VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI

VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI

VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI

I Nước thải và vi sinh vật tham gia xử lý

nước thải

Click icon to add picture

1 Nước thải:

 Theo Tiêu chu n Vi t Nam 5980-1995 và ISO ẩ ệ 6107/1-1980: N ướ c th i là n ả ướ c đã đ ượ c th i ả

ra sau khi đã s d ng ho c đ ử ụ ặ ượ c t o ra trong ạ

m t quá trình công ngh và không còn giá tr ộ ệ ị

tr c ti p đ i v i quá trình đó ự ế ố ớ

1 Nước thải:

 Phân loại nước thải:

 Nước th i sinh ho t: là nả ạ ước th i t các khu dân c , ả ừ ưkhu v c ho t đ ng thự ạ ộ ương m i, khu v c công s , ạ ự ở

trường h c và các c s tọ ơ ở ương t khácự

 Nước th i công nghi p (hay còn g i là nả ệ ọ ước th i s n ả ả

xu t): là nấ ước th i t các nhà máy đang ho t đ ng ả ừ ạ ộ

ho c trong đó nặ ước th i công nghi p là ch y u ả ệ ủ ế

1 Nước thải:

 Phân loại nước thải:

 Nước th m qua: là lấ ượng nước th m vào h th ng ng ấ ệ ố ố

b ng nhi u cách khác nhau, qua các kh p n i, các ng ằ ề ớ ố ố

có khuy t t t ho c thành h ga hay h xí.ế ậ ặ ố ố

 Nước th i t nhiên: nả ự ước m a đư ược xem nh nư ước

th i t nhiên nh ng thành ph hi n đ i, chúng đả ự ở ữ ố ệ ạ ược thu gom theo h th ng riêng.ệ ố

1 Nước thải:

 Phân loại nước thải:

 Nước th i đô th : nả ị ước th i đô th là m t thu t ng ả ị ộ ậ ữchung ch ch t l ng trong h th ng c ng thoát c a m t ỉ ấ ỏ ệ ố ố ủ ộthành ph , th xã; đó là h n h p c a các lo i nố ị ỗ ợ ủ ạ ước

th i trên.ả

Một số hình ảnh về nước thải

Click icon to add picture

Một số hình ảnh về nước thải

Click icon to add picture

Một số hình ảnh về nước thải

Nước thải công nghiệp mạ

Click icon to add picture

Một số hình ảnh về nước thải

Nước thải từ các xưởng khai thác đá

Click icon to add picture

1 Nước thải:

 Thành phần các chất trong nước thải: Tùy vào nguồn gốc mà nước thải có thể chứa các thành phần sau:

 Dầu mỡ và chất rắn lơ lửng: Cát, các oxit, mũ cao su…

 Các chất hữu cơ hòa tan hay ở dạng nhũ: thuốc nhuộm, phenol và dẫn xuất, các hợp chất khác nhau có chứa nhóm chức dạng nitrat, nitrit và clorua

 Các ion kim loại

1 Nước thải:

 Thành phần các chất trong nước thải: Tùy vào nguồn gốc mà nước thải có thể chứa các thành phần sau:

 CN, Cr, S2

 Muối axit và bazơ mạnh chất hữu cơ ion hóa (trao đổi ion) và không ion hóa (thẩm thấu ngược)…

 Các ion kim loại

 Đường, protein và một số chất hữu cơ dễ phân hủy khác

2 Vi sinh vật tham gia xử lý nước thải

 Vi sinh v t là nh ng sinh v t đ n bào có kích th ậ ữ ậ ơ ướ c

nh , không quan sát đ ỏ ượ c b ng m t th ằ ắ ườ ng mà ph i s ả ử

d ng kính hi n vi ụ ể

 H p thu nhi u, chuy n hóa nhanh Vi khu n lactic ấ ề ể ẩ

(Lactobacillus) trong 1 gi có th phân gi i m t ờ ể ả ộ

l ượ ng đ ườ ng lactoz  n ng h n 1000-10000 l n kh i ơ ặ ơ ầ ố

 Phân b r ng, ch ng lo i nhi u Vi sinh v t có kh p ố ộ ủ ạ ề ậ ở ắ

m i n i trên trái đ t, ngay đi u ki n kh c nghi t nh t ọ ơ ấ ở ề ệ ắ ệ ấ

nh nhi t đ cao trong mi ng  ư ở ệ ộ ệ núi l a ử , nhi t đ th p ệ ộ ấ

s có m t c a vi sinh v t Vi sinh v t có kho ng trên ự ặ ủ ậ ậ ả

100 nghìn loài bao g m 30 nghìn loài đ ng v t nguyên ồ ộ ậ

sinh, 69 nghìn loài nấm, 1,2 nghìn loài vi t o, 2,5 nghìn ả loài vi khu n lam, 1,5 nghìn loài vi khu n, 1,2 nghìn ẩ ẩ

loài virut và ricketxi

CÁC CHỦNG LOẠI VI SINH VẬT

Đ NG V T NGUYÊN SINH Ộ Ậ

VI KHU N LAM Ẩ

VI T O Ả

VI KHU N Ẩ

CÁC CHẾ PHẨM SINH HỌC

BÙN HOẠT TÍNH

Bể bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank

Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện

cung cấp oxy liên tục.

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

BÙN HOẠT TÍNH

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn sau:

- Oxy hoá các chất hữu cơ: CxHyOz + O2 => CO2 + H2O + DH

- Tổng hợp tế bào mới: CxHyOz + NH3 + O2 => CO2 + H2O + DH

- Phân huỷ nội bào: C5H7NO2 + 5O2 => 5CO2 + 5 H2O + NH3 ± DH

MÀNG SINH HỌC

Trong t nhiên, ít khi sinh v t s ng thành khu n l c thu n khi t riêng r ự ậ ố ẩ ạ ầ ế ẽ (trong đó ch g m các t bào c a m t loài) nh chúng ta nhìn th y trên ỉ ồ ế ủ ộ ư ấ đĩa th ch c a phòng thí nghi m ạ ủ ệ

Trái l i, chúng th ạ ườ ng s ng thành nh ng t p đoàn nh y, đ ố ữ ậ ầ ượ c g i là màng ọ sinh h c – t i đó chúng chia s ch t dinh d ọ ạ ẻ ấ ưỡ ng

Màng sinh h c c a vi khu n ọ ủ ẩ Staphylococcus aureus.

VI SINH V T THAM GIA X LÝ N Ậ Ử ƯỚ C

dành cho việc kiến tạo tế bào Một lượng khác các chất hữu

cơ lại được oxy hóa để sinh năng lượng cầnthiết cho việc tổng hợp.

STT

Vi khuẩn Chức năng

1

Pseudomonas Phân hủy hiđratcacbon, protein, các chất hữu cơ

và khử nitrát.

2

Arthrobacter Phân hủy hiđratcacbon.

3

Bacillus Phân hủy hiđratcacbon, protein.

VI SINH V T THAM GIA X LÝ N Ậ Ử ƯỚ C

TH I Ả

4

Cytophaga Phân hủy các polime.

5

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

6

Acinetobacter Tích lũy poliphosphas, khử nitrát.

7

Nitrosomonas Nitrit hoá.

8

Nitrobacter Nitrát hóa.

9

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

10

Alkaligenes Phân hủy protein, khử nitrát.

II Phương pháp xử lý sinh học nước thải

Click icon to add picture

Phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hoà tan có trong nước

thải cũng như một số chất ô nhiễm vô cơ khác như H2S,

sunfit, ammonia, nitơ… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ chất hữu cơ gây ô nhiễm

Tuỳ theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:

• Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng khử chất hữu cơ chứa carbon

như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng

• Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate hoá với màng cố định

1 Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí

1.1 Công nghệ xử lý nước thải bùn hoạt tính

hiếu khí (Aerotank)

Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật sinh trưởng

dạng lơ lửng, quá trình phân huỷ xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng

Tuy nhiên hệ thống có nhược điểm là cần nhiều thiết bị và tiêu hao nhiều năng lượng

Click icon to add picture

1.1 Công nghệ xử lý nước thải bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank)

Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn

Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục chỉ có điều tất cả xảy ra trong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các bước:

(1) – Làm đầy; (2) – Phản ứng; (3) – Lắng;

(4) – Xả cặn; (5) – Ngưng

1.2 Công nghệ xử lý sinh học dạng mẻ (SBR)

1.3 Công nghệ sinh học tăng trưởng dính bám

Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám: Nguyên lý hoạt động của bể này tương tự như trường hợp vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chỉ khác là vi sinh vật phát triển dính bám trên vật liệu tiếp xúc đặt trong bể

Do có nhiều ưu điểm vượt trội về hiệu quả xử lý cũng như giảm chi phí đầu tư & vận hành nên hiện nay, việc áp dụng công nghệ sinh học tăng trưởng dính bám đang được ứng dụng khá rộng rãi

1.4 Công nghệ màng lọc sinh học (MBR)

Công nghệ màng lọc sinh học MBR là

công nghệ ứng dụng cho cả nước cấp và

xử lý nước thải Sự kết hợp giữa màng

lọc sinh học MBR với quá trình bùn hoạt

tính đã được đánh giá trên các công trình

xử lý nước thải, tối ưu quá trình xử lý vi

sinh và nước sau xử lý có thể dùng để tái

sử dụng

Ba ưu điểm quan trọng của công nghệ MBR trong xử lý nước thải:

- Nước sau xử lý bằng màng lọc sinh học MBR chất lượng và được diệt khuẩn và có hiệu quả cao trong việc loại bỏ các chất

hữu cơ và vô cơ

- Kích thước mặt bằng được giảm thiểu tối đa so với công nghệ truyền thống

- Quá trình xử lý vi sinh hiệu quả và ổn định luôn được duy trì

1.4 Công nghệ màng lọc sinh học (MBR)

2 Phương pháp xử lý sinh học kị khí

Quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hoá phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Tuy nhiên, phương trình phản ứng sinh hoá trong điều kiện kị khí có thể biểu diễn đơn giản như sau:

Chất hữu cơ =====> CH4 + CO2 + H2 + NH3 +

H2S + tế bào mới

2 Phương pháp xử lý sinh học kị khí

Quá trình phân huỷ kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Thuỷ phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử;

- Giai đoạn 2: Acid hoá;

- Giai đoạn 3: Acetate hoá;

- Giai đoạn 4: Methane hoá

2 Phương pháp xử lý sinh học kị khí

2.1 Công nghệ bể xử lý kỵ khí

Trong quá trình xử lý nước thải bằng công nghệ kỵ khí, các chất hữu cơ trong nước thải được chuyển hoá thành mêtan

và khí cacbonic, quá trình được thực hiện không có mặt

của oxy Hệ thống xử lý kỵ khí có thể là các ao kỵ khí hoặc các dạng khác nhau của bình phản ứng tải trọng cao

Hiệu suất chuyển hoá có thể đạt đến 70 – 80 %

2.2 Công nghệ sinh học kỵ khí UASB

Đây là một trong những quá trình kị khí được ứng dụng rộng rãi nhất trên thế giới do 2 đặc điểm chính sau:

• Cả 3 quá trình, phân huỷ – lắng bùn – tách khí, được lắp đặt trong cùng một công trình

• Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc

độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng

2.2 Công nghệ sinh học kỵ khí UASB

Quá trình xử lý sinh học kỵ khí sử dụng UASB còn có những

ưu điểm so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như:

• Ít tiêu tốn năng lượng vận hành;

• Ít bùn dư, nên giảm chi phí xử lý bùn;

• Bùn sinh ra dễ tách nước;

• Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm được chi phí bổ sung

dinh dưỡng;

• Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí methane;

• Có khả năng hoạt động theo mùa vì kỵ khí có thể phục hồi và hoạt động được sau một thời gian ngưng không nạp liệu

III Nước thải công nghiệp

Click icon to add picture

1 Định nghĩa:

 Là nước thải được sinh ra trong quá trình sản xuất công nghiệp từ các công đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản xuất như nước thải khi tiến hành vệ sinh công nghiệp hay hoạt động sinh hoạt của công nhân viên.

 Cơ sở đê nhận biêt và phân loại như sau:

- Nước thải được sản sinh từ nước không được dùng trực tiếp trong các công đoạn sản xuất, nhưng tham gia các quá trình tiếp xúc với các khí, chất lỏng hoặc chất rắn trong quá trình sản xuất.

- Nước thải được sản sinh ngay trong bản thân quá trình sản xuất.

 Ví dụ: nước thải từ quá trình mạ điện, nước thải từ việc tẩy rửa hay ệ sinh các thiết bị phản ứng, nước chứa ammoniac hay phenol từ quá trình dập lửa của công nghiệp than cốc, từ quá trình sản xuất giấy….

2 Ảnh hưởng đối với nguồn nước

 Gây ô nhiễm môi trường nước, nguồn nước bị nhiễm bẩn, gây nguy hiểm cho con người, cho sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá…

 Làm tăng lượng kim loại nặng trong nước, gây độc cho con người, gây ra

nhiều bệnh hiểm nghèo như ung thư, đột biến.

3 Các phương pháp xử lý:

 Phương pháp xử lý cơ học: dùng để loại các tạp chất không tan( còn gọi là tạp chất cơ học) trong nước Các phương pháp cơ học thường dùng là: lọc qua lưới, lắng, xyclon thu lực, lọc qua lớp vật liệu cát và li tâm.

 Phương pháp hoá học và lý học: dùng để thu hồi các chất khí, khử các chất độc hoặc các chất có ảnh hưởng xấu đối với giai đoạn làm sạch sinh hoá sau này Các phương pháp lý học và hoá học thường dung: oxy hoá, trung hoà, keo tụ(đông tụ), tuyển nổi,…

 Phương pháp sinh hoá: dùng để loại bỏ các chất phân tán nhỏ, keo và hoà tan hữu cơ(đôi khi cả vô cơ) khỏi nước thải Phương pháp này dựa vào khả năng sống của vi sinh vật.

Đối với nguồn nguyên liệu là polyester và hỗn hợp cotton/polyester

Công nghệ xử lý chất thải ngành dệt may

Đối với nguồn nguyên liệu là polyester và hỗn hợp cotton/polyester

Công nghệ xử lý chất thải ngành dệt may

Đối với nguồn nguyên liệu là cotton

Công nghệ xử lý chất thải ngành dệt may

Đối với nguồn nguyên liệu là cotton

Công nghệ xử lý chất thải ngành dệt may

Công nghệ xử lý chất thải ngành sản xuất giấy

I/ Quy trình công ngh h th ng x lý n ệ ệ ố ử ướ c th i ch ả ế

bi n th c ph m: ế ự ẩ

Song chắn rác: thường làm bằng 

kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn 

sẽ giữ lại các tạp chất vật có kích 

thước lớn như giẻ, bao nilon…để tránh tắc và bảo vệ các thiết bị. 

Bể gom: là nơi tiếp nhận nguồn 

nước thải trước khi đi vào xử lý. Bể gom thường được làm bằng bê tông, xây bằng gạch, có tác dụng điều hòa lưu lượng nước thải

Bể điều hòa: Điều hòa sự biến thiên 

lưu lượng chất thải theo từng giờ trong ngày

Tránh sự biến động hàm lượng chất hữu cơ làm ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn trong bể xử lý sinh học.Kiểm soát pH của nước thải để tạo 

điều kiện tối ưu cho các quá trình sinh hóa

Bể lắng: Giữ lại các chất không tan 

hữu cơ, trạng thái chìm - nổi trên mặt nước bằng phương pháp lắng,trong đó 

80 % dạng vô cơ, 20 % dạng hữu cơ

Chất hữu cơ + Vi sinh kỵ khí → CH4+ H2S + Sinh khối mới +…

Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí → H2O+CO2 + Sinh khối mới +…

Bể arotank

• Từ  đây  nước  thải  sẽ  được  phân  hủy  tiếp 

trong  bể  phân  hủy  hiếu  khí  bùn  hoạt  tính 

(aerotank).  Tại  bể  aerotank,  không  khí  sẽ 

được  cung  cấp  liên  tục  bởi  máy  thổi  khí. 

Hiệu suất của bể aerotank là >90%.

• Tại  bể  Aeroten  diển  ra  quá  trình  sinh  học 

hiếu khí. Các vi sinh vật ở dạng hiếu khí(bùn 

hoạt  tính)  sẽ  phân  huỷ  các  chất  hữu  cơ  còn 

lại  trong  nước  thải  thành  các  chất  vô  cơ  ở 

đơn  giản  như:  CO2,  H2O…  theo  phản  ứng 

sau :

• Nước  thải  sau  quá  trình  xử  lý  hiếu  khí  được  chuyển  qua  bể lắng  2  để  tách  bùn,  một  phần  bùn  được  hồi  lưu  trở  lại  bể Aerotank. Sau đó nước thải được bơm qua ngăn khử trùng sử dụng chlorine để khử trùng trước khi thải ra ngoài.

• Bùn dư từ bể UASB và các bể lắng sẽ được thu gom vào bể chứa bùn và nén trước khi đem đi xử lý cùng với rác thải sinh hoạt.  Polyme  được  sử dụng  để  làm xúc  tác  cho quá  trình  trợ lắng và tách nước

Bể lọc áp lực: Bể lọc áp lực sử dụng 

trong công nghệ này là bể lọc áp lực 

đa lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh 

và than hoạt tính để loại bỏ các chất lơ lửng, các chất rắn không hòa tan, các nguyên tố dạng vết, halogen hữu cơ nhằm đảm bảo độ trong của nước 

    Nước sau khi qua cụm lọc áp lực đạt tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo QCVN 24:2009 cột B