TIỂU LUẬN SỬ DỤNG NHÓM VI KHUẨN CÓ ÍCH ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÒ GIẾT MỔ GIA SÚC

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ
KHOA HOÁ HỌC
---------

TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG NHĨM VI KHUẨN CĨ
ÍCH ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÒ GIẾT MỔ
GIA SÚC.

Giáo viên hướng dẫn: TS. Võ Văn Tân
Học viên: Phan Thị Thủy Tiên
Lớp : Hóa Vơ Cơ
Huế, 2016


MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài:
Có thể nói, chưa bao giờ tài nguyên nước lại trở nên quý giá như lúc
này, khi mà các con sông và ao hồ trên thế giới đang suy thoái và cạn kiệt
dần. Nguồn tài nguyên nước đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Vấn đề này
càng trở nên gay gắt và nghiêm trọng hơn khi nguồn nước thải cũng đang bị
ô nhiễm nặng nề.
Trước tình hình này yêu cầu cấp bách phải được đặt ra cần có một
giải pháp cơng nghệ vừa tốt, vừa có tính khoa học lại có tính kinh tế nhằm
xử lý nước thải sinh hoạt. Trên cơ sở đó chúng tơi thực hiện đề tài nghiên
cứu: “Sử dụng nhóm vi khuẩn có ích để xử lý nước thải lị giết mổ gia súc”.
2. Mục tiêu:
Tìm hiểu vai trị vi khuẩn có ích để xử lý nước thải lị mổ.
3. Ý nghĩa thực tiễn:
- Cho thấy sự có mặt của vi khuẩn có ích trong một số quy trình xử

lý nước thải lị mổ.
- Hạn chế sự ơ nhiễm mơi trường do nước thải lò mổ gây ra.


NỘI DUNG
1. Tổng quan về ngành giết mổ:
Theo thống kê mới nhất từ Sở Cơng Thương, mỗi ngày tồn thành phố (TP)
tiêu thụ hơn 450 tấn thịt gia súc, gia cầm, với nguồn cung ứng từ 17 điểm giết mổ
thủ công tập trung, 5 cơ sở giết mổ công nghiệp (CN) và khoảng 3.725 lị mổ tại
các hộ gia đình. Tuy nhiên, vấn đề đáng bàn là sản phẩm từ các cơ sở giết mổ thủ
công tập trung và hộ gia đình thường hình thành tự phát, khơng theo quy định và
không đạt tiêu chuẩn vệ sinh, mặc dù đang cung cấp trên 80% nhu cầu tiêu thụ thịt
gia súc, gia cầm cho tồn TP. Các cơng đoạn thường được tiến hành trên nền đất,
nền bê tông không đảm bảo vệ sinh, và người dân rất thiếu ý thức về vệ sinh giết
mổ.

Hình 1.1: Giết mổ gia súc ngay trên sàn, nền nhà
Hơn 300 hộ dân bị ả nh hưở ng trự c tiế p và hà ng trăm hộ dân
khá c bị ả nh hưở ng giá n tiế p do ơ nhiễ m mơi trườ ng từ lị giế t mổ gia
sú c tậ p trung bắ c sông Hương (thuộ c đị a bà n P. Hương Sơ, TP Huế ,
TT-Huế ). Đây là lò mổ cung cấ p nguồ n thị t gia sú c cho hầ u hế t nhu
cầ u trên đị a bà n TP Huế và mộ t số đị a phương lân cậ n.
Bỏ chợ vì r̀ i
Lị giế t mổ gia sú c tậ p trung bắ c sông Hương là cơ sở củ a Cty
Cổ phầ n nông ngư sú c sả n Huế , hoạ t độ ng gầ n 10 năm nay, trong đó ,
khu vự c giế t mổ gia sú c (trâu, bò lợ n) vớ i diệ n tí ch hơn 10.000m 2 .
Ơng Nguyễ n Văn Tà i, Chủ tị ch UBND P. Hương Sơ khẳ ng đị nh, lò


giế t mổ nà y quá gầ n khu dân cư nên gây ra tì nh trạ ng ơ nhiễ m môi

trườ ng nghiêm trọ ng, ả nh hưở ng trự c tiế p đế n 300 hộ dân cư. Do cơ
sở nà y xả thả i trự c tiế p ra môi trườ ng nên phá t sinh nhiề u ruồ i
nhặ ng, tá c độ ng xấ u đế n vệ sinh môi trườ ng kể cả việ c là m ăn củ a
ngườ i dân.
Đơn cử như việ c buôn bá n tạ i chợ Hương Sơ bị ả nh hưở ng
nghiêm trọ ng ruồ i quá nhiề u, mộ t số tiể u thương bá n hà ng ăn cho
biế t: ruồ i ồ ạ t tấ n công nên nhiề u khá ch không dá m mua hà ng nên
đà nh nghỉ bá n. Chị Hạ nh, mộ t tiể u thương củ a chợ Hương Sơ chỉ và o
nhữ ng lơ cị n trố ng, nó i: “Ngườ i dân đế n chợ nà y mua hà ng, thấ y
ruồ i ai cũ ng khiế p. Tâm lý mì nh bá n bn ở đây, thấ y ruồ i cũ ng ớ n,
chứ nó i chi đế n ngườ i mua”. Phườ ng nhiề u lầ n vậ n độ ng mộ t số
ngườ i dân ra chợ mở hà ng quá n nhưng do ruồ i quá nhiề u nên họ
không dá m bá n buôn. Đượ c biế t, trong số 199 lơ, ki-ố t ở chợ Hương
Sơ, hiệ n chỉ có 70 lơ bà y bá n hà ng, số cị n lạ i bỏ hoang.
Ông Nguyễ n Văn Tà i, bứ c xú c: Lị mổ khơng chỉ ả nh hưở ng đế n
việ c mua bá n củ a chợ mà cò n ả nh hưở ng đế n việ c họ c tậ p củ a cá c
chá u ở Trườ ng Mầ m non Hương Sơ. “Dù trườ ng họ c đã đó ng kí n cử a
nhưng ruồ i vẫ n bay và o bế p, lớ p họ c, ả nh hưở ng không nhỏ đế n việ c
họ c tậ p và vệ sinh mơi trườ ng củ a cá c chá u”. Ơng Tà i cho rằ ng, tì nh
trạ ng ơ nhiễ m củ a cơ sở giế t mổ gia sú c trên gây ra đã là m xá o trộ n
đờ i số ng sinh hoạ t củ a ngườ i dân P. Hương Sơ.


Hình 1.2: R̀ i phá t sinh từ lò mổ gia sú c “tấ n
công” chợ Hương Sơ và cơ sở giế t mổ gia sú c
tậ p trung bắ c sông Hương.
Chấ p nhậ n đề n bù để xả thả i trự c tiế p
Nhiề u hộ dân P. Hương Sơ từ ng gử i đơn đế n Phị ng Cả nh sá t
mơi trườ ng- CA tỉ nh TT-Huế phả n á nh việ c cơ sở nà y xả thả i trự c
tiế p ra môi trườ ng dẫ n đế n lú a chế t hà ng loạ t. Qua kiể m tra, Phò ng

cả nh sá t môi trườ ng xá c đị nh, mặ c dù nướ c thả i trong quá trì nh giế t
mổ đã đượ c qua hầ m lắ ng rồ i dẫ n qua 4 hồ sinh họ c và để thẩ m thấ u
tự nhiên ra môi trườ ng xung quanh nhưng do mỗ i hồ chứ a chỉ có diệ n
tí ch khoả ng 100m 2 nên không đả m bả o và hậ u quả đã gây chế t lú a và
giả m năng suấ t lú a.
Về vấ n đề nà y, UBND P. Hương Sơ đã là m việ c vớ i ông Hồ Xuân
Cườ ng, Giá m đố c Cty Cổ phầ n nông ngư sú c sả n và ông thừ a nhậ n cơ
sở đã gây ra ô nhiễ m. Mỗ i ngà y, cơ sở nà y giế t mổ khoả ng 200- 290
con gia sú c. Nhữ ng năm gầ n đây, Cty nà y chấ p nhậ n bồ i thườ ng
khoả ng 30 triệ u đồ ng/năm cho cá c hộ dân có diệ n tí ch lú a bỏ hoang
do ả nh hưở ng trự c tiế p từ xả thả i. Ông Bù i Văn Quy, cá n bộ phụ
trá ch đô thị và môi trườ ng UBND P. Hương Sơ cho biế t, Phị ng Cả nh
sá t mơi trườ ng đã từ ng yêu cầ u cơ sở giế t mổ trên khắ c phụ c tì nh
trạ ng xả thả i ra môi trườ ng bằ ng cá ch xây dự ng, cả i tạ o hệ thố ng xử


lý chấ t thả i rắ n, nướ c thả i đú ng quy đị nh. Tuy nhiên, sau khi đồ n
kiể m tra xong thì lị mổ nà y lạ i ngang nhiên vi phạ m mơi trườ ng.
Chí nh quyề n P. Hương Sơ cũ ng đã nhiề u lầ n về là m việ c vớ i lò mổ
và phá t hiệ n, nướ c thả i củ a lò mổ thả i trự c tiế p ra môi trườ ng. Sau
nhiề u lầ n nhắ c nhở nhưng vẫ n tiế p tụ c vi phạ m, CSMT CA TT-Huế
đã ra quyế t đị nh xử phạ t hà nh chí nh cơ sở giế t mổ nà y 20 triệ u
đồ ng.
Không chỉ gây ô nhiễ m môi trườ ng nghiêm trọ ng, từ khi lò mổ nà y
đượ c xây dự ng trên đị a bà n phườ ng, cá c chủ gia sú c thườ ng xun
thả rơng trâu bị trong khu vự c là m ả nh hưở ng đế n giao thông công
cộ ng, ả nh hưở ng mỹ quan đô thị và phá hoạ i cây trồ ng củ a nơng dân.
1.1. Ng̀n gốc, tính chất và thành phần nước thải của ngành giết mổ gia
súc:
1.1.1. Nguồn gốc ô nhiễm của ngành giết mổ gia súc:


Nước thải:
- Nước thải từ quá trình giết mổ và làm sạch gia súc
- Nước vệ sinh thiết bị trong cơ sở và từ chuồng trại
- Nước sinh hoạt cho các công nhân của cơ sở
 Khơng khí:
Vấn đề nảy sinh chủ yếu là các mùi khó chịu từ các chuồng gia
súc (phân, nước tiểu, lông,…..) và khâu quản lý thực phẩm đông


lạnh.
Tiếng ồn:
Chủ yếu gây ra do máy móc, thiết bị, do vận chuyển và do gia súc

bị nhốt.
1.1.2. Tính chất nước thải của ngành giết mổ gia súc:
Huyết được thu lại và sử dụng như sản phẩm phụ, các thành phần khác
như phân, nước tiểu, lơng, nước mơ…sẽ đưa vào nước thải. Vì vậy, nước
thải của chế biến thịt chứa chất béo, màng nhầy, dầu mỡ, lông, máu, bụi bẩn
với tải lượng ô nhiễm cao.
Nước thải của các cơ sở giết mổ có nồng độ chất rắn cao, BOD vá COD
khá cao và luôn luôn chứa một lượng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp
chất của cacbon, nito, photpho. Các hợp chất hữu cơ này làm tăng độ phì cùa


nước đồng thời dễ phân hủy bởi các vi sinh vật, gây mùi hôi thối và làm ô
nhiễm nguồn nước.
Nước thải của công nghệ chế biến thịt gần giống nước thải sinh hoạt
nhưng có độ ơ nhiễm cao hơn nhiều. chúng có nồng độ dầu mỡ, axit béo rất
cao. Nước thải giết mổ còn chứa chất dinh dưỡng như Protein.

Loại phân thải ra mỗi ngày tùy thuộc vào giống, loài gia súc, độ tuổi, khẩu
phần thức ăn và trọng lượng của gia súc.
Bảng 1.1: Lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày của gia súc
Loại gia súc

Lượng

phân

Trâu –bò trưởng thành
Heo

(kg/ngày)
10-15
2-3

và

nước

tiểu

1.1.3. Thành phần nước thải của ngành giết mổ gia súc:
Gần giống nước thải sinh hoạt nhưng có nồng độ ô nhiễm cao hơn nhiều.
chúng có nồng độ dầu mỡ, acid béo cao. Nước thải chứa nhiều protein. Khi
diamin hóa sẽ tạo ra một lượng NH 3 nên cần được nitrat hóa. Ngồi ra, trong
nước thải cịn có chứa chất tẩy rửa, lông… Do dễ phân hủy sinh học nên nước
thải từ hoạt động giết mổ dễ gây ô nhiễm nguồn nước, có mùi hơi và chứa vi
khuẩn gây bệnh. Nước thải cịn có nồng độ chất dinh dưỡng như N, P cao nên
dễ gây phú dưỡng hóa nguồn nước.

Bảng 1.2: Thành phần và tính chất của loại nước thải giết mổ
ST

Thông số

Đơn vị

Giá trị

T
1
2
3
4
5
6
7
8

pH
BOD5
COD
Độ dẫn điện
Clorit
Chất béo
Axit hữu cơ
H2S

mg/L
mg/L

m3/cm
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

5,3-8,9
1500-7400
2400-9600
2,8-6,1
1,1-390
115-300
61-350
0-20


9
Nito amon
mg/L
230-1120
10
Photpho tổng
mg/L
16-53
11
Độ cúng
mg/L
35,6-125
12
Độ kiềm

mg/L
30-70
1.2. Các tác nhân gây bệnh trong nước thải từ các lò mổ:
Các vi sinh vật gây bệnh thường khơng sống lâu trong nước thải vì
đây khơng phải là mơi trường thích hợp nhưng có thể tồn tại trong một
thời gian nào đó tùy thuộc vào từng loại vi khuẩn. Trong thời gian này
nếu gặp điều kiện thuận lợi chúng sẽ tiếp xúc với người, gia sức và
gây bệnh truyền nhiễm. Cụ thể :
o Salmonella dysenteria vi khuẩn gây bệnh thương hàn.
o Shigella gây bệnh kiết lị.
o Leptospỉa: Xoắn khuẩn gây nêm chứng sưng gan, sưng thận
và tê liệt thần kinh trung ương.
o Vibrio cholera vi khuẩn tả.
2. Ứng dụng vi khuẩn có ích để xử lý bước thải lò giết mổ:

Hình 2.1.1: Vi sinh vật tham gia xử lý nước thải
Stt Vi khuẩn

Chức năng

1

Phân hủy hiđratcacbon, protein, các chất hữu cơ,…và

Pseudomonas

khử nitrat.
2

Arthrobacter

Phân hủy hiđratcacbon.

3

Bacillus

Phân hủy hiđratcacbon, protein.

4

Cytophaga

Phân hủy các polime.

5

Zooglea

Tạo thành chất nhầy (polisaccarit), chất keo tụ.

6

Acinetobacter

Tích lũy poliphosphat, khử nitrat.

7

Nitrosomonas

Nitrit hố.


8

Nitrobacter

Nitrat hóa.

9

Sphaerotilus

Sinh nhiều tiêm mao, phân huỷ các chất hữu cơ.

10 Alkaligenes

Phân hủy protein, khử nitrát.

11 Flavobacterium

Phân hủy protein.

12 Nitrococus denitrificans Khử nitrat (thành N2).
13 Thiobaccillus
denitrificans
14 Acinetobacter

Khử nitrat (thành N2).

15 Hyphomicrobium
16 Desulfovibrio

Khử sunfat, khử nitrat.

2.1. Phương pháp xử lý bằng chất thải:
 Phương pháp xử lý sinh học kị khí
 Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí
 Màng sinh học

 Ý nghĩa:
Trong nhiều biện pháp xử lý ô nhiễm thì biện pháp sinh học được
đặc biệt quan tâm sử dụng. So với biện pháp vật lý hay hóa học, biện
pháp sinh học chiếm vai trò quan trọng về qui mô cũng như giá thành
đầu tư. Đặc biệt xử lý sinh học sẽ không gây tái ô nhiễm môi trường
một nhược điểm mà biện pháp hóa học hay mắc phải.
Việc đưa ra giải pháp thu gom nước thải về một trạm xử lý tập trung
là rất khó khăn, bởi kinh phí đầu tư cho xây dựng rất lớn, hơn nữa vận
hành các hệ thống này khá phức tạp và tốn kém. Giải pháp xử lý nước
thải phân tán cho từng cụm gây ơ nhiễm với các cơng nghệ có chi phí


đầu tư thấp, vận hành đơn giản và thân thiện với mơi trường là một giải
pháp thích hợp, khả thi đối với điều kiện kinh tế nước ta hiện nay.
Vì vậy:
 Công nghệ DEWATS – Một giải pháp bền vững
Tổ chức Bremen Overseas Reasearch and Development Association
(viết tắt là BORDA) - Hiệp hội Nghiên cứu và phát triển Bremen là một
tổ chức phi chính phủ, phi lợi nhuận – Cơng hoà Liên bang Đức. Trong

hơn 30 năm hoạt động, các dự án và nghiên cứu của BORDA nhằm bảo
đảm cho con người tiếp cận được với những nguồn tài nguyên thiết yếu
cho sự sống cũng như một môi trường trong sạch. Từ năm 1977,
BORDA bắt đầu tham gia vào lĩnh vực chuyển giao công nghệ biogas từ
Ấn Độ sang Ethiopia, Indonesia, Trung Quốc. Năm 1993 chuyển trọng
tâm sang xử lý nước thải phân tán thông qua sự tiếp cận công nghệ được
gọi là Hệ thống xử lý nước thải phân tán DEWATS (DEcentralized
WAsterwater Treament System).
Công nghệ DEWATS đã và đang được BORDA phổ biến rộng rãi
như là một giải pháp hữu hiệu cho xử lý nước thải phân tán từ các cụm
dân cư, bệnh viện, khách sạn, trang trại, các lò giết mổ gia súc, gia cầm
và cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại các nước đang phát triển.
DEWATS, hệ thống xử lý nước thải phân tán, là một giải pháp mới cho
xử lý nước thải hữu cơ với quy mô dưới 1000m3/ngày đêm.
Ưu điểm là hiệu quả xử lý cao
- Hoạt động tin cậy, lâu dài.
-Thích ứng với sự dao động về lưu lượng


-Không cần tiêu thụ điện năng nếu khu vực xử lý có độ dốc
thích hợp.
-Cơng nghệ xử lý thân thiện với môi trường, xử lý nước thải
nhờ các vi sinh vật có trong nước thải hoặc nhờ q trình tự nhiên mà
khơng sử dụng đến hố chất
- Đặc biệt là yêu cầu vận hành và bảo dưỡng đơn giản và chi
phí rất thấp.
Đây là quy trình cơng nghệ cao, chi phí thấp mà vẫn đảm bảo chất
lượng nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn. DEWATS đã có mặt tại nhiều
nước trên thế giới như Ấn Độ, Indonesia, Ethiopia, Trung Quốc từ
những năm 1977. Mặc dù vậy, phải đến gần đây, hệ thống ưu việt này

mới được áp dụng tại Việt Nam.
Mơ tả cơng nghệ:

Hình 2.1.2: Các bước xử lý nước thải của DEWATS


Hệ thống DEWATS gồm có bốn bước xử lý cơ bản với các cơng trình
đặc trưng
- Xử lý sơ bộ bậc một: Quá trình lắng
loại bỏ các cặn lơ lửng có khả năng
lắng được, giảm tải cho các cơng
trình xử lý phía sau.

- Xử lý bậc hai: Q trình xử lý nhờ các vi sinh vật kị khí để loại bỏ các
chất rắn lơ lửng và hoà tan trong nước thải. Giai đoạn này có hai cơng
nghệ được áp dụng là bể phản ứng kị khí Baffle Reactor (BF) có các
vách ngăn và bể lắng kị khí Anarobic Filter (AF). Bể phản ứng kị khí
với các vách ngăn giúp cho nước thải chuyển động lên xuống. Dưới đáy
mỗi ngăn, bùn hoạt tính được giữ lại và duy trì, dịng nước thải vào liên
tục được tiếp xúc và đảo trộn với lớp bùn hoạt tính có mật độ vi sinh vật
kị khí cao, nhờ đó mà q trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong
nước thải được diễn ra mạnh mẽ giúp làm sạch nước thải hiệu quả hơn
các bể tự hoại thơng thường.
Bể lọc kị khí với vật liệu lọc có vai trị là giá đỡ cho các vi sinh vật phát
triển, tạo thành các màng vi sinh vật. Các chất ơ nhiễm hồ tan trong
nước thải được xử lý hiệu quả hơn khi đi qua các lỗ rỗng của vât liệu lọc
và tiếp xúc với các màng vi sinh vật. Tồn bộ phần kị khí nằm dưới đất,
khơng gian phía trên có thể sử dụng làm sân chơi, bãi để xe... Điều này
rất thích hợp với các khu vực thiếu diện tích xây dựng.
- Xử lý bậc ba: Q trình xử lý hiếu khí. Cơng nghệ áp dụng chủ yếu

của bước này là bãi lọc ngầm trồng cây dịng chảy ngang. Ngồi q
trình lắng và lọc tiếp tục xảy ra trong bãi lọc thì hệ thực vật trồng trong


bãi lọc góp phần đáng kể trong xử lý nước thải nhờ khả năng cung cấp
ôxy qua bộ rễ của cây xuống bãi lọc tạo điều kiện hiếu khí cho các vi
sinh vật lớp trên cùng của bãi lọc. Bộ rễ của thực vật cũng là mơi trường
sống thích hợp cho các vi sinh vật có khả năng tiêu thụ các chất dinh
dưỡng có trong nước thải, tăng hiệu quả xử lý của bãi lọc. Ngoài ra thực
vật trong bãi lọc hấp thụ các chất dinh dưỡng như Nitơ và Photpho.
Nước sau bãi lọc trồng cây thường khơng cịn mùi hơi thối như đầu ra
của các cơng trình xử lý kị khí. Sau một thời gian vận hành hệ thực vật
trong bãi lọc sẽ tạo nên một khuôn viên đẹp cho toàn bộ hệ thống xử lý.
- Khử trùng: hồ chỉ thị với chiều sâu lớp nước nông được thiết kế để loại
bỏ các vi khuẩn gây bệnh nhờ bức xạ mặt trời xuyên qua lớp nước trong
hồ. Tuy nhiên, đối với nước thải có lượng vi sinh vật gây bệnh cao thì
việc sử dụng hố chất khử trùng là điều cần thiết.

Hiệu quả xử lý:
Hiệu quả xử lý của DEWATS có thể đạt được tiêu chuẩn cho phép
loại A đối với nước thải công nghiệp – TCVN 5945-2005.Tuy nhiên,
bên cạnh những ưu điểm mà hệ thống DEWATS mang lại, hệ thống xử
lý nước thải này vẫn tồn tại một số nhước điểm như sau:
- Thiết kế xây dựng các cơng trình xử lý của DEWATS phải phù hợp với
điều kiện của địa phương và khu đất để xây hệ thống này phải có chất
lượng tốt, khơng bị sụt lún.


- Tốn nhiều diện tích cho xây dựng.
- Chỉ áp dụng để xử lý nước thải hữu cơ, không xử lý được nước thải vô

cơ như nước thải chế biến kim loại, nước thải có chứa hóa chất,…
Vận hành và bảo dưỡng: vệ sinh và vớt tảo trong hồ chỉ thị hàng
tháng theo định kỳ, cắt tỉa thực vật trong bể lọc khi chúng sinh trưởng
và phát triển dày đặc, định kỳ hút bùn cho các bể kị khí( chỉ hút bùn sau
khi hệ thống đã hoạt động được 3 năm).
2.2. Phương pháp xử lý bằng bùn than hoạt tính dạng hạt:
Công nghệ vi sinh của UNITED – TECH(UTI), Hoa kỳ.
1. Những đặc tính chính
-

Phân hủy sinh học yếm khí gồm một chuỗi q trình vi sinh học chuyển
hố các hợp chất hữu cơ thành khí methan. Q trình tạo ra khí methan là
một hiện tượng thơng thường trong một số môi trường tự nhiên khác nhau,
như băng sơn, các lớp trầm tích, đầm lầy, dạ dày các lồi ăn cỏ hay ở các
giếng dầu. Q 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 q 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:
+ Q trình phân hủy yếm khí dùng CO2 có sẵn như một tác nhân nhận

điện tử làm nguồn ơxy của nó. Q trình này khơng địi hỏi ơxy vì việc
cung cấp ơxy sẽ làm tăng đáng kể chi phí xử lý nước thải.
+ Q 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
+ Tạo ra một loại khí có ích đó là methan, 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
methan 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 ơ nhiễm cao.
-

Một số điểm bất lợi của quá trình phân hủy yếm khí bao gờm:
+ Q trình này xảy ra chậm hơn q trình hiếu khí.
+ Rất nhạy với chất độc.
+ Địi 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 địi hỏi nồng độ chất nền ban đầu
cao.

2. Mơ tả quá trình
Bồn phân hủy yếm khí là những bồn lên men lớn có gắn các thiết bị như:
máy trộn cơ khí, thiết bị cung cấp nhiệt, hệ thống thu khí, các vịi để tháo và
cung cấp bùn, các đầu ống ra trên mặt. Sự phân hủy và lắng bùn xảy ra đồng

thời trong bồn. Bùn phân tầng và tạo thành những lớp như sau từ đáy cho đến
đỉnh bồn: bùn đã phân hủy, bùn phân hủy hoạt tính, lớp bùn trên mặt, váng và
khí. Cơng suất hoạt động của bồn đạt đến mức cao hơn khi bùn được khuấy và
cấp nhiệt liên tục.
3. Xử lý vi sinh
Các nhóm vi sinh, hầu hết là vi khuẩn, đều tham gia vào việc chuyển hoá
các hợp chất hữu cơ cao phân tử phức hợp thành khí metan. Thêm vào đó là sự
tương tác đồng bộ giữa các nhóm vi khuẩn liên quan đến q trình phân hủy
yếm khí các chất thải. Có bốn nhóm vi khuẩn liên quan đến việc chuyển hóa
các chất phức hợp thành những phân tử đơn giản như metan và diơxít cacbon.
Những nhóm vi khuẩn này hoạt động trong một mối quan hệ đồng bộ, nhóm


này phải thực hiện việc trao đổi chất của nó trước khi chuyển phần việc cịn lại
cho nhóm khác v.v.
 Nhóm 1: Vi khuẩn thủy phân
Các nhóm vi khuẩn yếm khí cắt vỡ các hợp chất hữu cơ phức hợp
(protein và mỡ) thành các đơn phân tử dễ hoà tan như: axit amin, glucơ,
axít béo và glycerin. Các đơn phân tử này sẵn sàng làm thức ăn cho nhóm
vi khuẩn kế tiếp. Sự thủy phân các phân tử phức hợp được sự xúc tác của
các enzym xenlulô phụ trội như: cellulases, proteases, và lipases.
 Nhóm 2: Vi khuẩn tạo axit gây lên men
Nhóm vi khuẩn tạo axít (Acidogenic) chuyển đường, axit amin, axit béo
thành những axit hữu cơ (như các axit acetic, propionic, formic, lactic,
butyric, succinic), rượu và các ketone (như ethanol, methanol, glycerol,
acetone), acetate, CO2, và H2. Acetate là sản phẩm chính của q trình lên
men cácbon hydrát. Các sản phẩm tạo ra thay đổi tùy theo loại vi khuẩn
cũng như điều kiện nuôi cấy (nhiệt độ, độ pH, khả năng oxy hóa và khử
oxy).
 Nhóm 3: Vi khuẩn tạo Aceton

Vi khuẩn tạo aceton chuyển các axit béo (như: axit propionic và butyric)
và rượu thành acetate, hyđro, và CO 2, những chất này sẽ được sử dụng bởi
nhóm vi khuẩn tạo metan. Nhóm này địi hỏi nồng độ hydro thấp để chuyển
hố các axit béo và do đó cần phải theo dõi sát nồng độ hyđro. Dưới điều
kiện nồng độ hyđro cục bộ cao, sự tạo thành acetate giảm và chất nền sẽ
chuyển thành axít propionic, butyric và ethanol thay vì metan.
 Nhóm 4: Vi khuẩn tạo khí metan
Sự phân hủy chất hữu cơ trong môi trường sẽ thải vào khí quyển khoảng
từ 500 đến 800 triệu tấn mêtan mỗi năm và số lượng này tương ứng 0,5%
chất hữu cơ tạo ra từ sự quang hợp. Trong tự nhiên vi khuẩn tạo mêtan khó
tính này thường có ở các lớp bùn trầm tích hoặc trong dạ dày của các lồi
ăn cỏ. Nhóm này được tạo thành bởi các vi khuẩn gram âm và gram dương


với các hình dạng khác nhau. Các vi sinh tạo metan sinh trưởng chậm trong
nước thải, chu kỳ sinh có thể từ 2 ngày ở 35 oC cho đến 50 ngày ở 100C.
Khoảng 2/3 metan được tạo ra từ sự chuyển hố acetate của nhóm vi khuẩn
này. 1/3 cịn lại là do sự giảm CO2 tạo ra bởi hyđro.
4. Các yếu tố kiểm soát quá trình phân hủy yếm khí
Q 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, q trình phân hủy yếm khí diễn ra ở phạm vi nhiệt
độ ơn hồ từ 25 đến C, 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 hồ từ 30 đến 350C 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 mơi
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.


 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.
2.3. Phương pháp xử lý bằng tảo:

Tảo Aphanizomenon
Tảo là nhóm vi sinh vật có khả năng quang hợp, chúng có thể ở dạng đơn bào
(vài lồi có kích thước nhỏ hơn một số vi khuẩn), hoặc đa bào (như các loài rong
biển, có chiều dài tới vài mét).
Tảo có tốc độ sinh trưởng nhanh, chịu đựng được các thay đổi của mơi
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 để:
2.3.1. 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.
2.3.2. 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.

Tảo Asterionlla
2.3.3. 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.Các phản ứng diễn ra trong ao tảo
chủ yếu là "hoạt động cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn".
Các yếu tố cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng tảo

Tảo Ceratium

+ Dưỡng chất: Ammonia là nguồn đạm chính cho tảo tổng hợp nên protein của tế
bào thơng qua quá trình quang hợp. Phospho, Magnesium và Potassium cũng là


các dưỡng chất ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo. Tỉ lệ P, Mg và K trong các tế
bào tảo là 1,5 : 1 : 0,5.

+ Độ sâu của ao tảo: Theo các cơ sở lý thuyết thì độ sâu tối đa của ao tảo khoảng
4,5 ¸ 5 inches (12,5cm). Nhưng những thí nghiệm trên mơ hình cho thấy độ sâu tối
ưu nằm trong khoảng 8 ¸ 10 inches (20 ¸ 25cm). Tuy nhiên trong thực tế sản xuất,
độ sâu của ao tảo nên lớn hơn 20cm (và nằm trong khoảng 40 ¸ 50 cm) để tạo thời
gian lưu tồn chất thải trong ao tảo thích hợp và trừ hao thể tích mất đi do cặn lắng.
+ Thời gian lưu tờn của nước thải trong ao (HRT): Thường thì người ta chọn
thời gian lưu tồn của nước thải trong các ao lớn hơn 1,8 ngày và nhỏ hơn 8 ngày.

Tảo Chlamydomonas
+ Lượng BOD nạp cho ao tảo: lượng BOD nạp cho ao tảo ảnh hưởng đến năng
suất tảo vì nếu lượng BOD nạp quá cao môi trường trong ao tảo sẽ trở nên yếm khí
ảnh hưởng đến q trình cộng sinh của tảo và vi khuẩn. Một số thí nghiệm ở Thái
Lan cho thấy trong điều kiện nhiệt đới độ sâu của ao tảo là 0,35 m, HRT là 1,5
ngày và lượng BOD nạp là 336 kg/(ha/ngày) là tối ưu cho các ao tảo và năng suất
tảo đạt được là 390 kg /(ha/ngày).
+ Khuấy trộn và hoàn lưu: quá trình khuấy trộn trong các ao tảo rất cần thiết
nhằm ngăn không cho các tế bào tảo lắng xuống đáy và tạo điều kiện cho các dinh
dưỡng tiếp xúc với tảo thúc đẩy quá trình quang hợp. Trong các ao tảo lớn khuấy
trộn cịn ngăn được q trình phân tầng nhiệt độ trong ao tảo và yếm khí ở đáy ao
tảo. Nhưng việc khuấy trộn cũng tạo nên bất lợi vì nó làm cho các cặn lắng nổi lên
và ngăn cản quá trình khuếch tán ánh sáng vào ao tảo, tốc độ dòng chảy trong ao
tảo chỉ nên ở khoảng 5 cm/s. Hoàn lưu giúp cho ao tảo giữ lại được các tế bào vi


khuẩn và tảo cịn hoạt động; giúp cho q trình thơng thống khí, thúc đẩy nhanh
các phản ứng trong ao tảo.

Tảo Dinobryon

Tảo Eulgena

Tảo Pariditrum
3. Một số mơ hình thí điểm đã thực hiên và đạt hiệu quả:
3.1. Khu lọc thực vật trong hệ thống DEWATS tại Bệnh viện Kim
Bảng- Hà Nam


Kết quả
nghiệm

chất

kiểm
lượng

nước sau khi được xử lý bằng DEWATS cho thấy: Nước thải sau quá trình lọc giúp
loại vi khuẩn đến 95 - 97%, chỉ số BOD (nhu cầu ôxy hóa sinh học) đạt 4mg/lít
(chuẩn của Bộ Y tế là 20), COD (nhu cầu ơxy hóa sinh học) là 16mg/lít (chuẩn của
Bộ Y tế cho bệnh viện là 80).
3.2.

Biện pháp làm giảm thiểu ô nhiễm từ lò mổ gia súc gia cầm
bằng hệ thực vật gồm bèo tây, bèo tấm và rau muống của
nhân dân phường Kim Long, TP Huế.

Quy trình xử lý: (gồm 3 cơng đoạn) với một hệ thống các ao, hồ lien thong
nhau.
+ Nước thải sinh hoạt và lò mổ gia súc được đưa vào trữ trong hồ chung. Sau
khi chảy qua các tấm thấm để loại bỏ chất thải rắn, nước thải được đưa vào
trong ao trồng bèo lục bình và bèo tấm. Nhờ quá trình quang hợp, tại đây các

chất hữu cơ giàu dinh dưỡng, cacbon hiđrat, kim loại nặng…sẽ được cây bèo
hấp thụ, chuyển đổi thành những sinh khối của nó, làm cho mơi trường nước
bớt ô nhiễm. Sau khi “lọc” bằng bèo, nước thải sẽ được đưa qua hồ chứa thứ ba
và ở đó được thả rau muống bè. Cũng như bèo ở hồ phía trên nước thải tiếp tục
được làm sạch thêm.
+ Qua thử nghiệm ở quy mô nhỏ, người dân đã khẳng định: xử lý nước thải
sinh hoạt và lò mổ gia súc bằng phương pháp này có thể triển khai rộng ở quy
mơ hộ gia đình, bởi nó dễ thực hiện, ít tốn kém và có thể sử dụng bèo, rau
muống làm phân bón, đem lại hiệu quả kinh tế.


KẾT LUẬN
Tiềm năng áp dụng công nghệ DEWATS vào việc xử lý nước thải vào điều
kiện Việt Nam là rất lớn vì tính bền vững của cơng nghệ trong việc giải quyết vấn
đề ô nhiễm môi trường do nước thải hữu cơ gây ra với chi phí thấp, hiệu quả xử lý
cao. Hiện nay công nghệ DEWATS đang được nghiên cứu bởi sự hợp tác giữa tổ
chức BORDA và Viện KHTL Việt Nam nhằm thích ứng với điều kiện Việt Nam,
nhằm mục đích có thể áp dụng rộng rãi và phổ biến với số lượng lớn tại Việt Nam
cho các doanh nghiệp sản xuất vừa và nhỏ, các làng nghề, trang trại chăn ni, lị
giết mổ, bệnh viện, trường học.
Tóm lại chỉ mới điểm qua vài khía cạnh của cuộc sống chúng ta đã thấy rõ
vai trò to lớn và cực kỳ quan trọng của công nghệ vi sinh sẽ tiếp tục đóng góp cho
nhân loại những điều kỳ thú hơn, hữu hiệu hơn đúng với sự tin tưởng và mong đợi
của con người: thế kỷ XXI là kỉ nguyên của cơng nghệ sinh học nói chung và cơng
nghệ vi sinh nói riêng.