Ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước ô nhiễm

PHẦN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong môi trường sống nói chung, vấn đề bảo vệ và cung cấp nước sạch
là vô cùng quan trọng. Đồng thời với việc bảo vệ và cung cấp nước sạch, việc
thải và xử lý nước thải trước khi đổ vào nguồn là một vấn đề bức xúc của toàn
xã hội. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp
nước ta, tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động. Do
đặc thù của nền công nghiệp mới phát triển, chưa có sự quy hoạch tổng thể và
nhiều nguyên nhân khác nhau như: điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn
khó khăn, hoặc do chi phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên hầu như chất
thải công nghiệp của nhiều nhà máy chưa được xử lý mà thải thẳng ra môi
trường. Mặt khác nước ta là một nước đông dân, có mật độ dân cư cao, nhưng
trình độ nhận thức của con người về môi trường còn kém nên lượng chất thải
sinh hoạt, nước thải của quá trình sản xuất cũng bị thải ra môi trường ngày
càng nhiều. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm trầm trọng của môi trường sống, ảnh
hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức khỏe, đời sống của nhân
dân cũng như vẻ mỹ quan của khu vực.
Vấn đề đặt ra là nước thải, nước ô nhiễm phải được xử lý trước khi thải
vào các nguồn nước công cộng nhằm làm giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường
đang ngày một tăng cao như hiện nay. Tùy thuộc vào nồng độ bẩn của nước ô
nhiễm; khả năng pha loăng giữa nước ô nhiễm với nước nguồn và các yêu cầu
về mặt vệ sinh, khả năng "tự làm sạch của nguồn nước" mà có các mức độ và
phương pháp xử lý khác nhau.
Xử lý nước thải, nước ô nhiễm bằng phương pháp sinh học là 1 trong
những biện pháp tối ưu để loại bỏ các thành phần ô nhiễm trong nước. Cùng
với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, việc ứng dụng công nghệ sinh học vào
xử lý nước ô nhiễm đang ngày càng được chú trọng và phát triển. Các loại chế
phẩm vi sinh vật hay các loại bể lọc, bể xử lý sinh học được đưa vào xử lý
nước ô nhiễm cho hiệu quả cao đã được ứng dụng ngày càng nhiều trong xử
lý nước thải nhà máy, nước thải sinh hoạt cũng như nước phục vụ sản xuất
nông nghiệp.
Chính vì vậy, nhóm chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Ứng dụng

công nghệ sinh học trong xử lý nước ô nhiễm” để tìm hiểu, nghiên cứu rõ
hơn về vấn đề đưa ra, phục vụ cho học tập và công tác sau này.

1


PHẦN 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1. Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ sinh học
Từ xa xưa con người đã biết tới công nghệ sinh học, ví dụ như lên men
để tạo ra rượu. Tuy lúc đó con người chưa biết hiện tượng đó là gì họ chỉ làm
theo bản năng hay “cha truyền con nối”. Nhưng điều đó cũng đã hình thành
và thôi thúc họ tìm tòi học hỏi. Công nghệ sinh học bắt đầu từ sự nghiên cứu
các vật nuôi và cây trồng, phức tạp và đẹp đẽ ngay từ những nét nhỏ nhất của
chúng. Từ khi giống cây trồng đầu tiên được phát triển thông qua lai tạo do
Thomas Fairchild vào năm 1719, cho đến khi Mendel tìm ra định luật di
truyền vào năm 1866, xây dựng nền tảng di truyền học. Có thể coi Mendel là
người đặt nền móng cho những nghiên cứu quá trình phát triển tiến hóa của
sinh giới ở mức độ vi mô. Phát minh của ông đã đặt nền móng cho di truyền
học. Tiếc rằng phát hiện này của ông đăng trên một tạp chí địa phương, dù có
mặt ở các thư viện lớn của châu Âu thời ấy, lại không được ai để ý tới.
Cho tới khi cuộc “Cách mạng xanh” ra đời đã giúp đẩy lùi nạn đói trên
toàn cầu trong giai đoạn nửa cuối thế kỷ 20, thời điểm dân số bùng nổ mạnh ở
các nước kém phát triển. Nhờ cuộc “Cách mạng xanh”, từ năm 1960 – 1990
sản lượng nông nghiệp trên toàn thế giới đã tăng gấp đôi, cứu sống khoảng 1
tỉ người ở những nước đang phát triển khỏi nguy cơ chết đói. Nhà khoa học
Mỹ Norman Borlaug chính là cha đẻ của cuộc cách mạng đó.
Kể từ cuộc “Cách mạng xanh”, vai trò của Công nghệ sinh học đã được
toàn thế giới chú ý đến. Đầu những năm 1980, đã bắt đầu hình thành công nghệ
sinh học hiện đại là lĩnh vực công nghiệp sử dụng hoạt động sinh học của các tế
bào đã được biến đổi di truyền. Các nước có nền công nghiệp mới thì từ những

năm 85 và các nước đang phát triển trong khu vực thì chủ yếu từ những năm 90
trở lại đây. Đến nay hầu hết ở các nước Công nghệ sinh học đều được coi là
một hướng khoa học công nghệ ưu tiên đầu tư và phát triển.
Công nghệ sinh học là việc áp dụng các nguyên lý khoa học và kỹ thuật để
biến đổi vật chất bằng các tác nhân sinh học nhằm cung cấp sản phẩm và các
dịch vụ. Các tác nhân sinh học chính là vi sinh vật, tế bào thực vật và các
enzim. Sản phẩm và các dịch vụ chủ yếu có liên quan với nông nghiệp, ngư
nghiệp, công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.(OCDE).
Quá trình phát triển công nghệ sinh học qua ba cuộc cách mạng:
2


+ Cách mạng sinh học lần thứ nhất (đầu thế kỷ 20): sử dụng quá trình lên
men để sản xuất các sản phẩm như acetone, glycerine, citric acid, riboflavin...
+ Cách mạng sinh học lần thứ hai (sau thế chiến thứ 2): sản xuất kháng
sinh, các sản phẩm lên men công nghiệp như glutamic acid, các
polysaccharide. Trong đó, có các thành tựu về đột biến, tạo các chủng vi sinh
vật cho năng suất và hiệu quả cao, phát triển các quá trình lên men liên tục và
phát hiện phương pháp mới về bất động enzyme để sử dụng nhiều lần...
+ Cách mạng sinh học lần thứ ba (bắt đầu từ giữa thập niên 1970): với
các phát hiện quan trọng về enzyme cắt hạn chế, enzyme gắn, sử dụng
plasmid làm vector tạo dòng, đặt nền móng cho một nền công nghệ sinh học
hoàn toàn mới đó là công nghệ DNA tái tổ hợp.
Ngoài ra, có thể hiểu công nghệ sinh học hình thành và phát triển
qua 4 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1:
Hình thành rất lâu trong việc sử dụng các phương pháp lên men vi sinh vật
để chế biến và bảo quản thực phẩm, ví dụ sản xuất pho mát, dấm ăn, làm bánh
mì, nước chấm, sản xuất rượu bia… Trong đó, nghề nấu bia có vai trò rất đáng
kể. Ngay từ cuối thế kỷ 19, Pasteur đã cho thấy vi sinh vật đóng vai trò quyết

định trong quá trình lên men. Kết quả nghiên cứu của Pasteur là cơ sở cho sự
phát triển của ngành công nghiệp lên men sản xuất dung môi hữu cơ như aceton,
ethanol, butanol, isopropanol… vào cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20.
+ Giai đoạn 2:
Nổi bật nhất của quá trình phát triển công nghệ sinh học trong giai đoạn
này là sự hình thành nền công nghiệp sản xuất thuốc kháng sinh penicillin,
khởi đầu gắn liền với tên tuổi của Fleming, Florey và Chain (1940). Trong
thời kỳ này đã xuất hiện một số cải tiến về mặt kỹ thuật và thiết bị lên men vô
trùng cho phép tăng đáng kể hiệu suất lên men. Các thí nghiệm xử lý chất thải
bằng bùn hoạt tính và công nghệ lên men yếm khí tạo biogas chứa chủ yếu
khí methane, CO2 và tạo nguồn phân bón hữu cơ có giá trị cũng đã được tiến
hành và hoàn thiện.
+ Giai đoạn 3:
Bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ 20, song song với việc hoàn thiện
các quy trình công nghệ sinh học truyền thống đã có từ trước, một số hướng
3


nghiên cứu và phát triển công nghệ sinh học đã hình thành và phát triển mạnh
mẽ nhờ một loạt những phát minh quan trọng trong ngành sinh học nói chung
và sinh học phân tử nói riêng. Đó là việc lần đầu tiên xác định được cấu trúc
của protein (insulin), xây dựng mô hình cấu trúc xoắn kép của phân tử DNA
(1953). Chính những phát minh trong giai đoạn này làm tiền đề cho các
nghiên cứu và ứng dụng sau này vào công nghệ sinh học hiện đại.
+ Giai đoạn 4:
Bắt đầu từ năm 1973, khi những thí nghiệm khởi đầu dẫn đến sự ra đời
của kỹ thuật DNA tái tổ hợp được thực hiện và sự xuất hiện insulin-sản phẩm
đầu tiên của nó vào năm 1982, cùng với thí nghiệm chuyển gen vào cây trồng
cũng thành công vào năm này. Đến nay, công nghệ sinh học hiện đại đã có
những bước tiến khổng lồ trong các lĩnh vực nông nghiệp (cải thiện giống cây

trồng...), y dược (liệu pháp gen, liệu pháp protein, chẩn đoán bệnh...), công
nghiệp thực phẩm (cải thiện các chủng vi sinh vật...)...
Có thể phân biệt 2 nhóm công nghệ sinh học là:
+ Công nghệ sinh học truyền thống (traditional biotechnology)
Bao gồm:
- Thực phẩm lên men truyền thống (food of traditional fermentations).
- Công nghệ lên men vi sinh vật (microbial fermentation technology).
- Sản xuất phân bón và thuốc trừ sâu vi sinh vật (production of microbial
fertilizer and pesticide).
- Sản xuất sinh khối giàu protein (protein – rich biomass production).
- Nhân giống vô tính bằng nuôi cấy mô và tế bào thực vật (plant
micropropagation).
- Thụ tinh nhân tạo (in vitro fertilization).
+ Công nghệ sinh học hiện đại (modern biotechnology)
Công nghệ sinh học hiện đại ra đời cùng với sự xuất hiện kỹ thuật gen.
Cơ sở sinh học áp dụng ở đây bao gồm sinh học phân tử, sinh học tế bào, hóa
sinh học, di truyền học, vi sinh vật học, miễn dịch học, cùng các nguyên lý kỹ
thuật máy tính...
Các lĩnh vực ứng dụng của công nghệ sinh học:
+ Trong nông nghiệp:
4


Lĩnh vực nông nghiệp tuy không phải là mục tiêu phát triển hàng đầu của
các nước phát triển, nhưng thực tế cho thấy những nghiên cứu, hoạt động sản
xuất ở lĩnh vực này được nhiều người quan tâm.
- Việc tạo ra các giống cây mới làm tăng năng suất, kháng sâu bệnh,
chống chịu với điều kiện ngoại cảnh tốt ...
- Các chế phẩm sinh học: thuốc trừ sâu, phân bón ...
- Hormone sinh trưởng ...

+ Trong y dược:
Đây là lĩnh vực mà thành tựu của công nghệ sinh học chiếm ưu thế và đa
dạng nhất, cũng như tầm quan trọng rõ nhất. Các kháng sinh, các vitamin hay
các loại thuốc chữa bệnh.
Hiện nay, các công ty công nghệ sinh học y dược hàng đầu thế giới đang
tập trung vào nghiên cứu tạo ra sản phẩm chống lại các căn bệnh như
HIV/AIDS, các loại bệnh ung thư, tiểu đường, các bệnh tim mạch, các bệnh
truyền nhiễm...
+ Công nghệ sinh học công nghiệp và chế biến thực phẩm:
Công nghệ sinh học công nghiệp bao gồm các lĩnh vực sản xuất các loại
enzyme như amylase, cellulase và protease dùng trong công nghiệp dệt, công
nghiệp xà phòng và mỹ phẩm, bánh kẹo, rượu bia và nước giải khát…
Các sản phẩm ứng dụng công nghệ sinh học khá thiết thực và đa dạng:
- Công nghiệp hóa chất.
- Công nghiệp chế tạo giấy.
- Công nghiệp khai khoáng và phát hiện khoáng sản. Có hai công nghệ:
lọc sinh học/oxy hóa sinh học các kim loại, xử lý ô nhiễm kim loại và tái sinh.
Công nghệ lọc kim loại dùng các vi sinh vật có thể thu được các kim loại quí
như đồng, kẽm và cobalt. Công nghệ xử lý sinh học ô nhiễm có thể áp dụng
đối với các kim loại nặng.
+ Công nghệ sinh học môi trường:
Tuy là lĩnh vực khá mới nhưng sự phát triển và ứng dụng của công nghệ
sinh học môi trường rất đáng kể. Mọi quá trình xử lý chất thải nếu không
khép kín bằng xử lý sinh học thì khó có thể thành công trọn vẹn.
Các hoạt động của công nghệ sinh học môi trường đang được chú trọng
là:
5


- Công nghệ phân hủy sinh học: dùng các cơ thể sống phân hủy các chất

thải độc tạo nên các chất không độc như nước, khí CO2 và các vật liệu khác.
Bao gồm, công nghệ kích thích sinh học: bổ sung chất dinh dưỡng để kích
thích sự sinh trưởng của các vi sinh vật phân hủy chất thải có sẵn trong môi
trường, công nghệ bổ sung vi sinh vật vào môi trường để phân hủy chất ô
nhiễm, công nghệ xử lý ô nhiễmkim loại và các chất ô nhiễm khác bằng thực
vật và nấm.
- Dự phòng môi trường: phát triển các thiết bị dò và theo dõi ô nhiễm
môi truờng, đặc biệt trong việc dò nước và khí thải công nghiệp trước khi giải
phóng ra môi trường.
2.2. Hiệu quả và ý nghĩa thực tiễn của ứng dụng công nghệ sinh học
2.2.1. Hiệu quả ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước ô nhiễm
- Công nghệ xử lý nước thải ngày càng đi sâu vào áp dụng công nghệ
sinh học và các biện pháp sinh học cũng đã chứng minh hiệu quả xử lý triệt
để, hơn hẳn những biện pháp xử lý hóa lý khác.
- Xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học đáp ứng mục đích đưa dòng
thải vào vòng tuần hoàn tự nhiên của vật chất, chất thải được xử lý và phân
hủy theo chu trình sinh học tự nhiên. Kết quả của quá trình xử lý là các chất
thải được chuyển hóa hoàn toàn thành dòng thải sạch (đủ tiêu chuẩn).
- Trong quá trình xử lý này, con người không tác động trực tiếp các biện
pháp lý hóa vào quy trình khép kín, do đó lượng nước thải sau khi xử lý được
đưa vào tự nhiên sạch hơn mà không bị biến đổi thành phần tính chất.
2.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Ý nghĩa thực tiễn của việc áp dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước
thải là vô cùng quan trọng trong đời sống. Vừa mang lại lợi ích cho kinh tế,
vừa mang lại lợi ích cho xã hội lẫn môi trường. Có thể kể những ý nghĩa quan
trọng như :
- Ứng dụng sinh học như một vòng tuần hoàn tự nhiên khép kín, xử lý
chất thải hiệu quả mà không mang lại ảnh hưởng xấu hoặc biến đổi bất lợi
khác cho môi trường. Chất lượng nước đầu ra sạch hơn và có tính chất như
nước tự nhiên.

- Công nghệ sinh học là công cụ xử lý triệt để và chủ động trên thành
phần và tính chất nước thải, không cần thiết có sự can thiệp trực tiếp của con
6


người vào quá trình xử lý tự nhiên. Thuận tiện trong công tác vận hành và
quản lý.
- Tiết kiệm kinh phí trong việc xử lý nước thải. Chi phí cho các biện
pháp sinh học thường thấp hơn chi phí cho các biện pháp xử lý khác. Bên
cạnh đó chi phí quản lý cũng thấp do việc quản lý đơn giản hơn.
- Những chất không bị phân hủy trong nước thải công nghiệp trước hết là
trong công nghiệp hóa học. Người ta phân lập và tạo ra những chủng có thể
phân hủy các chất đó trong điều kiện tự nhiên.
- Các phương pháp khử kim loại nặng trong bùn vừa xử lý được ô nhiễm
vừa thu lại được các kim loại quý.
- Xử lý được nguồn nước thải nồng độ cao, đặc biệt là BOD, COD, SS…
trong đó nước thải dễ xử lý sinh học có nồng độ COD từ 20.000 – 30.000
mg/l (phân hủy kỵ khí).
- Phân hủy hiếu khí được ứng dụng rộng rãi để ổn định chất rắn với kích
thước bể xử lý từ nhỏ đến trung bình. (Q < 20.000 – 40.000 m3/ngày ).
- Hồ sinh học dung xử lý các loại nước thải công nghiệp, sinh hoạt và cả
nước thải chăn nuôi có hàm lượng chất hữu cơ ô nhiễm cao.
2.3. Nguyên lý sử dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước ô nhiễm
Hiện nay, có rất nhiều chế phẩm sinh học được sử dụng rộng rãi để xử lý
nước thải nói chung và nước thải trong nuôi trồng thủy sản nói riêng. Các loại
chế phẩm sinh học có tác dụng trên chất thải vô cơ cũng như hữu cơ. Tuy
nhiên tác dụng của chúng mạnh hơn đối với chất thải hữu cơ bao gồm: cacbon
hữu cơ, nitơ và phospho phân giải từ protein dư thừa.
Tất cả các loại chế phẩm đều dựa trên các nguyên lý cơ bản:
+ Sử dụng các loại vi sinh vật có lợi và các loại enzyme phân giải

Một số loại vi sinh vật có khả năng tự phân giải hoặc kết hợp các loại
emzyme để phan giải, hấp thụ các chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng và năng
lượng. Phương pháp này có thể chia thành 2 dạng: hiếu khí và yếm khí
Dạng hiếu khí sử dụng các vi sinh vật cần cung cấp oxy liên tục và duy
trì nhiệt độ từ 20 – 40 độ C trong quá trình phát triển.
Dạng yếm khí sử dụng các vi sinh vật không cần oxy, có khả năng phân
giải chất hữu cơ, các loại khí độc. Đây là loại được ứng dụng rộng rãi nhất
trong xử lý nước thải.
7


+ Sử dụng hệ động thực vật để hấp thụ các chất hữu cơ.
Bản chất của việc sử dụng hệ động thực vật thủy sinh để loại bỏ chất ô
nhiễm dựa trên cơ sở quá trình chuyển hóa vật chất trong hệ sinh thái thông
qua chuỗi thức ăn.
2.4. Ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước ô nhiễm
2.4.1. Các loại chế phẩm vi sinh vật ứng dụng trong xử lý nước ô nhiễm
2.4.1.1. Chế phẩm EM
Chế phẩm EM là gì?
EM (Effective Microorganisms) có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu. Chế
phẩm này do Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp
Ryukyus, Okinawoa, Nhật Bản sáng tạo và áp dụng thực tiễn vào đầu năm
1980. Trong chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí
thuộc 5 nhóm: vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ
khuẩn. 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2000 loài được sử dụng
phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men .
Các dạng của EM
Chế phẩm gốc có tên gọi là EM1, có màu nâu, mùi thơm, vị chua ngọt,
độ pH < 3,5. Chế phẩm được bảo quản ở nhiệt độ bình thường, tránh ánh nắng
mặt trời trực tiếp chiếu vào. Thời gian bảo quản từ 6 tháng đến 1 năm.

Từ chế phẩm EM1 có thể chế ra các chế phẩm khác như EM thứ cấp, EM
Bokashi B (làm thức ăn cho gia súc) và EM Bokashi C (để xử lý môi trường).
EM thứ cấp: Nguyên liệu cần dùng để tạo ra bao gồm chế phẩm EM1, rỉ
đường hoặc đường nâu, nước sạch. Cách làm: Pha trộn các vật liệu trên theo
tỷ lệ EM1: rỉ đường : nước là 1:1:20. Trước tiên hòa tan rỉ đường hoặc đường
nâu với nước sạch, sau đó đổ EM1 vào và trộn đều. Cho hỗn hợp này vào can
nhựa sạch và để trong thời gian từ 5 đến 10 ngày, tuỳ theo nhiệt độ không khí.
Khi đo thấy độ pH < 4,0 là sử dụng được.
EM Bokashi B: Dung dịch EM1, rỉ đường (hoặc đường nâu), nước sạch,
được pha trộn theo tỷ lệ 3:3:100. Sau đó phun dung dịch trên vào thức ăn và
trộn đều cho đến khi độ ẩm đạt khoảng 30 đến 40% là được. Cho vào bao
hoặc thùng chứa, bao kín để lên men kỵ khí. Sau 7-10 ngày, khi hỗn hợp lên
men, thơm mùi rượu, có mốc trắng trên bề mặt, nghĩa là EM Bokashi B đã
làm xong và có thể đem dùng.
8


EM Bokashi C: Vật liệu khô là cám gạo và mùn cưa được pha trộn theo
tỷ lệ 1:1. Dung dịch EM được chuẩn bị như trên. Cách làm tương tự như đối
với EM Bokashi B.
Nguyên lý của công nghệ EM
Một số tài liệu tiếng Việt đã nêu lên vai trò cụ thể của từng nhóm vi sinh
vật trong EM. GS. Teruo Higa cho biết chế phẩm EM giúp cho quá trình sinh
ra các chất chống oxi hoá như inositol, ubiquinone, saponine, polysaccharide
phân tử thấp, polyphenol và các muối chelate. Các chất này có khả năng hạn
chế bệnh, kìm hãm các vi sinh vật có hại và kích thích các vi sinh vật có lợi.
Đồng thời các chất này cũng giải độc các chất có hại do có sự hình thành các
enzym phân huỷ. Vai trò của EM còn được phát huy bởi sự cộng hưởng sóng
trọng lực (gravity wave) sinh ra bởi các vi khuẩn quang dưỡng. Các sóng này
có tần số cao hơn và có năng lượng thấp hơn so với tia gamma và tia X. Do

vậy, chúng có khả năng chuyển các dạng năng lượng có hại trong tự nhiên
thành dạng năng lượng có lợi thông qua sự cộng hưởng.
Tác dụng của EM
EM được thử nghiệm tại nhiều quốc gia: Mỹ, Nam Phi, Thái Lan,
Philippin,Trung Quốc, Braxin, Nhật Bản, Singapore, Indonexia, Srilanca,
Nepal,Việt Nam, Triều Tiên, Belarus...và cho thấy những kết quả khả quan
a. Trong trồng trọt: EM có tác dụng đối với nhiều loại cây trồng (cây
lương thực, cây rau màu, cây ăn quả…) ở mọi giai đoạn sinh trưởng, phát
triển khác nhau. Những thử nghiệm ở tất cả các châu lục cho thấy rằng EM có
tác dụng kích thích sinh trưởng, làm tăng năng suất và chất lượng cây trồng,
cải tạo chất lượng đất. Cụ thể là:
- Làm tăng sức sống cho cây trồng, tăng khả năng chịu hạn, chịu úng và
chịu nhiệt
- Kích thích sự nảy mầm, ra hoa, kết quả và làm chín (đẩy mạnh quá
trình đường hoá)
- Tăng cường khả năng quang hợp của cây trồng
- Tăng cường khả năng hấp thụ và hiệu suất sử dụng các chất dinh dưỡng
- Kéo dài thời gian bảo quản, làm hoa trái tươi lâu, tăng chất lượng bảo
quản các loại nông sản tươi sống
- Cải thiện môi trường đất, làm cho đất trở nên tơi xốp, phì nhiêu
9


- Hạn chế sự phát triển của cỏ dại và sâu bệnh
b. Trong chăn nuôi :
- Làm tăng sức khoẻ vật nuôi, tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu
đối với các điều kiện ngoại cảnh
- Tăng cường khả năng tiêu hoá và hập thụ các loại thức ăn,
- Tích thích khả năng sinh sản,
- Tăng sản lượng và chất lượng trong chăn nuôi,

- Tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế sự ô nhiễm trong chuồng trại
chăn nuôi.
Điều kỳ diệu ở đây là : EM có tác dụng đối với mọi loại vật nuôi, bao
gồm các loại gia súc, gia cầm và các loài thuỷ, hải sản.
c. Trong bảo vệ môi trường :
Do có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gây thối (sinh ra các loại khí
H2S, SO2,NH3…) nên khi phun EM vào rác thải, cống rãnh, toalet, chuồng
trại chăn nuôi…sẽ khử mùi hôi một cách nhanh chóng. Đồng thời số lượng
ruồi, muỗi, ve, các loại côn trùng bay khác giảm hẳn số lượng. Rác hữu cơ
được xử lý EM chỉ sau một ngày có thể hết mùi và tốc độ mùn hoá diễn ra rất
nhanh. Trong các kho bảo quản nông sản, sử dụng EM có tác dụng ngăn chặn
được quá trình gây thối, mốc.
Đối với các loại nước thải được xử lý bằng công nghệ vi sinh, ta bổ sung
EM ngay từ giai đoạn đầu của quy trình xử lý thông thường nhằm thúc đẩy
quá trình và tăng cường hiệu lực xử lý, cả ở dạng kỵ khí và háo khí. Hiệu quả
rất tốt khi sử dụng EM để xử lý nước thải có hàm lượng hữu cơ cao. Phương
pháp đơn giản nhất để hạn chế mùi hôi và như là giải pháp cấy vi sinh vật vào
nước thải để giúp cho quá trình xử lý bằng vi sinh vật là cho EM thứ cấp vào
bể thu gom nước thải đầu tiên với tỷ lệ 1/1.000.
Để xử lý nước thải tù đọng ở ao, hồ, kênh, mương… cần phải xử lý cả
bùn đáy bằng EM Bokasi và nước thải bằng EM thứ cấp.
Các dạng EM thương phẩm trong xử lý nước ô nhiễm
+ BIO – EM
BIO-EM gồm tổ hợp chủng vi sinh vật được phân lặp sản xuất lên men
từ hệ thống lên men từng chủng vi sinh vật, hoạt tính của các chủng vi sinh
vật chứa trong BIO-EM cao.
10


Hình 1: Chế phẩm sinh học BIO-EM

- Tác dụng:
Xử lý nhanh nguồn nước ô nhiễm
Phân giải nhanh chất thải hữu cơ
Xử lý làm sạch hệ thống xử lý nước thải
Khử mùi hôi chất thải hữu cơ
Phân hủy các thành phần khó tiêu như: Protein, Tinh Bột, Xenlluloza,
Kitin, Pectin, lipit, …
Chuyển hóa thành phần khó tiêu thành dễ tiêu trong nước thải
Giảm chỉ số COD, BOD, TSS… khi sử dụng chế phẩm
Khôi phục lại hệ vi sinh trong hệ thống xử lý và môi trường
Diệt mầm bệnh và các vi khuẩn gây mùi hôi thối
- Cách dùng:
Đối với nước thải bệnh viện, dệt nhuộm, thủy sản: Hệ thống xử lý mới
vận hành cần sử dụng với hàm lượng theo thể tích bể. Bổ sung định kỳ 10
ngày 1 lần với liều lượng tính theo thể tích bể
Đối với nước thải chế biến thực phẩm, sinh hoạt:
Hệ thống xử lý mới vận hành cần sử dụng với hàm lượng theo thể tích bể.
Bổ sung định kỳ 10 ngày 1 lần với liều lượng tính theo thể tích bể
+ EMC dạng bột

Hình 2: Chế phẩm EMC dạng bột

Tác dụng:
11


- Phân giải nhanh các chất thải hữu cơ trong phân gia súc, gia cầm, rác
thải, phế thải nông nghiệp thành các chất dinh dưỡng cho cây
- Làm mất mùi hôi của phân, rác, nước thải và ức chế sinh trưởng các vi
sinh vật gây thối.

-Tạo chất kháng sinh để tiêu diệt một số vi sinh vật gây bệnh cho cây trồng.
- Chuyển hoá nhanh phân lân khó tiêu thành dạng dễ tiêu.
- Hình thành các chất kích thích sinh trưởng thực vật, giúp cây phát triển tốt.
Cách dùng:
- Xử lý nước thải nhà hàng, nước thải lò mổ gia súc, gia cầm: 1 gói EMC
(150g) cho 10 m3.
- Xử lý bùn cống: 1 gói EMC (150g) cho 1 m3.
- Xử lý nước thải: Phun đều 1lít chế phẩm EMC đã pha cho 1m3 nước thải.
2.4.1.2. Chế phẩm BRF 2 – AQUAKIT
Đây là loại chế phẩm sinh học sử dụng enzyme vi sinh vật hữu ích có
trong tự nhiên nhằm cải thiện môi trường nước trong ao hồ nuôi tôm cá, ít được
sử dụng trong xử lý nước sau sản xuất, thành phần sinh học của chế phẩm này
gồm nhiều chủng loại vi sinh được tuyển chọn theo quy trình công nghệ cao;
tập hợp các thành phần men ngoại bào của quá trình sinh trưởng vi sinh; các
enzyme ngoại bào tổng hợp; các chất dinh dưỡng sinh học và khoáng chất kích
hoạt sinh trưởng ban đầu và súc tác hoạt tính.

Hình 3: Chế phẩm BRF 02 – AQUAKIT

Thành phần vi sinh
Bacillus licheniformis: 15,62%
Bacillus megaterium: 47,99%
Bacillus subtilis: 33,23%
Bacillus polymyxa: 3,15%
12


Aspergillus oryzae: 0,01%
Tác dụng của BRF 2 – aquakit
Giảm thiểu cặn bả hữu cơ trong ao như bùn đáy, uế chất từ tôm cá, thức

ăn thừa,… và ngăn chặn sự tích tụ chất thải hữu cơ trong suốt quá trình nuôi.
Ngăn chặn sự phát sinh và hình thành các chất độc cho tôm cá như:
ammonia, H2S,…
Cải thiện chất lượng nước ao và màu nước bằng việc tạo ra hệ cân bằng
tối ưu giữa vi tảo và các dòng vi khuẩn có lợi.
Tăng oxy trong nước nuôi do làm giảm chỉ tiêu BOD.
Lấn át và ức chế sự phát triển của các vi sinh gây bệnh trong ao.
Nâng cao tỷ lệ sống của thủy sản trong ao.
2.4.1.3. Chế phẩm COMPOZYME
Đây là sản phẩm được sử dụng phổ biến để cải tạo nguồn nước sử dụng
cũng như nước thải trong hệ thống nuôi trồng thủy sản hiện nay.
Thành phần
Protease, amylase, lipase, lactose, cellulose
Nitrobacter,

Bacillus

subtilis

Natto,

Aerobacter,

Nitrosomonas,

Cellulomonas
Tác dụng
- Phân hủy triệt để mùn bã hữu cơ tích tụ trong nền đáy ao nuôi thủy sản.
- Tăng cường và bổ sung vi sinh vật có lợi trong ao nuôi, duy trì ổn định
màu nước.

Hình 4: Sản phẩm Compozyme nhập khẩu từ Đài Loan
2.3.1.4. Chế phẩm MICROZYME
Thành phần
Tổng hợp các loại enzyme, khoáng vi lượng, amino acid
13


Các sinh vật có lợi trong nguồn nước: Bacillus subtilis, Lactobacillus
acidophilus, Steptococcus faecalis, Bacillus lichenifomis.
Tác dụng
Microzyme được sử dụng trong xử lý nước, chủ yếu trong nuôi trồng
thủy sản. Chế phẩm này có khả năng cân bằng môi trường sinh thái, duy trì
màu nước, duy trì các loại tảo có lợi trong nước; Phân hủy các loại khí độc
trong nước như NH3, H2S; Tăng cường hàm lượng oxy hòa tan trong nước;
Bổ sung các vi sinh vật có lợi cho sự phát triển của sinh vật thủy sinh.
2.3.1.5. Chế phẩm BIOCHIE
Chế phẩm sinh học Biochie bao gồm một số chủng thuộc chi Bacillus
(Bacillus

subtilis,

Bacillus

megaterium,

Bacillus

licheniformis)

và

Lactobacillus (Lactobacillus acidophilus). Chúng có chức năng phân hủy hợp
chất hữu cơ thải ra từ thức ăn thừa và uế thải nhờ khả năng tổng hợp enzim
phân hủy hữu cơ như protease, amylase. Chúng còn có khả năng tổng hợp
chất kháng khuẩn làm giảm số lượng VSV gây bệnh phát triển quá mức như
Vibrio, Aeromonas…. ở trong nước, đặc biệt là các ao nuôi thủy sản.
Sử dụng chế phẩm sinh học Biochie để xử lý nước nuôi tôm cá có tác dụng
làm giảm lượng bùn hữu cơ, giảm chu kỳ thay nước và cải thiện môi trường (tăng
oxi hòa tan, giảm COD, BOD). Ngoài ra, còn có tác dụng giảm đáng kể tỷ lệ chết,
tỷ lệ còi cọc, tăng sản lượng và giảm mùi hôi của ngư trường.
Trong quá trình nuôi trồng thủy sản, lượng thức ăn thừa, uế thải hữu cơ
thải ra môi trường nuôi khá lớn. Các hợp chất hữu cơ này là nhân tố kích
thích sự phát triển của VSV gây ô nhiễm ao nuôi, làm mất cân bằng hệ sinh
thái ao nuôi. Mặt khác, trong quá trình phân hủy không triệt để các hợp chất
hữu cơ từ thức ăn thừa, uế thải, xác động vật nuôi sinh ra một số chất độc.
Một số hợp chất độc và sự phát triển quá mức của VSV không có lợi trong
môi trường nuôi làm giảm chất lượng nước dẫn đến tăng stress và tăng khả
năng nhiễm bệnh, tôm cá phát triển còi cọc, tỷ lệ chết tăng cao.
Một số VSV có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ đơn giản và
phức hợp nhờ khả năng tổng hợp enzym phân hủy hữu cơ (protease, amylase,
cellulose) và sinh chất đối kháng chống VSV gây bệnh. Người ta lợi dụng đặc
tính này của VSV để sản xuất chế phẩm xử lý nước nuôi thủy sản.
14


Sử chế phẩm Biochie để xử lý nước nuôi tôm giống, cá giống, tôm thịt,
cá thịt cho kết quả khá tốt. Môi trường được cải thiện, đặc biệt rất có hiệu quả
đối với nuôi tôm, cá giống: giảm chu kỳ thay nước, giảm mùi hôi. Tác dụng
của chế phẩm lên sự tăng trưởng của tôm, cá rất khả quan: tôm cá phát triển

đồng đều, tăng tỷ lệ sống, tăng trưởng nhanh, tăng năng suất thu hoạch.
2.4.1.6. Active cleaner
Chế phẩm vi sinh Active Cleaner được sản xuất dựa trên kỹ thuật vi sinh
hiện đại của các chuyên gia hàng đầu tại Nhật Bản, có chứa 6 nhóm vi sinh
vật có ích cho môi trường: nhóm vi khuẩn quang hợp, nhóm lên men acid
lactic, nhóm nấm men, nhóm nấm mốc, nhóm xạ khuẩn và nhóm vi khuẩn
Bacsillus natto, đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như:
- Chăn nuôi: sử dụng làm thức ăn phụ gia cho nuôi heo, gà, vịt, bò và
nuôi trồng thủy sản; phun xịt khử mùi chuồng trại.
Ngoài ra, Active Cleaner còn dùng làm mô hình đệm lót sinh thái trong
chăn nuôi heo, gà. Sử dụng đệm lót có nhiều lợi ích như giúp tiêu hóa tốt thức
ăn, làm tăng khả năng hấp thu axit amin, qua đó tăng độ mềm, vị ngọt tự
nhiên cho thịt so với chăn nuôi thông thường, đồng thời tiết kiệm được 80%
nước vệ sinh chuồng trại, 60% chi phí lao động.
Chế phẩm vi sinh Active Cleaner được tạo ra vì mục tiêu giúp đỡ người
nông dân thoát khỏi sự phụ thuộc vào các loại hóa chất, đưa nền nông nghiệp
phát triển trên nền tảng sinh học vững chắc. Đây là sản phẩm thân thiện với
môi trường, không gây ô nhiễm, không gây hại cho sức khỏe con người, giúp
cho gia súc, gia cầm, cây cối sinh trưởng và phát triển khỏe mạnh.
- Cây trồng: Gia tăng nhóm vi sinh vật có ích trong đất, giảm tỷ lệ gây
bệnh. Phân giải chất hữu cơ, cải thiện chất dinh dưỡng trong đất, thúc đẩy
hệrễ phát triển, lá dày và lớn, tăng khả năng quang hợp của lá cây, giúp cây
trồng sinh trưởng và phát triển tốt.
- Xử lý nước: Phân giải mùn bã hữu cơ, các loại khí độc, tăng cường hệ
vi khuẩn có lợi, hạn chế vi khuẩn có hại.
2.4.2. Các công trình xử lý hiếu khí nước thải
2.4.2.1. Bể lọc sinh học (biofilter)
- Cơ chế xử lý nước thải theo nguyên tắc lọc- dính bám:
15

+ Sau một thời gian, màng sinh vật được hình thành và chia thành 2
lớp: lớp ngoài cùng là lớp hiếu khí được oxy khuếch tán xâm nhập, lớp trong là
lớp thiếu oxy (anoxic). Bề dày màng sinh vật từ 600-1000 micromet trong đó
phần lớn là vùng hiếu khí. Do đó quá trình lọc sinh học thường được xem như
là quá trình hiếu khí nhưng thực chất là hệ thống vi sinh vật hiếu-yếm khí.
+ Thành phần: vi khuẩn (chủ yếu), động vật nguyên sinh, nấm, xạ
khuẩn,…Sau một thời gian hoạt động, màng sinh vật dày lên, các chất khí tích
tụ phía trong tăng lên và màng bị bóc khỏi VLL. Hàm lượng cặn lơ lửng trong
nước tăng lên. Sự hình thành các lớp màng sinh vật mới lại tiếp diễn.

Hình 5: Cấu tạo bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học có lớp vật liệu không thấm nước
- Cấu tạo: có vật liệu tiếp xúc không ngập nước.
+ Các lớp vật liệu có độ rỗng và diện tích lớn nhất (nếu có thể).
+ Nước thải được phân phối đều.
+ Nước thải sau khi tiếp xúc vật liệu tạo thành các hạt nhỏ chảy thành
màng nhỏ luồng qua khe hở vật liệu lọc.
+ Ở bề mặt vật liệu lọc và các khe hở giữa chúng các cặn bẩn được giữ lại
tạo thành màng (Màng sinh học).
+ Lượng oxy cần thiết để cấp làm oxy hoá chất bẩn đi từ đáy lên.
+ Những màng vi sinh đã chết sẽ cùng nước thải ra khỏi bể được giữ ở
bể lắng 2.
- Vật liệu lọc:
+ Có diện tích bề mặt/đơn vị diện tích lớn.
16


+ Than đá cục, đá cục, cuội sỏi lớn, đá ong (60-100 mm).
- Hệ thống phân phối nước:

+ Dàn ống tự động qua (bể trộn, tháp lọc).
+ Dàn ống cố định (lọc sinh học nhỏ giọt) cao tải.
+ Khoảng cách từ vòi phun đến bề mặt vật liệu: 0.2 – 0.3 m.
- Sàn đỡ và thu nước: có 2 nhiệm vụ
+ Thu đều nước có các mảnh vở của màng sinh học bị tróc.
+ Phân phối đều gió vào bể lọc để duy trì MT hiếu khí trong các khe
rỗng.
+ Sàn đỡ bằng bê tông và sàn nung.
+ Khoảng cách từ sàn phân phối đến đáy bể thường 0.6 – 0.8 m, i = 1 – 2 %.
- Phân loại bể lọc sinh học
Thông số
Chiều cao lớp VL

Đơn vị đo

Tải trọng thấp

Tải trọng cao

M

1–3

0.9-2.4 (đá)
6-8 (nhựa tấm)

Loại
Tải trọng theo chất HC

Đá cục, than cục,

Đá cục, than, đá

đá ong, …

ong, nhựa đúc

0.08 – 0.4

0.4 – 0.16

M3/m2.ngày

1 – 4.1

4.1 – 40.7

%

80 – 90

65 – 85

Kg
BOD/l.m3.ngày

Tải trọng thuỷ lực theo
diện tích bề mặt
Hiệu quả BOD

2.4.2.2. Bể Aerotank
Aerotank là công trình xử lý nước thải có dạng bể được thực hiện nhờ
bùn hoạt tính và cấp oxy bằng khí nén hoặc làm thoáng, khuấy đảo liên tục.
Với điều kiện như vậy, bùn được phát triển ở trạng thái lơ lửng và hiệu suất
phân hủy (oxy hóa) các hợp chất hữu cơ là khá cao.
Khi nước thải đi vào bể, các bông bùn hoạt tính được hình thành mà hạt
nhân của nó là các phần tử cặn lơ lửng. Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư trú,
phát triển dần cùng với các động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… tạo nên
các bông bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ các chất hữu cơ hòatan, keo
và không hòa tan phân tán nhỏ. Vi khuẩn và vi sinh vật sống dùng chất hữu
17


cơ và chất ding dưỡng (N, P) lam thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất
trơ không hòa tan và thành tế bào mới. Dẫn đến trong bể aeroten lượng bùn
hoạt tính tăng dần lên, sau đó được tách ra tại bể lắng đợt 2, một phần được
quay trở lại đầu bể aeroten để tham gia xử lý NT theo chu trình mới. Quá
trình cứ tiếp diễn đến khi chất thải cuối cùng không thể là thức ăn của các vi
sinh vật được nữa.
Nguyên lý làm việc
+ Thực chất quá trình xử lý nước thải bằng bể Aerotank qua 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Tốc độ oxy hoá xác định bằng tốc độ tiêu thụ oxy.
Giai đoạn 2: Bùn hoạt tính khôi phục khả năng oxy hoá, đồng thời oxy
hoá tiếp những chất hợp chất chậm oxy hoá.
Giai đoạn 3: Giai đoạn nitơ hoá và các muối amôn.
+ Khi sử dụng bể Aerotank phải có hệ thống cấp khí.
Phân loại bể Aerotank
a) Theo nguyên lý làm việc:
+ Bể Aerotank thông thường: công suất lớn.
Bể Aerotank xử lý sinh hoá không hoàn toàn (BOD20 ra ~ 60 – 80 mg/l).

Bể Aerotank xử lý sinh hoá hoàn toàn (BOD20 ra ~ 15 – 20 mg/l).
+ Bể A sức chứa cao: BOD20 > 500 mg/l.
b) Phân loại theo sơ đồ công nghệ:
+ Aerotank bậc 1.
+ Aerotank bậc 2.
c) Theo phương pháp làm thoáng:
+ Bằng khí nén.
+ Khuấy cơ học.
+ Thoáng kết hợp.
+ Quạt gió.

18


Hình 6: bể Aerotank
2.4.2.3. Công nghệ lọc dòng ngược bùn sinh học USBF (Upflow
Sludge Blanket Filter)
Công nghệ lọc dòng ngược bùn sinh học USBF (Upflow Sludge Blanket
Filter) được thiết kế dựa trên trên mô hình động học xử lý BOD, nitrate hoá
(nitrification) và khử nitrate hóa (denitrification) của Lawrence và McCarty,
Inc. lần đầu tiên được giới thiệu ở Mỹ những năm 1900 sau đó được áp dụng
ở châu âu từ 1998 trở lại đây. Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới mô hình của
Lawrence và McCarty được áp dụng kết hợp trên nhiều dạng khác nhau tùy
thuộc vào đặc điểm của mỗi nước. Công nghệ này chưa được sử dụng ở Việt
Nam, mặc dù công nghệ bùn hoạt tính đã được sử dụng như một công nghệ
kinh điển trong công tác xử lý nước thải phổ biến ở nước ta.

Hình 7. Sơ đồ cấu tạo của mô hình
Chú thích:
Các chữ số chỉ kích thước (cm)

(A) : Mương thu nước đầu vào; (B) :Ngăn thiếu khí; (C) : Ngăn hiếu khí;
(D) : Ngăn USBF; (E) : Các thanh sục khí; (G) : Ống thu bùn;
I, II, III: Các điểm lấy mẫu ngăn thiếu khí, hiếu khí và sau quá trình xử lý
IV : vị trítuần hoàn bùn
Cấu tạo của mô hình: Mô hình gồm 3 module chính: ngăn thiếu khí
(anoxic), ngăn hiếu khí (aerobic) và ngăn lọc bùn sinh học dòng ngược
(USBF). Mương chảy tràn thu nước đầu vào nhằm hạn chế tác động của dòng
vào đối với ngăn thiếu khí và tăng hiệu quả xáo trộn giữa dòng nước thải đầu
vào và bùn tuần hoàn. Mương chảy tràn và thu nước đầu ra, ống thu bùn, bộ
19


phận sục khí… Các thiết bị cần thiết bao gồm: 1 máy bơm định lượng bơm
nước thảiđầu vào, 1 máy bơm bùn và 1 máy thổi khí.
Nguyên tắc hoạt động của mô hình: Mô hình được thiết kế nhằm kết hợp
các quá trình loại bỏ carbon (COD, BOD), quá trình nitrat hoá/khử nitrat và
quá trình loại bỏ dinh dưỡng (N và P). Nước thải được loại bỏ rắn, sau đó,
được bơm vào mương chảy tràn thu nước đầu vào cùng trộn lẫn với dòng tuần
hoàn bùn. Hồn hợp nước thải và bùn hoạt tính chảy vào ngăn thiếu khí. Ngăn
này có vai trò như là ngăn chọn lọc thiếu khí (Anoxic Selector) thực hiện hai
cơ chế chọn lọc động học (Kinetic Selection) và chọn lọc trao đổi chất
(Metabolism Selection) để làm tăng cường hoạt động của vi sinh vật tạo bông
nhằm tăng cường hoạt tính của bông bùn và kìm hãm sự phát triển của các vi
sinh vật hình sợi gây vón bùn và nổi bọt. Quá trình loại bỏ C, khử nitrat và
loại bỏ P diễn ra trong ngăn này. Sau đó, nước thải chảy qua ngăn hiếu khí
nhờ khe hở dưỡi đáy ngăn USBF. Ở đây ô xy được cung cấp nhờ các ống
cung cấp khí qua một máy bơm. Nước thải sau ngăn hiếu khí chảy vào ngăn
USBF và di chuyển tử dưới lên, ngược chiều với dòng bùn lắng xuống theo
phương thẳng đứng. Đây chính là công đoạn thể hiện ưu điểm của hệ thống
do kết hợp cả lọc và xử lý sinh học của chính khối bùn hoạt tính.

Phần nước trong đã được xử lý phía trên chảy tràn vào mương thu nước
đầu ra. Một phần hỗn hợp nước thải và bùn trong ngăn này được tuần hoàn
trở laị ngăn thiếu khí.

Hình 8. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của mô hình
2.4.3. Các công trình xử lý kị khí nước thải
20


2.4.3.1. Bể lọc kị khí AF (Anaerobic filter)
Ở công trình này quá trình xử lý thực hiện qua vật liệu lọc để vi sinh vật
kị khí dính bám vào và thực hiện quá trình chuyển hóa sinh hóa các chất hữu
cơ có trong nước thải, đồng thời tránh sự rửa trôi của màng sinh vật.

Hình 9 : Bể lọc kị khí AF
2.4.3.2. Bể xử lý sinh học kị khí với dòng chảy ngược qua bông bùn
hoạt tính (UASB- upflow anaerobic sludge blanket)
- Cấu tạo: Bể UASB có thể xây dựng bằng bêtông cốt thép, thường xây
dựng hình chữ nhật. Để dễ tách khí ra khỏi nước thải người ta lắp thêm tấm
chắn khí có độ nghiêng >= 350 so vơí phương ngang. Nhiệt độ càng cao thì
hiệu quả xử lí của bể UASB càng cao, do đó bể này áp dụng rất tốt ở Việt
Nam.

Hình 10: Bể UASB
- Nguyên tắc: Nước thải sau khi điều chỉnh pH và dinh dưỡng được dẫn vào
đáy bể và nước thải đi lên với vận tốc 0.6 – 0.9 m/h. Quá trình xử lý nước thải
bằng phương pháp kỵ khí xảy ra (bùn + nước thải) tạo ra khí (70 – 80% CH4).
21

- Ưu và nhược điểm của bể UASB :
+ Ưu điểm: Giảm lượng bùn sinh học, do đó giảm được chi phí xử lí bùn.
Khí sinh ra là khí biogas (CH4) mang tính kinh tế cao. Xử lí được hàm lượng
chất hữu cơ cao, tối đa là 4000 mg/l, BOD 500 mg/l, điều này không thể thực
hiện được ở các bể sinh học hiếu khí hay chỉ áp dụng ở những bể đặc biệt như
Aerotank cao tải. So với Aerotank (0.3 – 0.5 kgBOD/m 3/ngày)thì bể UASB
chịu được tải trọng gấp 10 lần khoảng 3 – 8 kgBOD/m 3/ngày, từ đó giảm
được thể tích bể. Không tốn năng lượng cho việc cấp khí vì đây là bể xử lí
sinh học kị khí, đối với các bể hiếu khí thì năng lượng này là rất lớn. Xử lí các
chất độc hại, chất hữu cơ khó phân hủy rất tốt. Khả năng chịu sốc cao do tải
lượng lớn. Ít tốn diện tích.
+ Nhược điểm: Khởi động lâu, phải khởi động một tháng trước khi hoạt
động. Hiệu quả xử lí không ổn định vì đây là quá trinh sinh học xảy ra tự
nhiên nên chúng ta không thể can thiệp sâu vào hệ thống. Lượng khí sinh ra
không ổn định gây khó khăn cho vận hành hệ thống thu khí. Xử lí không đạt
hiệu quả khi nồng độ BOD thấp.

22


PHẦN 3. KẾT LUẬN
Ngày nay, công nghệ sinh học đã được ứng dụng vào xử lý nước thải một
cách rộng rãi. Có rất nhiều phương pháp để sử dụng, tuy nhiên lựa chọn
phương pháp nào cho phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của từng
đối tượng, từng khu vực cần được cân nhắc kĩ càng.
Đối với sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản quy mô vừa và nhỏ có
thể sử dụng các chế phẩm sinh học sẽ có hiệu quả cao.
Đối với sản xuất nông nghiệp và thủy sản quy mô lớn thì sử dụng
phương pháp hồ sinh học và các vùng đất ngập nước sẽ có nhiều ưu thế hơn
xét về phương diện kinh tế cũng như môi trường.

Đối với sản xuất công nghiệp cần sử dụng các loại bể lọc sinh học nhằm
đảm bảo tính hiệu quả khi lọc nước, ngoài ra cần sử dụng thêm các biện pháp
cơ học, vật lý, hóa học để xử lý triệt để trước khi thải ra môi trường.

23


PHẦN 4. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trương Thanh Cảnh, Trần Công Tấn, Nguyễn Quỳnh Nga, Nguyễn
Khoa Việt, Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị bằng công nghệ sinh học kết
hợp lọc dòng ngược USBF (The upflow sludge blanket filter), Tạp chí phát
triển KH&CN, tập 9, số 7 -2006, Trang 65.
2. Nguyễn Thị Hường, Bài giảng Xử lý nước thải,
3. Đoàn Đức Lân, Chế phẩm EM- một sản phẩm độc đáo của công nghệ
sinh học Nhật Bản, Khoa Sinh – Hóa - Trường Đại học Tây Bắc.
4. Trần Thị Thu Ngân (2009). “Xử lý ô nhiễm môi ven biển bằng phương
pháp sinh học”. Hợp phần SUMA.
5. Nhóm 1 – DH07MT, Vai trò của Công nghệ sinh học trong xử lý nước
thải, Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM, 2009
6. Lê Xuân Phương, Vi sinh vật học môi trường. Đại học Bách khoa Đà
Nẵng, 2008.
7. Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan, Giáo trình Công nghệ
môi trường, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2004.

24