Ứng dụng của vi sinh vật trong xử lý nước thải

LOGO



I
II
III
IV


I. Đặt vấn đề:

Trong nhiều biện pháp xử lý nước thải, thì biện
pháp sinh học được quan tâm nhiều cho hiệu quả
cao nhất. So với biện pháp vật lý, hóa học biện
pháp sinh học chiếm vai trò quan trọng về quy mô
cũng như giá thành đầu tư, do chi phí cho một đơn
vị khối lượng chất khử là ít nhất. Đặc biệt xử lý
nước thải bằng phương pháp sinh học sẽ không gây
ô nhiễm và tái ô nhiễm môi trường - một nhược
điểm của biện pháp hóa học hay mắc phải.


II. Nội dung:
1. Khái niệm:
Phương pháp sinh học là nhờ hoạt động sống của vi
sinh vật (sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất
khoáng có trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng và
năng lượng) để biến đổi các hợp chất hữu cơ cao phân
tử trong nước thải thành các hợp chất đơn giản hơn.

2. Điều kiện xử lý nước thải bằng
biện pháp sinh học:
+ Thành phần các hợp chất hữu cơ trong nước thải
phải là những chất dễ bị ôxy hóa, nồng độ các chất
độc hại, các kim loại nặng phải nằm trong giới hạn
cho phép. Chính vì vậy khi xử lý nước thải cần
điều chỉnh nồng độ các chất này sao cho phù hợp.
+ Ngoài ra, các điều kiện môi trường như lượng O2,
pH, nhiệt độ của nước thải….cũng phải nằm trong
giới hạn nhất định để bảo đảm sự sinh trưởng, phát
triển bình thường của các vi sinh vật tham gia
trong quá trình xử lý nước thải.


3.Những vi sinh vật trong quá trình xử
lý nước thải
 Vi sinh vật là những sinh vật
đơn bào có kích thước nhỏ bao
gồm cả virus, vi khuẩn, archaea,
vi nấm, vi tảo, động vật nguyên
sinh...

 Vi sinh vật tham gia tích cực
vào quá trình phân giải các phế
thải nông nghiệp, phế thải công
nghiệp, rác sinh hoạt.


Tảo

vai trò cung cấp oxy quá trình hiếu khí
Một số tảo dùng trong xử lí


Vi khuẩn
Vai trò : phân giải các hợp chất hữu cơ thành các chất vô
cơ.


Một số vi khuẩn thường dùng :
1. saphrophytes
2. micrococus
3. pseudomonas
4.achromobacter
5. pseudomonas
6.citromonas
7.nitrobacter
8.nitrosomonas



Mối quan hệ giữa vi khuẩn và tảo trong
quá trình xử lí nước thải


Mối quan hệ giữa vi sinh vật và
môi trường

Nếu cơ chất nhiều
vi sinh vật phát

tốt.
Nếu cơ chất ít vi
sinh vật cạnh tranh
với nhau để phất
triển.


Tiết chất ức
chế vi sinh
vật khác


Hoặc
vi sinh
vật bị
tiêu
diệt


4.Thành phần và cấu trúc các loại vi sinh vật tham gia xử
lý nước thải
+ Yếu tố quan trọng nhất của biện pháp sinh học để xử lý nước
thải là sử dụng bùn hoạt tính (activated sludge) hoặc màng vi
sinh vật.
Bùn hoạt tính là bông màu vàng nâu dễ lắng, có kích thước 3
- 5μm. Những bông này bao gồm các vi sinh vật sống và cơ
chất rắn (40 %). Những vi sinh vật sống bao gồm vi khuẩn,
nấm men, nấm mốc, một số nguyên sinh động vật, dòi,
giun….
 Màng sinh vật phát triển ở bề mặt các hạt vật liệu lọc có

dạng nhầy dày từ 1 - 3 mm hoặc lớn hơn. Màu của nó thay
đổi theo thành phần của nước thải, từ vàng sáng đến nâu tối.
Màng sinh vật cũng bao gồm vi khuẩn, nấm men, nấm mốc
và nguyên sinh động vật khác.


5.Xử lý nước thải bằng vi sinh vật trong
điều kiện tự nhiên:
 Cơ sở khoa học của biện pháp này là dựa vào khả năng

tự làm sạch của đất và nước dưới tác động của các tác
nhân sinh học (vi sinh vật) có trong tự nhiên. Từ đó tiến
tới giảm được các chỉ số COD và BOD của nước thải
xuống tới mức cho phép.
Biện pháp xử lý này thường áp dụng đối với các loại
nước thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn không cao hoặc
nước thải sinh hoạt.
Việc xử lý nước thải này được thực hiện bằng các cánh
đồng tưới, bãi lọc hoặc hồ sinh học.


Diễn biến của quá trình xử lý như sau:
Cho nước thải chảy qua khu ruộng đang canh tác hoặc
những cánh đồng không canh tác được ngăn bờ tạo
thành những ô thửa, hay cho chảy vào các ao hồ có sẵn.
Nước thải ở trong các thuỷ vực này sẽ thấm qua các lớp
đất bề mặt, cặn sẽ được giữ lại ở đáy ruộng hay đáy hồ,
ao. Trong quá trình tồn lưu nước ở đây, dưới tác dụng
của các vi sinh vật cùng các loại tảo sẽ xảy ra quá trình
oxy hóa sinh học, chuyển hóa các hợp chất hữu cơ

phức tạp thành các chất đơn giản hơn, thậm chí có thể
được khoáng hóa hoàn toàn. Như vậy, sự có mặt của
oxy không khí trong các mao quản của đất hoặc ôxy
được thải ra do hoạt động quang hợp của tảo và thực
vật sẽ là yếu tố quan trọng cần cho quá trình ôxy hóa
nguồn nước thải.


Càng xuống lớp đất ở dưới sâu lượng ôxy càng ít, vì vậy
ảnh hưởng xấu đến quá trình ôxy hóa làm cho quá trình
này giảm dần. Đến độ sâu nhất định, thì chỉ còn nhóm vi
sinh vật yếm khí khử nitrat trong nước thải.

Hồ hiếu khí


Ao tảo ( hồ sinh học )



Tảo Synura

Tảo Pariditrum


6. Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học
trong điều kiện nhân tạo
* Xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí
Nguyên lý chung của quá trình xử lý sinh học hiếu khí:
Khi nước thải tiếp xúc với bùn hoạt tính, các chất thải có

trong môi trường như các chất hữu cơ hòa tan, các chất
keo và phân tán nhỏ sẽ được chuyển hóa bằng cách hấp
thụ vào keo tụ sinh học trên bề mặt các tế bào vi sinh vật.
Tiếp đó là giai đoạn khuếch tán và hấp thụ các chất bẩn từ
mặt ngoài của tế bào vào trong tế bào qua màng bán thấm
(màng nguyên sinh), các chất vào trong tế bào dưới tác
dụng của hệ enzym nội bào sẽ được phân huỷ.


Mô hình chụp từ phía ngoài
Mô hình 3D hệ thống xử lý

Mô hình thực tế


Yếu tố môi trường ảnh hưởng đến
quá trình xử lý nước thải
Ôxy (O2)
Nồng độ các chất bẩn hữu cơ phải thấp hơn

ngưỡng cho phép
Nồng độ các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật