cổ Điển”. Hiệu suất cao nhất đạt đến 92%. Trong khi bể
lọc “Cổ Điển ” hiệu suất cao nhất chỉ đạt 59%.

Nhận xét :
Với bể lọc sinh học hiếu khí(Biofilter_Trickling) khả năng xử lý hàm lƣợng SS cao
hơn với bể lọc “Cổ Điển”, nhƣng không đáng kể bao nhiêu. Hiệu suất cao nhất đạt
71%. Trong khi bể lọc “Cổ Điển ” hiệu suất cao nhất đạt 61%.

4. Kết quả thực nghiệm_kết luận:
Nhận xét :
Ngày
Nguồn vào
(mg/l)
Nguồn ra
(mg/l)
V
Hiệu
suất(%)
19/4/2008 112 103 100 8%
21/4/2008 169 143 100 15,3%
23/4/2008 103 83 100 19,4%
25/4/2008 148 112 100 24,3%
27/4/2008 239 150 100 37,2%
29/4/2008 83 52 100 37,3%
2/5/2008 138 72 100 47,8%
4/5/2008 135.4 69 100 48,9%
6/5/2008 260 112 100 56,9%
7/5/2008 174 68 100 60.9%
Ngày
Nguồn vào
(mg/l)
Nguồn ra
(mg/l)
V(ml)
Hiệu
suất(%)
19/4/2008 103 83 100 19.4%

21/4/2008 112 86 100 23.2%
23/4/2008 148 89 100 39.8%
25/4/2008 169 83 100 50.8%
27/4/2008 239 113 100 52.7%
29/4/2008 83 35 100 57.8%
2/5/2008 174 68 100 60.9%
4/5/2008 260 101 100 61.2%
6/5/2008 135.4 42 100 68.9%
7/5/2008 138 40 100 71%
Bảng 3.2.5 Kết quả xử lý nồng độ SS nước thải đầu vào của bể lọc “cổ điển”
Bảng 3.2.6 Kết quả xử lý nồng độ SS nước thải đầu vào của bể lọc sinh học
hiếu khí

H III.2 Biểu đồ so
sánh khả năng xử lý SS
của 2 mô hình thí
nghiệm

0
10
20
30
40
50
60
70
80
SScđ
SS
3-D Column 3