bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí

Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học có nhiều phương pháp khác nhau, tuy nhiên tuỳ theo thành phần và tính chất nước thải xử lý mà các công trình sau đây có thể áp dụng: 2.2.1.1 Thiết

vi sinh vật hiếu khí

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Điểm số bằng số ……… Điểm số bằng chữ……… TP.HCM, ngày tháng năm 2009

em trong suốt thời gian học tập tại trường và quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Để hoàn thành bài đồ án tốt nghiệp này em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến cô Võ Hồng Thi, là người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp

Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, những người đã luôn giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập cũng như thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp này

Cuối cùng, em xin chúc toàn thể các thầy cô, gia đình và bạn bè luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, tháng 7 năm 2009 Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG

vi sinh vật hiếu khí

MỤC LỤC

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp I Nhận xét của giáo viên hướng dẫn II

Lời cảm ơn III

Mục lục IV Danh mục các chữ viết tắt IX Danh mục các bảng X Danh mục các hình XI CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý do hình thành đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiê cứu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Tổng quan về nước thải 3

2.1.1 Khái niệm về nước thải và sự ô nhiễm nước 3

2.1.2 Phân loại nước thải 5

2.1.2.1 Nước thải sinh hoạt 5

2.1.2.2 Nước thải công nghiệp 7

2.1.2.3 Nước thải là nước mưa 8

2.1.3 Các chất gây nhiễm bẩn nước 9

2.2 Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải 10

2.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 10

2.2.1.1 Thiết bị chắn rác 10

2.2.1.2 Thiết bị nghiền rác 11

2.2.1.3 Bể điều hòa 11

vi sinh vật hiếu khí

2.2.1.4 Bể lắng cát 11

2.2.1.5 Quá trình lắng 12

2.2.1.6 Quá trình lọc 12

2.2.1.7 Quá trình tuyển nổi 12

2.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý và hoá học 13

2.2.2.1 Quá trình keo tụ, tạo bông 13

2.2.2.2 Phương pháp trung hoà 14

2.2.2.3 Phương pháp hấp phụ 14

2.2.2.4 Phương pháp trích ly 15

2.2.2.5 Phương pháp trao đổi ion 15

2.2.2.6 Phương pháp xử lý bằng màng 15

2.2.2.7 Khử khuẩn 16

2.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 16

2.2.3.1 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc 17

2.2.3.2 Cánh đồng tưới nông nghiệp 17

2.2.3.3 Hồ sinh học 17

2.2.3.4 Bể lọc sinh học 18

2.2.3.5 Bể xử lý sinh học bằng quá trình bùn hoạt tính (aerotank) 18

2.2.3.6 Bể UASB 19

2.2.3.7 Bể lên men có thiết bị trộn và có bể lắng riêng (ANALIFT) 19

2.3 Vai trò của phương pháp sinh học hiếu khí trong quá trình xử lý nước thải 19

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 Nguyên tắc chung của quá trình 22

3.2 Các vi sinh vật tham gia vào quá trình xử lý nước thải 23

3.2.1 Vi khuẩn (Bacteria) 24

3.2.2 Virus và thực khuẩn thể 26

vi sinh vật hiếu khí

3.2.3 Vi nấm (Fungi) 27

3.2.3.1 Nấm men 27

3.2.3.2 Nấm mốc 27

3.2.4 Tảo (Algae) 28

3.2.5 Nguyên sinh động vật (Protozoa) 29

3.3 Quá trình sinh trưởng của tế bào vi sinh vật 29

3.3.1 Giai đoạn làm quen 31

3.3.2 Giai đoạn phát triển theo số mũ 31

3.3.3 Giai đoạn chậm dần 31

3.3.4 Giai đoạn ổn định 31

3.3.5 Giai đoạn suy vong 32

CHƯƠNG 4: XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG VI SINH VẬT TRONG ĐIỀU KIỆN HIẾU KHÍ 4.1 Mơ tả quá trình 33

4.2 Hố sinh học của quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí 34

4.2.1 Giai đoạn thuỷ phân (phân huỷ ngoại bào) 34

4.2.2 Giai đoạn oxy hố 35

4.3 Vi sinh vật học của quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí 37 37 4.3.1 Các nhĩm vi sinh vật chủ yếu trong giai đoạn thuỷ phân 37

4.3.2 Các nhĩm vi sinh vật oxy hố cơ chất 41

4.3.3 Một số vi sinh vật chỉ thị trong các cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí 43

4.4 Các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong nước thải trong điều kiện hiếu khí 45

4.4.1 Lượng Oxy hoà tan trong nước 45

4.4.2 Thành phần dinh dưỡng đối với vi sinh vật 46

vi sinh vật hiếu khí

4.4.3 Nồng độ cho phép của chất bẩn hữu cơ có trong nước thải 47

4.4.4 Các chất có độc tính ở trong nước thải ức chế đời

sống vi sinh vật 47

4.4.5 pH của nước thải 47

4.4.6 Nhiệt độ 47

4.4.7 Nồng độ các chất lơ lửng ở dạng huyền phu 48ø 4.5 Động học của quá trình phân huỷ chất hữu cơ tronbg nước thải trong điều kiện hiếu khí 48

4.5.1 Chất nền – Giới hạn của tăng trưởng 49

4.5.2 Sự tăng trưởng tế bào và sử dụng chất nền 49

4.5.3 Ảnh hưởng của hơ hấp nội bào 50

4.5.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ 51

4.6 Các dạng cơng trình xử lý sinh học hiếu khí 51

4.6.1 Các cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên 51

4.6.1.1 Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc 51

4.6.1.2 Hồ sinh học hiếu khí 55

4.6.2 Các cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo 55

4.6.2.1 Bể lọc sinh học 55

4.6.2.2 Bể Aerotank - bùn hoạt tính 57

4.7 Các thơng số tính tốn cơng trình xử lý 59

4.8 Một số vấn đề cần lưu ý khi vận hành hệ thống xử lý nước thải trong điều kiện hiếu khí 62

4.8.1 Những vấn đề trong phân tích bùn hoạt tính 62

4.8.1.1 Sự cố 62

4.8.1.2 Cách khắc phục: 65

vi sinh vật hiếu khí

4.8.2 Những vấn đề trong quá trình xử lý nước thải 66

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 67 5.2 Kiến nghị 67

vi sinh vật hiếu khí

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DO (Dissolved Oxygen): oxy hoà tan

BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh hoá

COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hoá học

TOC: Cacbon hữu cơ toàn phần hay tổng cacbon hữu cơ

AND: deoxyribonucleic acid

ARN: ribonucleic acid

ATP: adenosine – 5’- triphosphate

SVI (Sludge Volume Index): Chỉ số thể tích bùn

STT: số thứ tự

GDP (Gross Domestic Product): Tổng sản lượng nội địa

vi sinh vật hiếu khí

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt 5 Bảng 2.2: Thành phần trung bình của nước thải sinh hoạt 6 Bảng 2.3: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải của một số ngành công

nghiệp 7 Bảng 4.1: Tóm tắy nguyên nhân và hậu quả của nhựng sự cố trong bùn hoạt

tính 64

vi sinh vật hiếu khí

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Ước tính tổng lượng nước thải hàng ngày (Việt Nam) .3

Hình 3.1: Đường cong biểu diễn các giai đoạn phát triển của vi khuẩn về số

lượng theo thang logarit 30 Hình 4.1: Tiến trình thuỷ phân của vi sinh vật trong nước thải 35

Hình 4.2: Tiến trình oxy hoá sinh học của vi khuẩn 37

vi sinh vật hiếu khí

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT

1 Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty – 2003 – Vi sinh

vật học – Nhà xuất bản Giáo dục

2 Trịnh Xuân Lai – 2000 – Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải

– Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội

3 Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Thị Thuỳ Dương – 2003 – Cơng nghệ sinh

học mơi trường - Tập 1 – Cơng nghệ xử lý nước thải – Nhà xuất bản Đại

học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

4 Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ, Lê Hiền Thảo – 1996 – Giáo trình vi sinh

vật trong cơng trình cấp thốt nước – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật

Hà Nội

5 Lương Đức Phẩm – 2003 – Cơng nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh

học – Nhà xuất bản Giáo dục

6 Nguyễn Văn Phước – 2007 – Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt và cơng

nghiệp bằng phương pháp sinh học – Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội

7 Lâm Vĩnh Sơn – 2008 – Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Trường Đại

học Kỹ thuật Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh

8 Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Đường, Hồng Hải, Vũ Thị Hồn – 2007 –

Giáo trình sinh học đất – Nhà xuất bản Giáo Dục

9 Nguyễn Tiến Thắng, Nguyễn Đình Huyên – 1998 – Giáo trình sinh hố

hiện đại – Nhà xuất bản Giáo dục

10 Trần Cẩm Vân – 2001 – Giáo trình vi sinh vật học mơi trường – Nhà xuất

bản Đại học Quốc gia Hà Nội

11 Nguyễn Thành Đạt – 2005 - Cơ sở sinh học vi sinh vật (tập I

và II) - Nhà xuất bản Đại học Sư phạm Hà Nội

vi sinh vật hiếu khí

12 Đỗ Quý Hai – 2006 - Giáo trình Hóa sinh - Nhà xuất bản

Đại học Huế

II TÀI LỆU TIẾNG ANH

1 N F Gray (2004), Biology of Wastewater treatment, Imperial College Press,

London

2 Michael H Gerardi (2006), Wastewater Bacteria Published by John Wiley

and Sons, Inc

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

Việt Nam là một nước đang phát triển Công nghiệp hóa- hiện đại hóa được xem như

chìa khóa để phát triển đất nước Hiện nay với hơn 800.000 cơ sở sản xuất công

nghiệp và gần 70 khu chế xuất, khu công nghiệp tập trung đã đóng góp một phần lớn

vào GDP của đất nước Bên cạnh sự phát triển của các ngành kinh tế, sự phồn vinh

của đất nước thì vấn đề luôn đi kèm với sự phát triển là ô nhiễm môi trường, một vấn

đề nhức nhối và chưa được quan tâm đúng mức Các chất thải đủ loại của các ngành

công nghiệp với hàm lượng cao của các chất độc hại, các chất hữu cơ và kim loại

nặng được xả thẳng ra môi trường đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời hệ sinh thái

cũng như sức khỏe con người

Ngoài ra, nước ta cũng là một quốc gia có tỉ lệ tăng dân số cao trong khu vực và

trên thế giới Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày của người dân, một lượng nước

thải sinh hoạt không nhỏ chưa được xử lý đã được thải ra môi trường dẫn đến tình

trạng ô nhiễm mùi và hàm lượng chất hữu cơ cao

Do đó, vấn đề được đặt ra là làm thế nào để giảm bớt nồng độ ô nhiễm của nước

thải đến mức độ cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam trước khi thải ra môi trường

Vì vậy, xử lý nước thải là một việc làm rất cần thiết và cấp bách Thực tế là trong

số các biện pháp kiểm soát ô nhiễm, xử lý nước thải đã và đang được coi là biện

pháp chủ lực

Có nhiều phương pháp xử lý nước thải khác nhau như: phương pháp cơ học,

phương pháp hoá học, phương pháp nhiệt…nhưng phương pháp luôn được hướng

tới trong các nghiên cứu và ứng dụng là xử lý sinh học, do công nghệ đơn giản, chi

phí vận hành thấp nhờ dựa vào tác nhân chủ đạo là các vi sinh vật Cho đến nay

người ta đã xác định được rằng các vi sinh vật có thể phân huỷ được tất cả các chất

hữu cơ có trong thiên nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo Vì vậy,

việc xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là một bước cực kì quan trọng và

cần thiết trong tất cả các hệ thống xử lý nước thải nói chung Trong đó việc sử dụng

các vi sinh vật hiếu khí để xử lý nước thải là phương pháp phổ biến nhất trong các

công trình xử lý hiện nay

Tuy phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí là rất

phổ biến và đã được nghiên cứu nhiều nhưng các tài liệu liên quan còn khá phân

tán, rải rác, khó nắm bắt tổng thể Từ những băn khoăn trên và để góp phần làm rõ

thêm về vai trò của các loại vi sinh vật trong xử lý nước thải bằng phương pháp

sinh học hiếu khí, đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu

lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí” đã ra đời

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Bước đầu xây dựng cơ sở tài liệu lý thuyết cho phương pháp xử lý nước thải bằng

vi sinh vật hiếu khí nhằm giảm thiểu ô nhiễm các chất hữu cơ trong nước thải gây

ra cho môi trường

- Tìm hiểu về nước thải và các phương pháp xử lý nước thải nói chung

- Tổng quan về các phương pháp sinh học trong xử lý nước thải

- Xử lý nước thải bằng vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí: các biến đổi hoá sinh

học và vi sinh học, động học của quá trình, các thông số ảnh hưởng, các dạng

công trình xử lý vi sinh hiếu khí

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Thu thập, sắp xếp và tổng hợp những tài liệu cần thiết có liên quan đến đề tài thành

một hệ thống logic và hoàn chỉnh

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI

VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI

2.1.1 Khái niệm về nước thải và sự ô nhiễm nước

Nước thải là nước đã qua sử dụng trong sinh hoạt, sản xuất hoặc nước chảy tràn qua

các vùng ô nhiễm Tùy vào điều kiện hình thành, nước thải được chia thành nước

thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, và nước thải là nước mưa

Tổng 3.110.000 m3 nước thải/ ngày (2005)

Hình 2.1: Ước tính tổng lượng nước thải hàng ngày (Việt Nam)

( Nguồn: theo tính toàn của TTKTMTĐT&KCN, ĐH Xây dựng Hà Nội, 2005)

Ô nhiễm nước là hiện tượng những yếu tố bên trong và bên ngoài môi trường nước

tác động vào môi trường nước làm thay đổi thành phần và tính chất của nước, có

hại cho hoạt động sống bình thường của sinh vật và con người, bởi sự có mặt của

một hay nhiều hóa chất lạ vượt qua ngưỡng chịu đựng của sinh vật Nói cách khác

nước bị ô nhiễm là bởi các chất khác nhau làm cho chất lượng nước thay đổi theo

khuynh hướng xấu đi

Nước thải sinh hoạt đô thị

(1.990.400m3/ngày)

Nước thải bệnh viện (124.400m3/ngày)

Nước thải sản xuất từ các khu công nghiệp (995.200m3/ngày)

Sự ô nhiễm nước chịu tác động bởi 3 yếu tố: vật lý, hoá học và sinh học Ba yếu tố

này có tác động đồng thời cũng có khi tác động riêng lẻ Sự ổn định trạng thái nước

trong điều kiện tự nhiên là rất mong manh, hay nói cách khác môi trường nước rất

nhạy cảm với các yếu tố bên ngoài và có khả năng lan truyền rất nhanh

Sự ô nhiễm nước tự nhiên xảy ra do 2 nguồn gây ô nhiễm chính:

- Nguồn gốc tự nhiên của ô nhiễm nước là do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt

Những tác động ô nhiễm do mưa xảy ra thường xuyên Các tác nhân trên dựa

vào môi trường nước chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại, kể cả xác

chết của chúng Tác động này có thể khi mưa, hạt nước rửa trôi bầu không khí

bị ô nhiễm, kéo theo những chất ô nhiễm và thải vào môi trường nước Cũng có

thể mưa sẽ rơi trên các mái nhà, đường phố, khu chăn nuôi, bệnh viện…kéo

theo những chất ô nhiễm làm bẩn môi trường nước, trong đó có hiện tượng mưa

acid thường gây ra những hậu quả rất nghiêm trọng Hiện tượng động đất và

hiện tượng núi lửa ít xảy ra nhưng một khi đã xảy ra thì mức độ ô nhiễm nước

tự nhiên thường rất mạnh và rất khó xử lý trong một thời gian ngắn Tác động

xấu của hiện tượng ô nhiễm này thường kéo dài, thậm chí có thể kéo dài hàng

thế kỷ

- Nguồn gốc con người của ô nhiễm nước: những hoạt động sống của con người

rất đa dạng và gây ra ô nhiễm nước thường xuyên dưới nhiều hình thức Những

tác động đó có thể là hiện tượng thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng

như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp (sản xuất thuốc trừ sâu,

phân bón nông nghiệp), giao thông vận tải… vào môi trường nước, có thể là

hiện tượng tràn dầu, dịch bệnh hoặc chiến tranh (chiến tranh hoá học, chiến

tranh sinh học và chiến tranh hạt nhân)

- Trong các tác nhân gây ô nhiễm nước thì tác động làm nước bị ô nhiễm mạnh

nhất và thường xuyên nhất là tác động do con người gây ra Những tác động này

xảy ra ở nhiều nơi làm hiện tượng nước ngọt có trong điều kiện tự nhiên ngày

càng bị thu hẹp lại Phải mất một thời gian dài nữa thì loài người mới có thể giải

quyết được những hậu quả đó Mọi cố gắng của loài người bây giờ là làm giảm

đến mức tối đa những tác động xấu đến môi trường nước

2.1.2 Phân loại nước thải

2.1.2.1 Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh

hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân…Chúng chứa khoảng

58% chất hữu cơ và 42% chất khoáng Ngoài ra, trong nước thải sinh hoạt còn chứa

nhiều loài vi sinh vật gây bệnh và các độc tố của chúng, phần lớn là các virus, vi

khuẩn gây bệnh…,và chúng thường chứa các thành phần dinh dưỡng rất cao Đặc

điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là hàm lượng cao các chất hữu cơ không bền

sinh học (hydratcarbon, protein, mỡ), chất dinh dưỡng (photphat, nitơ), vi trùng,

chất rắn và mùi Nước thải sinh hoạt thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan,

trường học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác Lượng nước thải sinh

hoạt của khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm

của hệ thống thoát nước

Bảng 2.1 Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt

Nguồn: Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp

sinh học,PGS.TS Nguyễn Văn Phước, Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội, 2007

Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:

- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh

- Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh họat : cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa

Độ kiềm (mg CaCO3) Chất béo Tổng photpho

15

50

0

-

Nguồn: Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp

sinh học,PGS.TS Nguyễn Văn Phước, Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội, 2007

Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngòai ra còn

có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm Chất hữu

cơ chứa trong nước thải sinh họat bao gồm các hợp chất như protein (40 – 50%);

hydrat cacbon (40 50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo, và các chất béo (5

-10%) Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh họat dao động trong khỏang 150 –

450% mg/l theo trọng lượng khô Có khỏang 20 – 40% chất hữu cơ khó phân hủy

sinh học Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh

họat không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi

trường nghiêm trọng

Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức sống

và các thói quen của người dân, có thể ước tính bằng 80% lượng nước được cấp

Giữa lượng nước thải và tải trọng chất thải của chúng biểu thị bằng các chất lắng

hoặc BOD5 có 1 mối tương quan nhất định

Nước thải sinh hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao, đôi khi vượt cả yêu

cầu cho quá trình xử lý sinh học

Một tính chất đặc trưng nữa của nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất

hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật và khoảng 20-40% BOD thoát ra

khỏi các quá trình xử lý sinh học cùng với bùn

2.1.2.2 Nước thải công nghiệp

Là lọai nước thải sau quá trình sản xuất, có thành phần và tính chất phức tạp hơn so

với nước thải sinh hoạt và phụ thuộc vào loại hình công nghiệp Đặc tính ô nhiễm

và nồng độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào lọai hình công

nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn

Bảng 2.3 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải của một số ngành công

BOD5 4.500 Phân bón

Nguồn: Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp bằng phương pháp

sinh học,PGS.TS Nguyễn Văn Phước, Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội, 2007

Trong công nghiệp, nước được sử dụng như là một loại nguyên liệu thô hay phương

tiện sản xuất (nước cho các quá trình) và phục vụ cho các mục đích truyền nhiệt

Nước cấp cho sản xuất có thể lấy mạng cấp nước sinh hoạt chung hoặc lấy trực tiếp

từ nguồn nước ngầm hay nước mặt nếu xí nghiệp có hệ thống xử lý riêng Nhu cầu

về cấp nước và lưu lượng nước thải trong sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố Lưu

lượng nước thải của các xí nghiệp công nghiệp được xác định chủ yếu bởi đặc tính

sản phẩm được sản xuất

Thành phần nước thải sản xuất rất đa dạng, thậm chí ngay trong một ngành công

nghiệp, số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức độ hoàn thiện của công nghệ

sản xuất hoặc điều kiện môi trường

2.1.2.3 Nước thải là nước mưa

Đây là lọai nước thải sau khi mưa chảy tràn trên mặt đất và lôi kéo theo các chất

cặn bã, dầu mỡ,… khi đi vào hệ thống thóat nước

Những nơi có mạng lưới cống thoát riêng biệt: mạng lưới cống thoát nước thải

riêng với mạng lưới cống thoát nước mưa Nước thải đi về nhà máy xử lý gồm:

nước sinh hoạt, nước công nghiệp và nước ngầm thâm nhập, nếu sau những trận

mưa lớn không có hiện tượng ngập úng cục bộ, nếu có nước mưa có thể tràn qua

nắp đậy các hố ga chảy vào hệ thống thoát nước thải Lượng nước thâm nhập do

thấm từ nước ngầm và nước mưa có thể lên tới 470m3/ha.ngày

Nơi có mạng cống chung vừa thoát nước thải vừa thoát nước mưa Đây là trường

hợp hầu hết ở các thị trấn, thị xã, thành phố của nước ta Lượng nước chảy về nhà

máy gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước ngầm thâm, và một

phần nước mưa

Trong những tác động mạnh nhất của mưa đến môi trường nước là hiện tượng mưa

acid Mưa acid là sự lắng tụ các chất khí tạo ra acid như CO2, SOx NOx Cl2…bởi

tuyết, sương mù, bụi và các tác nhân gây sự lắng đọng khác từ không khí Tác động

dễ nhận thấy sau những trận mưa acid là làm chua đất, chua nước Ảnh hưởng rất

xấu đất khu hệ sinh vật đất và khu hệ sinh vật nước

2.1.3 Các chất gây nhiễm bẩn nước

- Các yếu tố vật lý: nhiệt độ cao hay thấp, pH, biến đổi màu nước

- Các yếu tố hóa học: các chất hữu cơ, vô cơ, các hợp chất chứa nitơ, hợp chất

chứa photpho và các kim loại nặng

+ Các chất hữu cơ khó phân hủy: thuộc các chất hữu cơ có vòng thơm, các chất đa

vòng ngưng tụ, các hợp chất clo hữu cơ,…Chúng tồn tại lâu dài trong môi

trường và cơ thể sinh vật gây độc tích lũy Hàm lượng các chất này trong nguồn

nước tự nhiên rất thấp

+ Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy: là các hợp chất protein, hydratcacbon, chất béo

có nguồn gốc động vật và thực vật Đây là các chất gây ô nhiễm chính có nhiều

trong nước thải sinh hoạt, từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm Các chất này

chủ yếu làm suy giảm các chất hòa tan trong nước

+ Các kim loại nặng: hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với người

và động vật Trong nước thải công nghiệp thường chứa các kim loại nặng là chì,

thủy ngân, crom, cadimi, asen…

+ Các ion vô cơ: các ion vô cơ có nồng độ cao trong nước tự nhiên, đặc biệt là

nước biển Trong nước thải có một lượng khá lớn các hợp chất vô cơ tùy thuộc

vào các nguồn nước thải

- Các yếu tố sinh học: virus, vi khuẩn gây bệnh, vi nấm nguyên sinh động vật, các

loài giun sán

2.2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Các loại nước thải đều chứa các tạp chất gây nhiễm bẩn có tính chất rất khác nhau:

từ các loại chất rắn không tan, đến các loại chất khó tan và những hợp chất tan

trong nước Xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch lại nước và có thể

đưa nước đổ vào nguồn hoặc đưa tái sử dụng Để đạt được những mục đích đó

chúng ta thường dựa vào những đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn

2.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Quá trình xử lý cơ học thường được áp dụng ở giai đoan đầu của quá trình xử lý

nước thải hay còn gọi là quá trình xử lý sơ bộ hay là quá trình tiền xử lý Qúa trình

này dùng để loại bỏ các tạp chất không tan có trong nước thải, bao gồm các tạp chất

vô cơ và hữu cơ có trong nước Nó là một bước đệm nhằm đảm bảo tính an toàn

cho các công trình và thiết bị của các quá trình xử lý tiếp theo của hệ thống xử lý

nước thải

Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học có nhiều phương pháp khác nhau, tuy

nhiên tuỳ theo thành phần và tính chất nước thải xử lý mà các công trình sau đây có

thể áp dụng:

2.2.1.1 Thiết bị chắn rác

Thiết bị chắn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác, có chức năng chắn giữ

những rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ, rác…), nhằm đảm bảo đảm cho máy bơm, các

công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định Song và lưới chắn rác được

cấu tạo bằng các thanh song song, các tấm lưới đan bằng thép hoặc tấm thép có đục

lỗ… tùy theo kích cỡ các mắt lưới hay khoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt

loại chắn rác thô, trung bình hay rác tinh

Thiết bị chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoạc có thể đặt trước

miệng xả của nhà máy sản xuất

Lưới chắn rác thường đặt nghiêng một góc 45 - 60º so với phương thẳng đứng, khe

rộng mắt lưới thường 10 - 20mm

Theo cách thức làm sạch thiết bị chắn rác ta có thể chia làm 2 loại: loại làm sạch

bằng tay, loại làm sạch bằng cơ giới

2.2.1.2 Thiết bị nghiền rác

Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh nhỏ lơ lửng

trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm Trong thực tế cho

thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn rác đã gây nhiều khó

khăn cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên như làm tắc nghẽn hệ

thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong các bể (đĩa, lỗ phân phối khí

và dính bám vào các tuabin… Do vậy phải cân nhắc trước khi dùng

2.2.1.3 Bể điều hòa

Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu lượng và tải

lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý sau, đảm bảo đầu ra sau

xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này

Có 2 loại bể điều hòa:

− Bể điều hòa lưu lượng

− Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng

Các phương án bố trí bể điều hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải hay ngoài

dòng thải xử lý Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng kể dao

động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương án điều hòa

ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó Vị trí tốt nhất để bố

trí bể điều hòa cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý, và phụ thuộc vào

loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng như đặc tính của nước thải

2.2.1.4 Bể lắng cát

Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặmg như: cát, sỏi, mảnh thủy tinh,

mảnh kim loại, tro, than vụn… nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm

cặn nặng ở các công đoạn xử lý sau

Bể lắng cát thường đặt sau song chắn rác và đặt trước bể điều hoà lưu lượng

Lắng là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan ra khỏi

nước thải Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại:

− Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách các chất

rắn, chất bẩn lơ lửng không hòa tan

− Bể lắng đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng các cặn vi

sinh, bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Căn cứ vào chiều dòng chảy của nước trong bể, bể lắng cũng được chia thành các

loại giống như bể lắng cát ở trên: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng tiếp tuyến

(bể lắng radian)

2.2.1.6 Quá trình lọc

Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải,

mà các bể lắng không thể loại được chúng Người ta tiến hành quá trình lọc nhờ các

vật liệu lọc, vách ngăn xốp, cho phép chất lỏng đi qua và giữ các tạp chất lại

Vật liệu lọc được sử dụng thường là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi, thậm chí cả

than nâu, than bùn hoặc than gỗ Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước

thải và điều kiện địa phương

Có nhiều dạng lọc: lọc chân không, lọc áp lực, lọc chậm, lọc nhanh, lọc chảy

ngược, lọc chảy xuôi…

2.2.1.7 Quá trình tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn

hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong một số trường

hợp quá trình này cũng được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động

bề mặt Quá trình như vậy được gọi là quá trình tách hay lám đặc bọt

Trong xử lý nước thải về nguyên tắc tuyển nổi thường được sử dụng để khử các

chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không

khí) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi tập hợp các

bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập

hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng

ban đầu

Ưu điểm của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử hoàn toàn

các hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm trongthời gian ngắn

2.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý và hoá học

Bản chất chung của quá trình xử lý hoá lý và hoá học là áp dụng các quá trình vật lý

và hoá học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dung phương pháp cơ học

loại bỏ được

Cơ sở của phương pháp này là các phản ứng hoá học diễn ra giữa các chất ô nhiễm

và các hoá chất thêm vào Các phương pháp thường được sử dụng là oxy hoá và

trung hoà Đi đôi với các phương pháp này còn kèm theo các quá trình kết tủa và

nhiều hiện tượng khác

Các công trình tiêu biểu của phương pháp này bao gồm

2.2.2.1 Quá trình keo tụ, tạo bông

Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt

keo có kích thước rất nhỏ Các chất này tồn tại ở dạng khuếch tán và không thể loại

bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt

thời gian lắng của chúng thì ta nên thêm vào nước thải một số hoá chất như phèn

nhôm, phèn sắt, polymer… các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán

trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỉ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn

Trong khi tiến hành quá trình keo tụ, tạo bông cần chú ý:

- pH của nước thải

- Bản chất của hệ keo

- Sự có mặt của cácion trong nước

- Thành phần của các chất hữu cơ trong nước

- Nhiệt độ

Các phương pháp keo tụ có thể là keo tụ bằng chất điện li, keo tụ bằng hệ keo

ngược dấu trong quá trình xử lý nước thải bằng chất keo tụ, sau khi kết thúc giai

đoạn thuỷ phân các chất keo tụ (phèn nhôm, phèn sắt, phèn kép), giai đoạn tiếp theo

là giai đoạn hình thành bông cặn Để cho quá trình tạo bông cặn diễn ra thuận lợi

người ta xây dựng các bể phản ứng đáp ứng các chế độ khuấy trộn Bể phản ứng

theo chế độ khuấy trộn được chia làm 2 loại: thuỷ lực và cơ khí Thông thường, sau

khi diễn ra quá trình keo tụ tạo bông, nước thải sẽ được đưa qua bể lắng để tiến

hành loại bỏ các bông cặn có kích thước lớn mới được hình thành

Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo

bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các

chất phân tán không tan gây ra màu

2.2.2.2 Phương pháp trung hoà

Nước thải sản xuất của nhiều ngành công nghiệp có thể chứa axit hoặc kiềm Để

ngăn ngừa hiện tượng xâm thực và để tránh cho quá trình sinh hóa ở các công trình

làm sạch và nguồn nước không bị phá hoại, ta cần phải trung hòa nước thải Trung

hòa còn nhằm mục đích tách loại một số ion kim loại nặng ra khỏi nước thải Mặt

khác muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành

trung hòa và điều chỉnh pH về 6.6 - 7.6

Trung hòa bằng cách dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm

hoặc oxit kiềm để trung hòa dịch nước thải

Ngoài ra, có thể tận dụng nước thải có tính acid trung hòa nước thải có tính kiềm

hoặc ngược lại

2.2.2.3 Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ là phương pháp tách các chất hữu cơ và khí hoà tan ra khỏi nước thải bằng

cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cách tương

tác giữa các chất bẩn hoà tan với các chất rắn (hấp phụ hoá học)

Hấp phụ có thể diễn ra ở bề mặt biên giới giữa hai pha lỏng và khí, giữa pha lỏng

và pha rắn Khả năng hấp phụ chất bẩn trong nước thải phụ thuộc vào điều kiện

nhiệt độ Nhiệt độ thấp quá trình hấp phụ xảy ra mạnh nhưng nếu quá cao thì có thể

diễn ra quá trình khứ hấp phụ Chính vì vậy người ta dùng nhiệt độ để phục hồi khả

năng hấp phụ của các hạt rắn khi cần thiết

Những chất hấp phụ có thể là : than hoạt tính, silicagel, nhựa tổng hợp có khả năng

trao đổi ion, cacbon sunfua, than nâu, than bùn, than cốc, đôlômit, cao lanh, tro và

các dung dịch hấp phụ lỏng Bông cặn của những chất keo tụ (hydroxit của kim

loại) và bùn hoạt tính từ bể aeroten cũng có khả năng hấp phụ

2.2.2.4 Phương pháp trích ly

Trích ly là phương pháp tách các chất bẩn hoà tan ra khỏi nước thải bằng dung môi

nào đó nhưng với điều kiện dung môi đó không tan trong nước và độ hoà tan chất

bẩn trong dung môi cao hơn trong nước

Kỹ thuật trích ly có thể tiến hành như sau : cho dung môi vào trong nước thải và

trộn đều cho tới khi đạt trạng thái cân bằng Tiếp đó cho qua bể lắng Do sự chênh

lệch về trọng lượng riêng nên hỗn hợp sẽ phân ra hai lớp và để tách biệt chúng ra

bằng phương pháp cơ học

2.2.2.5 Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn

trao đổi với các ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các

chất này gọi là ionit (chất trao đổi ion) Chúng hoàn toàn không tan trong nước

Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để xử lý nước thải khỏi các kim loại như

Zn, Cu, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn,… cũng như các hợp chất của Asen, Photpho, Xyanua

và chất phóng xạ Phương pháp này được dùng phổ biến làm mềm nước, loại ion

Ca+2 và Mg+2 ra khỏi nước cứng

Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên

hoặc tổng hợp

Phương pháp này cho phép thu hồi các kim loại có giá trị và đạt được mức độ xử lý

cao Vì vậy nó là phương pháp để ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước

cấp và nước thải

2.2.2.6 Phương pháp xử lý bằng màng

Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau

Nó có thể là chất rắn, hoặc một gel (chất keo) trương nở do dung môi hoặc thậm chí

cả một chất lỏng Việc ứng dụng màng để tách các chất, phụ thuộc vào độ thấm của

các hợp chất đó qua màng

Các kỹ thuật như điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và các quá trình tương

tự khác ngày càng đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải

2.2.2.7 Khử khuẩn

Dùng các hoá chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun

sán…để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để đổ vào nguồn hoặc tái sử

dụng Khử khuẩn có thể dùng hoá chất hoặc các tác nhân vật lý như ozon, tia tử

ngoại

Hoá chất sử dụng để khử khuẩn phải đảm bảo có tính độc đối với vi sinh vật trong

một thời gian nhất định, sau đó phải được phân huỷ hoặc bay hơi, không còn dư

lượng gây độc cho người sử dụng hoặc vào các mục đích sử dụng khác

Các chất khử khuẩn hay dùng nhất là khí hoặc nước clo, nước javen, vôi clorua,

các hipoclorit, cloramin B…Đây là các hợp chất của clo, đảm bảo là những chất

khử khuẩn đáp ứng được các yêu cầu trên, đồng thời cũng là các chất oxi hoá

Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn khử khuẩn thường được đặt ở cuối quá

trình trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bị đổ vào nguồn

2.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt động

của vi sinh vật chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải, có khả

năng phân hoá những hợp chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hoá và trở thành

những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước

Có 2 loại công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học:

- Điều kiện tự nhiên: bao gồm các công trình: cánh đồng tưới công cộng và bãi

lọc, cánh đồng tưới nông nghiệp, hồ sinh học

- Điều kiện nhân tạo: có thể chia thành 2 loại:

+ Phương pháp xử lý sử dụng vi sinh vật hiếu khí: các vi sinh vật hoạt động trong

điều kiện môi trường được cung cấp oxi liên tục, gồm các công trình như: bể lọc

sinh học, bể aerotank…

+ Phương pháp xử lý sử dụng vi sinh vật kị khí: các vi sinh vật hoạt động trong

điều kiện môi trường không có oxi, gồm các công trình như bể UASB, bể

UAF…

2.2.3.1 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc

Trong nước thải sinh hoạt chứa một hàm lượng N, P, K khá đáng kể Như vậy,

nước thải là một nguồn phân bón tốt có lượng N thích hợp với sự phát triển của

thực vật

Để sử dụng nước thải làm phân bón, đồng thời giải quyết xử lý nước thải theo điều

kiện tự nhiên người ta dùng cánh đồng tưới công cộng và cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới, bãi lọc thường được xây dựng ở những nơi có độ dốc tự nhiên,

cách xa khu dân cư về cuối hướng gió Xây dựng ở những nơi đất cát, á cát, cũng

có thể ở nơi đất á sét, nhưng với tiêu chuẩn tưới không cao và đảm bảo đất có thể

thấm kịp

2.2.3.2 Cánh đồng tưới nông nghiệp

Từ lâu người ta cũng đã nghĩ đến việc sử dụng nước thải như nguồn phân bón để

tưới lên các cánh đồng nông nghiệp ở những vùng ngoại ô

Theo chế độ nước tưới người ta chia thành 2 loại:

- Thu nhận nước thải quanh năm

- Thu nước thải theo mùa

Trước khi đưa vào cánh đồng , nước thải phải được xử lý sơ bộ qua song chắn rác,

bể lắng cát hoặc bể lắng Tiêu chuẩn tưới lấy thấp hơn cánh đồng công cộng và có ý

kiến chuyên gia nông nghiệp

2.2.3.3 Hồ sinh học

Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy

hóa, hồ ổn định nước thải,… Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa

các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác

Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ

không được thấp hơn 6ºC

Hồ sinh học dùng xử lý nước thải bằng sinh học chủ yếu dựa vào quá trình làm sạch

của hồ

Ngoài việc xử lý nước thải còn có nhiệm vụ:

+ Nuôi trồng thuỷ sản

+ Nguồn nước để tưới cho cây trồng

+ Điều hoà dòng chảy

Có các loại hồ sinh học sau đây:

+ Hồ kỵ khí

+ Hồ kỵ hiếu khí

+ Hồ hiếu khí

2.2.3.4 Bể lọc sinh học

Nguyên lý hoạt động dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật hoạt động ở màng

sinh học, oxi hoá các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải

Có các loại sau:

+ Bể lọc sinh học có lớp vật liệu không ngập trong nước

+ Bể lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước

+ Bể lọc sinh học có lớp vật liệu là các hạt cố định

+ Đĩa quay sinh học RBC

2.2.3.5 Bể xử lý sinh học bằng quá trình bùn hoạt tính (aerotank)

Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn

đều và giữ cho bùn ở tình trạng lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxi cho vi sinh

vật oxy hoá chất hữu cơ có trong nước thải

Vị trí của bể aerotank là sau bể lắng 1 và trước bể lắng 2

Nguyên tắc hoạt động: nước thải sau khi qua bể lắng 1 có chứa các chất hữu cơ hoà

tan và chất lơ lửng đi vào bể aerotank, tại đây các vi khuẩn và vi sinh vật trong bể

chuyển hoá các chất hữu cơ phức tạp này thành các chất đơn giản hơn là các chất

trơ không hoà tan và thành các tế bào mới

Có 2 quá trình sinh hoá xảy ra trong bể aerotank là:

+ Quá trình tăng sinh khối của vi sinh vật

+ Quá trình hoạt động của enzyme hay quá trình chuyển hoá vật chất hữu cơ có

trong nước thải ở các bể aerotank

2.2.3.6 Bể UASB

Nước thải sau khi điều chỉnh pH và dinh dưỡng được dẫn vào đáy bể và nước thải

đi lên qua nền bùn rồi tiếp tục vào bể lắng đặt cùng với bể phản ứng Khí metan tạo

ra ở giữa lớp bùn Hỗn hợp khí lỏng và bùn làm cho bùn tạo thành dạng hạt lơ lửng

Với quy trình này bùn tiếp xúc được nhiều với chất hữu cơ và quá trình phân huỷ

xảy ra tích cực Các loại khí tạo ra trong điều kiện kị khí sẽ tạo ra dòng tuần hoàn

cục bộ, giúp việc hình thành những hạt bùn hoạt tính và giữ cho chúng ổn định Bọt

khí và hạt bùn có khí bám vào sẽ nổi lên trên bể Khi va phải lớp lưới chắn phía trên

các bọt khí sẽ vỡ và hạt bùn được tách ra và lắng xuống Để giữ cho lớp bùn ở trạng

thái lơ lửng, vận tốc dòng hướng lên phải ở khoảng 0.6-0.9m/h

2.2.3.7 Bể lên men có thiết bị trộn và có bể lắng riêng (ANALIFT)

Công trình gồm một bể phản ứng và một bể lắng riêng biệt với một thiết bị điều

chỉnh bùn tuần hoàn Giữa 2 thiết bị chính có đặt một thiết bị khử khí để loại khí tắc

trong các cục vón

Bể phản ứng có lớp chống ăn mòn ở phía trong, có lớp cách nhiệt để duy trì nhiệt

độ mong muốn Khuấy trộn bằn cách bơm khí vào bình chứa làm bằng vật liệu

không gỉ

Bể lắng coi như một thiết bị cô đặc, vì bùn tách ra có nồng độ cao và từ đây cho

bùn hồi lưu trở lại bể phản ứng Tỉ lệ bùn tuần hoàn khoảng 50-100%

Phương pháp này ít chịu ảnh hưởng bởi lưu lượng, thích hợp đối với việc xử lý

phân chuồng, xử lý các nước thải đặc như trong công nghiệp đồ hộp, cất cồn, công

nghiệp hoá chất, bột giấy, đường

Hiệu quả của phương pháp: loại bỏ được BOD5 tới 80-95%, COD từ 65-90%

2.3 VAI TRÒ CỦA PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ TRONG QUÁ

TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Trong quá trình xử lý nước thải, nước thải được xử lý qua nhiều giai đoạn và được

sử dụng bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó, mỗi phương pháp giúp loại

bỏ một loại chất thải khác nhau:

Quá trình xử lý cơ học thường được áp dụng để loại bỏ các tạp chất không tan, các

loại tạp chất rắn có kích cỡ lớn có trong nước thải, bao gồm các tạp chất vô cơ và

hữu cơ có trong nước thải như rơm cỏ, gỗ mẩu, bao bì, giấy, cát sỏi, dầu mỡ…

Ngoài ra còn có các hạt lơ lửng ở dạng huyền phù khó lắng Nó là một bước đệm

nhằm đảm bảo tính an toàn cho các công trình và thiết bị của các quá trình xử lý

tiếp theo của hệ thống xử lý nước thải

Quá trình xử lý hoá học là sử dụng hoá chất giúp loại bỏ các loại vật chất lơ lửng

phân tán rất nhỏ, hệ keo mà phương pháp xử lý cơ học không thể loại bỏ được hết

Ngoài ra còn giúp chuyển dịch pH nước thải về pH trung tính và làm lắng các muối

kim loại nặng để tách chúng ra khỏi nước thải

Tuy nhiên, nếu các hợp chất hữu cơ trong nước thải được xử lý bằng phương pháp

hoá học thì chi phí xử lý sẽ rất lớn và lại gây ra một số vấn đề về môi trường vì khi

đó chất ô nhiễm không được xử lý mà chỉ chuyển từ dạng ô nhiễm này sang dạng ô

nhiễm khác Cho nên nếu xử lý các hợp chất hữu cơ bằng phương pháp cơ học kết

hợp với phương pháp hoá lý nói chung thì hiệu quả xử lý thấp mà chi phí cao Do

đó, để xử lý nước thải nhiều chất hữu cơ dạng keo và hoà tan thì áp dụng phương

pháp xử lý sinh học và hay gặp là phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật trong

điều kiện hiếu khí vì hiệu quả xử lý cao, chi phí thấp và khi nồng độ chất hữu cơ

trong nước thải cần xử lý là không quá cao

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí được ứng dụng để xử lý các

hợp chất hữu cơ hoà tan có trong nước thải như hydratcacbon, protein, lipid… và

một số hợp chất vô cơ như: H2S, sulfite, nitơ… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh

vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây nhiễm đến sản phẩm cuối cùng là CO2 và

nước

Cho đến nay người ta đã xác định được rằng các vi sinh vật có thể phân huỷ được

tất cả các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợp nhân

tạo Mức độ phân huỷ và thời gian phân huỷ phụ thuộc vào cấu tạo các chất hữu cơ,

độ hoà tan trong nước và hàng loạt các yếu tố ảnh hưởng khác

Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng

làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng

sản sinh, phát triển, tăng số lượng tế bào, đồng thời làm sạch các chất hữu cơ hoà

tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ Do vậy, trong xử lý sinh học, người ta phải loại

bỏ các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải trong giai đoạn xử lý sơ bộ Đối với

các tạp chất vô cơ có trong nước thải thì phương pháp xử lý sinh học có thể khử các

chất sulfite, muối amon, nitrate…các chất chưa bị oxi hoá hoàn toàn Sản phẩm của

quá trình phân huỷ này là khí CO2, nước, khí N2, ion sulfat…

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3.1 NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA QUÁ TRÌNH

Phương pháp xử lý sinh học có thể chia thành 2 loại chính:

- Phương pháp xử lý sử dụng vi sinh vật hiếu khí: các vi sinh vật hoạt động trong

môi trường được cung cấp oxy liên tục

- Phương pháp xử lý sử dụng vi sinh vật kỵ khí: các vi sinh vật hoạt động trong

môi trường không có oxy

Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxi hoá sinh

hoá Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hoà tan, các chất keo tụ và các

chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật

theo 3 giai đoạn chính sau:

- Chuyển các chất từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật Khuếch tán từ bề mặt

tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế

bào

- Chuyển hoá các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế

bào mới

- Tốc độ quá trình oxi hoá sinh hoá phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm

lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử

lý Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản

ứng sinh hoá là chế độ thuỷ động, hàm lượng oxi trong nước thải, nhiệt độ, pH,

dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng

Điều kiện áp dụng phương pháp sinh học vào xử lý nước thải phải thoả mãn:

- Nước thải không có chất độc hại làm chết hoặc ức chế hệ vi sinh vật trong nước

thải

- Chất hữu cơ có trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn carbon và

năng lượng cho vi sinh vật (hydratcarbon, protein, lipit hoà tan)

- Tỉ số COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0.5 thì có thể áp dụng phương pháp xử

lý sinh học

- Ngoài ra cần phải chú ý chọn quần thể vi sinh vật thích ứng với từng loại nước

thải

3.2 CÁC VI SINH VẬT THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Ở mỗi loại nước thải thường có những vi sinh vật đặc trưng riêng, phụ thuộc chủ

yếu vào thành phần vật chất có trong nước thải Phần lớn vi sinh vật đóng vai trò rất

quan trọng trong quá trình chuyển hoá sinh hoá, chúng có tác dụng làm giảm chất

hữu cơ trong nước thải, đồng thời giúp ổn định nồng độ chất hữu cơ trong các dòng

chảy Trong nước thải số lượng và chủng loại vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu

tố nhất là các chất hữu cơ hoà tan trong nước, các chất độc, pH của môi trường,

những yếu tố quyết định đến sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật như các chất

dinh dưỡng đa lượng và vi lượng của chúng Do đó, để tăng cường vai trò hệ vi sinh

vật hoạt động trong xử lý nước thải thì cần phải thiết kế điều kiện môi trường phù

hợp

Nước càng bẩn, càng nhiều chất hữu cơ, nếu thích nghi và sinh trưởng được thì sự

phát triển của vi sinh vật càng nhanh.tuy nhiên, không phải tất cả các vi sinh vật

đều có lợi cho các quá trình chuyển hoá trong xử lý nước thải Nếu như điều kiện

môi trường không còn thích hợp cho hoạt động của các loài vi sinh vật, hoặc số

lượng các vi sinh vật trong hệ thống xử lý tăng đột biến, điều này sẽ gây cản trở cho

quá trình chuyển hoá và làm giảm hiệu suất xử lý nước thải

Trong nước thải có rất nhiều loại vi sinh vật khác nhau: vi khuẩn, nấm men, nấm

mốc, xoắn thể, xạ khuẩn, virus, thực khuẩn thể… nhưng chủ yếu là vi khuẩn

Đặc biệt nước thải sinh hoạt và nước thải của các xí nghiệp chế biến thực phẩm, rất

giàu các chất hữu cơ, vì vậy số lượng vi sinh vật trong nước là rất lớn Trong số này

chủ yếu là vi khuẩn, chúng đóng vai trò phân huỷ các chất hữu cơ, cùng với các

khoáng chất khác dung làm vật liệu xây dựng tế bào đồng thời làm sạch nước thải

3.2.1 Vi khuẩn (Bacteria)

Vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong các bể xử lý vì nó chịu trách

nhiệm phân huỷ các thành phần hữu cơ trong nước thải Trong các bể phân huỷ

bằng vi sinh trong điều kiện hiếu khí, 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

Theo quan điểm hiện đại (NCBI – National Center for Biotechnology Information,

2005) thì vi khuẩn bao gồm các ngành sau đây: Aquificae, Thermotogae,

Thermodesulfobacteria, Deinococcus, Thermus, Chrysiogenetes, Chloroflexi,

Nitrospirae, Defferribacteres, Cyanobacteria, Proteobacteria, Firmicutes,

Actinobacteria, Planetomycetes, Chlamydiae/Nhóm Verrucomicrobia,

Spirochaetes, Fibrobacteres/Nhóm Axitobacteria, Bacteroidetes/ Nhóm Chlorobia,

Fusobacteria, Dictyoglomy Việc phân ngành dựa trên các đặc điểm hình thái, sinh

lý, sinh hoá, sinh thái

Vi khuẩn là sinh vật đơn bào, có kích thước nhỏ từ 0.3 - 1μm, cơ thể chứa khoảng

85% là nước và 15% là các khoáng chất hay chất nguyên sinh Chất nguyên sinh

phần lớn là S, K, Na, Ca, Cl và một lượng nhỏ Fe, Si và Mg Chúng đứng riêng rẽ

hoặc xếp thành đôi, thành 4 tế bào hoặc hình thành khối với 8 tế bào, xếp thành

chuỗi hoặc thành chùm Vi khuẩn sinh sản bằng cách chia đôi tế bào Trong điều

kiện chất dinh dưỡng, oxi, pH và nhiệt độ môi trường thích hợp thì thời gian thế hệ

là 15 ÷ 30 phút

Các vi khuẩn trong nước thải có thể chia làm 4 nhóm lớn: nhóm hình cầu (Cocci)

có đường kính khoảng 1  3 m; nhóm hình que (Bacillus) có chiều rộng khoảng

0,3  1,5 m chiều dài khoảng 1  10,0 m (điển hình cho nhóm này là vi khuẩn E

coli có chiều rộng 0,5m chiều dài 2 m); nhóm vi khuẩn hình que cong và xoắn ốc

(Spirilla), vi khuẩn hình que cong có chiều rộng khoảng 0,6  1,0 m và chiều dài

khoảng 2  6 m; trong khi vi khuẩn hình xoắn ốc có chiều dài có thể lên đến 50

m; nhóm vi khuẩn hình sợi có chiều dài khoảng 100 m hoặc dài hơn

Các vi khuẩn đóng vai trò quan trọng bậc nhất trong quá trình phân hủy các hợp

chất hữu cơ trong tự nhiên cũng như trong các bể xử lý, biến chất hữu cơ thành chất

ổn định tạo thành bông cặn dễ lắng,làm sạch nước thải trong vòng tuần hoàn vật

chất

Vi khuẩn được chia thành 2 nhóm chính:

- Vi khuẩn ký sinh (paracitic bacteria) là vi khuẩn sống bám vào vật chủ, thức ăn

của nó là thức ăn đã được vật chủ đồng hoá, chúng thường sống trong đường

ruột của người và động vật, đi vào nước thải theo phân và nước tiểu

- Vi khuẩn hoại sinh (saprophytic bacteria) dùng chất hữu cơ không hoạt động

làm thức ăn, nó phân huỷ cặn hữu cơ làm chất dinh dưỡng để sống và sinh sản,

và thải ra các chất gồm cặn hữu cơ có cấu tạo đơn giản và cặn vô cơ Bằng quá

trình hoạt động như vậy, vi khuẩn hoại sinh đóng vai trò cực kỳ quan trọng

trong việc làm sạch nước thải Nếu không có hoạt động sống và sinh sản của vi

khuẩn, quá trình phân huỷ sẽ không xảy ra Có rất nhiều loài vi khuẩn hoại sinh,

mỗi loài đóng một vai trò rất đặc biệt trong mỗi công đoạn của quá trình phân

huỷ hoàn toàn cặn hữu cơ có trong nước thải và mỗi loài sẽ tự chết khi hoàn

thành quy trình sống và sinh sản ở giai đoạn đó

Tất cả các vi khuẩn ký sinh và hoại sinh cần có thức ăn và oxi để đồng hoá Một số

loài trong số vi khuẩn này chỉ có thể hô hấp bằng oxi hoà tan trong nước gọi là vi

khuẩn hiếu khí, còn quá trình phân huỷ chất hữu cơ của chúng gọi là quá trình hiếu

khí hay quá trình oxi hóa Một số loài khác trong số các vi khuẩn này không thể tồn

tại được khi có oxi hoà tan trong nước, những vi khuẩn này gọi là vi khuẩn kỵ khí

và quá trình phân huỷ gọi là quá trình kỵ khí, quá trình này tạo ra các chất có mùi

khó chịu Còn một số loài vi khuẩn hiếu khí trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ,

nếu thiếu hoàn toàn oxi hoà tan, chúng có thể tự điều chỉnh để thích nghi với môi

trường gọi là vi khuẩn hiếu khí tuỳ nghi Ngược lại cũng tồn tại một loài vi khuẩn

kỵ khí, khi có oxi hoà tan trong nước chúng không bị chết mà lại làm quen được

với môi trường hiếu khí gọi là vi khuẩn kỵ khí tuỳ nghi Sự tự điều chỉnh để thích

nghi với môi trường có sự thay đổi của oxi hoà tan của vi khuẩn hoại sinh là rất

quan trọng trong quy trình phân huỷ chất hữu cơ của nước thải trong các công trình

xử lý

Nhiệt độ nước thải có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình hoạt động và sinh sản của vi

khuẩn, phần lớn vi khuẩn hoại sinh hoạt động có hiệu quả cao và phát triển mạnh

mẽ ở nhiệt độ từ 20 – 40oC Một số loài vi khuẩn trong xử lý cặn phát triển ở nhiệt

độ 50 - 60oC Khi duy trì các điều kiện môi trường: thức ăn, nhiệt độ, pH, oxy, độ

ẩm thích hợp để vi khuẩn phát triển thì hiệu quả xử lý sinh học trong công trình sẽ

đạt hiệu quả cao nhất

Tuy nhiên không phải tất cả các loại vi khuẩn đều có lợi cho quá trình sinh hoá, một

vài trong số chúng là loài gây hại, trong đó có hai loài vi khuẩn tiêu biểu có hại cho

hệ thống Một là các dạng vi khuẩn dạng sợi (Filamentous) là các dạng phân tử

trung gian, thường kết với nhau thành lớp lưới nhẹ nổi lên mặt nước và gây cản trở

cho quá trình lắng, làm cho lớp bùn đáy không có hiệu quả, sinh khối sẽ không gắn

kết lại và theo các dòng chảy sạch đã qua xử lý ra ngoài Một dạng vi khuẩn có hại

khác tồn tại trong lượng bọt dư thừa trong các bể phản ứng sinh hoá, phát sinh từ

các hệ thống thông gió để tuần hoàn oxi trong hệ thống

Theo phương thức dinh dưỡng, vi khuẩn được chia làm 2 loại như sau:

- Vi khuẩn dị dưỡng (heterotroph): sử dụng các chất hữu cơ làm nguồn cacbon

dinh dưỡng và nguồn năng lượng để hoạt động sống, xây dựng và phát triển tế

bào

- Vi khuẩn tự dưỡng (autotroph): có khả năng oxi hoá chất vô cơ để thu năng

lượng và sử dụng CO2 làm nguồn carbon cho quá trình sinh tổng hợp Trong

nhóm này có vi khuẩn nitrate hoá, vi khuẩn sắt, vi khuẩn lưu huỳnh…

3.2.2 Virus và thực khuẩn thể

Virus là những sinh vật cực nhỏ (kích thước khoảng 20 ÷ 100 nm) Chúng không có

cấu tạo tế bào, thành phần hoá học rất đơn giản, chỉ bao gồm protein và acid

nucleic, virus chỉ chứa ADN hoặc ARN, không thể sống độc lập mà phải sống kí

sinh vào tế bào chủ Mỗi virus có một loại tế bào chủ tương ứng, virus bám vào tế

bào chủ rồi xâm nhập vào nội bào, phần acid nucleic được giải phóng ra khỏi vỏ

bọc

Virus có nhiều dạng: virus của động vật có hình quả cầu, hình trứng (virus đậu gà),

hình hộp vuông hay hình chữ nhật (đậu bò), hay hình gậy…virus thực vật có hình

quả cầu hay hình que dài (virus đốm lá, thuốc lào) Sự hiện diện của virus trong

nước thải sẽ ảnh hưởng không tốt cho quá trình xử lý

Thực khuẩn thể là virus của vi khuẩn, có khả năng làm tan các tế bào vi khuẩn rất

nhanh Thực khuẩn có hình dáng giống quả chuỳ, phần đuôi cán có sợi móc để bám

vào vỏ của tế bào vi khuẩn, rồi làm tan một lỗ nhỏ trên vỏ tế bào, phần acid nucleic

bên trong của virus sẽ nhanh chóng xâm nhập vào nội bào

Trong nước thải thường có những vi khuẩn gây bệnh cho người và động vật, kèm

theo có cả những thực khuẩn thể tương ứng với từng loại vi khuẩn đó Do đó khi

thấy có thực khuẩn thể trong nước thải người ta có thể kết luận được sự có mặt của

vi khuẩn tương ứng

3.2.3 Vi nấm (Fungi)

Nấm có cấu tạo cơ thể đa bào, hiếu khí, và thường thuộc loại cơ thể sinh vật dị

dưỡng Chúng lấy dưỡng chất từ các chất hữu cơ trong nước thải Cùng với vi

khuẩn, nấm chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải Về mặt

sinh thái học nấm có hai ưu điểm so với vi khuẩn: nấm có thể phát triển trong điều

kiện ẩm độ thấp và pH thấp Không có sự hiện diện của nấm, chu trình carbon sẽ

chậm lại và các chất thải hữu cơ sẽ tích tụ trong môi trường

Các giống nấm thường gặp trong nước thải là Saplogeria và Leptomus

3.2.3.1 Nấm men

Nấm men thuộc cơ thể đơn bào, chúng có hình dạng không ổn định, thường là hình

cầu, hình ellip, hình bầu dục và cả hình dài Tế bào nấm men thường có kích thước

lớn gấp 5 – 10 lần tế bào vi khuẩn, kích thước trung bình của nấm men là dài 9 -

10μm và rộng 2 - 7μm

Nấm men phân huỷ các chất hữu cơ hạn chế hơn nhưng chúng có thể lên men được

một số đường thành rượu, acid hữu cơ, glycerin trong điều kiện kị khí và phát triển

tăng sinh khối trong điều kiện kị khí

3.2.3.2 Nấm mốc

Nấm mốc được phân bố rộng rãi trong tự nhiên, chúng không phải là thực vật cũng

không phải là động vật nên chúng hoàn toàn khác với vi khuẩn và nấm men

Nấm mốc có khả năng phân huỷ được các chất hữu cơ khó phân huỷ như xenlulozơ,

hemixenlulozơ và lingnin

Nói chung vi sinh dạng nấm có kích thước lớn hơn vi khuẩn và không có vai trò

trong giai đoạn phân huỷ ban đầu các chất hữu cơ trong quá trình xử lý nước thải

Mặc dù nấm có thể sử dụng các vật chất hữu cơ tan trong mối quan hệ cạnh tranh

với các vi khuẩn, nhưng chúng dường như không cạnh tranh tốt trong quá trình sinh

trưởng lơ lửng hay ở điều kiện bám dính, trong môi trường bình thường, vì vậy

không tạo thành sự cân đối trong hệ thống vi trùng học Nói cách khác khi không

cung cấp đủ oxi và nitơ hoặc khi pH quá thấp, nấm có thể sinh sản nhanh, gây ra

các vấn đề ảnh hưởng tương tự như các vi khuẩn dạng sợi

3.2.4 Tảo (Algae)

Tảo là nhóm vi sinh vật tự dưỡng quang hợp, có diệp lục và có khả năng sử dụng

CO2 hoặc bicacbonat làm nguồn cacbon và nguồn nitơ, photpho vô cơ để cấu tạo tế

bào dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời Qúa trình quang hợp của tảo được biểu

diễn như sau:

CO2 + PO4-3 + NH4+ tế bào tảo mới (tăng sinh khối) + O2

Trong nước giàu nguồn N và P, đặc biệt là P sẽ là điều kiện rất tốt cho tảo phát

triển, Nguồn CO2 có thể do vi sinh vật hoạt động trong nước, phân huỷ các chất hữu

cơ tạo thành cung cấp cho tảo hoặc từ không khí

Tảo có tầm quan trọng trong quá trình xử lý sinh học bởi 2 lý do:

- Trong thuỷ vực chúng có khả năng tạo ra oxy qua quá trình quang hợp là sự

sống của hệ sinh thái môi trường nước

- Đối với ao hiếu khí hoặc ao oxy hoá kỵ khí không bắt buộc hoạt động hiệu quả

thì tảo là cần thiết cho việc cung cấp oxy cho vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí

Mặc dù tảo không phải là sinh vật gây hại, nhưng chúng có thể gây ra một số vấn

đề trong quá trình xử lý nước thải Tảo phát triển làm cho nước có màu sắc, thực

chất là màu sắc của tảo

- Tảo xanh Aphanizomenon blosaquae, Anabaena microcistic…làm cho nước có

màu xanh lam

ánh sáng