mở đầu Thế kỷ XX sản xuất công nghiệp phát triển mạnh mẽ tạo nên cách mạng cho nỊn kinh tÕ cđa nhiỊu n íc trªn thÕ giíi Tuy nhiên phát triển nhanh ngành công nghiệp với mục đích thu lợi nhuận cao nhà sản xuất đà không quan tâm quan tâm tới hậu phế thải công nghiệp môi tr ờng sinh thái Nạn ô nhiễm môi trờng ngày trở nên trầm trọng ng ời đà phải trả giá đắt cho hậu họ gây Chính thập niên cuối kỷ XX vấn đề bảo vệ môi tr ờng mối quan tâm hàng đầu nhiều nớc tổ chức giới Việt Nam công nghiệp ch a phát triển mạnh nhng khó khăn kinh tế, vốn đầu t ý thức ng ời nạn ô nhiễm môi trờng sinh thái đà trở thành vấn đề xúc Các nhà máy công nghiệp Việt Nam hầu nh cha có quan tâm mức đến vấn đề chất thải, nhà máy có hệ thống xử lý n ớc thải có hoạt động theo kiểu đối phó Những năm qua nhu cầu thị trờng, ngành công nghiệp bia phát triển nhanh Ngoài nhà máy bia lớn hầu hết địa phơng nớc có từ dến vài chục dây chuyền bia thủ công Do vốn đầu t ít, thiếu công nghệ, lại quan tâm đến lợi nhuận, n ớc thải dây chuyền bia hầu nh không đợc xử lý mà đổ thẳng sông, đồng ruộng, góp phần đáng kể vào nạn ô nhiễm môi tr ờng nớc ta Theo luật môi trờng đợc ban hành theo tiêu chuẩn Việt Nam khoa học công nghệ môi tr ờng ban hành, việc làm sở sản xuất vi phạm luât Để góp phần giải khó khăn sở sản xuất nhỏ khắc phục tình trạng đặt vấn đề: (( Nghiên cứu phơng pháp sinh học xử lý nớc thải nhà máy bia )) Đề tài đợc thực Phòng Công nghệ Lên men Viện công nghệ sinh học- trung tâm khoa học tự nhiên công nghệ quốc gia Phần I: Tổng quan I- Đặc điểm phân loại nớc thải 1.1 Nớc thải công nghiệp Nớc thải công nghiệp: Là nớc sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp Nó tính chất chung mà phụ thuộc vào đặc điểm ngành sản xuất Tuỳ thuộc vào ngành sản xuất giải pháp công nghệ, trang thiết bị mà mức độ ô nhiễm nớc thải công nghiệp ngành sản xuất khác Nồng độ chất hữu cơ, nguồn gây ô nhiễm bẩn dao động lớn COD nớc thải công nghiệp số ngành nh công nghiệp giấy, công nghiệp chế biÕn thùc phÈm, c«ng nghiƯp dƯt, c«ng nghiƯp thc da Có thể 1000- 20000 mg/l Bản chất chất hữu nớc thải ngành sản xuất khác nhau, có loại dễ phân huỷ (tû lƯ BOD/COD 0,5), nh), nh níc th¶i cđa nhà máy chế biến thực phẩm rợu, bia, đờng, bánh ,kẹo có loại khó phân huỷ nh nớc thải nhà máy giấy, phân xởng nhuộm nhà máy dệt Mức độ ô nhiễm nớc thải công nghiệp chất hữu có chứa thành phần khác gây độc hại môi trờng nh kim loại nặng, hợp chất lu huỳnh, Nitơrat Trên quan điểm tác động lên môi trờng ngời ta chia nớc thải thành dạng sau: + Nớc thải ô nhiễm bẩn: Là nớc thải có chứa hợp chất hữu lớn, nhng dễ phân huỷ Loại nớc thải dễ dàng xử lý phơng pháp sinh học [2,5), nh,6,7] + Nớc thải độc nớc thải chứa chất hữu thấp nhng có chứa thành phần khác Độc môi trờng nh kim loại nặng, ion NO , SO , S- Loại nớc thải thờng phải xử lý phơng pháp hoá lý [4,8,9] + Nớc thải độc bẩn : nớc thải có chứa hợp chất hữu cao khó phân huỷ nh hợp chất clo hữu cơ, chất hữu mạch vòng đồng thời có hợp chất vô độc [12,11,10] Cách phân loại nớc thải nh có ý nghĩa quan trọng, giúp cho nhà sản xuất xác định xác phơng pháp xử lý triệt để nớc thải Một đặc điểm chung nớc thải công nghiệp lu lợng ổn định, tập trung nên dễ thu gom xử lý Tuy nhiên nhà máy không xử lý trớc thải môi trờng gây ô nhiễm diện rộng 1.2 Nớc thải số ngành khác 1.2.1 Nớc thải sản xuất nông nghiệp Thành phần : Gồm phân bón (có thể vô cơ, hữu ), hoá chất dùng nông nghiệp thờng thuốc diƯt cá, c«n trïng, thc kÝch thÝch sinh trëng tất d chất kéo theo vào nớc thải nông nghiệp làm ô nhiễm nguồn nớc Đặc trng nớc thải mùi, nhng độc Mức độ ô nhiễm nớc thải nông nghiệp dao động phụ thuộc vào mùa vụ, thời kỳ sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu Một đặc trng nớc thải nông nghiệp lu lợng không ổn định, không tập trung nên khó thu gom để xử lý Mức độ ô nhiễm diện rộng, nớc thải nông nghiệp nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nớc ngầm[8,9] 2.2 Nớc thải sinh hoạt khu dân c Thành phần nớc thải phức tạp nguồn nớc thải sinh hoạt cộng đồng nguồn nớc khu dân c, vùng thơng mại, khu vực quan bệnh viện, khu vui chơi, giải trí Nớc thải này, giàu chất hữu cơ, chủ yếu hợp chất hữu chứa Nitơ, chất rắn lơ lửng, nhiều chất tạo keo, hàm lợng NH4+, P2O5), nh cao Đặc biệt nớc thải sinh hoạt có ô nhiễm vi sinh vật lớn, có vi sinh vật gây bệnh nh colifom, fecacform Lu lợng nớc thải sinh hoạt không ổn định phụ thuộc vào mật độ dân c, thời gian sinh hoạt, điều kiện sống khu dân c Nớc thải sinh hoạt có vùng tập trung có vùng phân tán việc xử lý khó khăn đô thị lớn nớc phát triển có quy hoạch tốt nớc thải sinh hoạt thờng đợc tập trung khu vực xử lý thành phố Việt Nam nớc thải sinh hoạt hầu nh cha đợc xử lý kể thành phố lớn nh Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh Trong số nguồn ô nhiễm nớc thải gây đáng ý nguồn nớc thải bệnh viện Nớc thải có thành phần gây hại lớn cho môi trờng nh d lợng chất kháng sinh, vi sinh vật gây bệnh, chất tẩy Vì việc xử lý gặp nhiều khó khăn Thờng với loại nớc thải phải có chế độ xử lý đặc biệt không nên tập trung vào dòng nớc thải sinh hoạt thành phố [8] 1.3 Đặc trng nớc thải nhà máy bia Công nghiệp rợu bia ngành sản xuất sử dụng nớc lớn Định mức nớc dùng cho công nghiệp phụ thuộc vào mức độ giới hóa, tự động hoá quy mô nhà máy Việt Nam năm gần công nghiệp bia phát triển mạnh Sản lợng bia bình quân đầu ngời tăng từ 2-3 lít/ ngời/ năm, trớc lên 6-8lít/ngời/ năm Ngoài nhà máy bia lớn nh Sài Gòn, Hà Nội số nhà máy bia vừa nh Halida, Huda, Tiger Thì hàng loạt dây chuyền thủ công địa phơng đợc xây dựng năm 1980-1990 Đối với nhà máy bia lớn nh bia Hà Nội định mức tiêu thụ nớc khoảng 15), nh-20m3/1000 lít bia, dây chuyền thủ công lợng nớc sử dụng vào khoảng 25), nh-30m3/1000 lít bia Trên giới định mức nớc sử dụng vào khoảng 8-11m3/1000 lít bia Điều cho thấy lu lợng nớc thải nhà máy bia lớn Trên giới số nớc ngời ta áp dụng phơng pháp hồi lu nớc để giảm định mức nớc sử dụng xuống 4-6m3/1000 lít bia giảm lu lợng nớc thải xuống 2,5), nh6m3/1000 lít bia [8] Nớc thải nhà máy bia loại nớc thải công nghiệp có mức độ ô nhiễm chất hữu cao, COD từ 1000-3000mg/l, BOD từ 800-15), nh00mg/l Ngoài nớc thải nhà máy bia chứa nhiều chất rắn lơ lửng bà tinh bột, malt, xác men, dịch lên men, bà thải Làm cho nớc thải có độ đục cao, pH dao ®éng kho¶ng tõ 4,5), nh-7,0.Cã thĨ suy kiỊm(trong trêng hợp tây rửa tec) Ngoài số nhà máy s¶n xt bia lon níc th¶i cã chøa kim koại nh hợp chất nhôm, kẽm, đồng Tuy nhiên nớc thải nhà máy bia loại dễ phân huỷ sinh học nớc thành phần chất hữu chứa chủ yếu hydrat cacbon, protein, nớc thải nhà máy bia có pH từ axit đến trung tính kiềm Vì có hàm lợng chất hữu cao nÕu kh«ng xư lý m«i trêng khu vùc chøa níc th¶i dƠ x¶y phï dìng Tû lƯ BOD/ COD > 0,5), nh, sử dụng biện pháp xử lý sinh học làm triệt để nớc thải nhà máy Nh vậy, sở thành phần nớc thải, ngời ta đánh giá độ ô nhiễm bẩn nớc thải đặc trng cách đa số tiêu 1.4 Các tiêu đánh giá độ ô nhiễm nớc thải Các tiêu nớc thải tập hợp đặc điểm, tính chất hàm lợng thành phần khác [8,9,14,17,18,19,21] Các tiêu đợc phân loại thành nhóm sau: + Chỉ tiêu cảm quan : màu, mùi, độ đục + Chỉ tiêu hóa lý: pH, to, oxy hoà tan, nồng độ chất lơ lửng (SS), nồng độ chất hoà tan (TS), lợng cacbon tổng số (TC) + Chỉ tiêu sinh hoá bao gồm : Nhu cầu oxy hoá học (COD), nhu cầu oxy sinh hoá (BOD) nồng độ ức chế hô hấp vi sinh vật 5), nh0% (IC5), nh0), nồng độ gây chết (LC5), nh0) Tất tiêu cho phép đánh giá tác động nớc thải môi trờng sinh thái đồng thời tìm phơng pháp xử lý có hiệu 1.4.1 Các chất hữu Hợp chất hữu có nớc thải có tác động mạnh đến ô nhiễm nớc thải ảnh hởng trực tiếp đến nồng độ oxy hoà tan nớc thải môi trờng dẫn đến làm giảm khả phân huỷ tự nhiên hệ vi sinh vật làm cho môi trờng sinh thái khả phục hồi Một số chất hữu khả gây ô nhiễm bẩn có khả gây ô nhiễm độc nh hợp chất clo hữu cơ, photphat hữu Những chất thờng khó phân huỷ thông qua chuỗi thức ăn gây độc trực tiếp đến cho ngời, chúng có khả gây bệnh ung th, biến đổi gen dẫn đến dị tật ngời động vật Các chất hữu nớc thải đợc đánh giá qua tiêu (TC) tổng lợng cacbon có nớc thải tức chất hữu đợc quy cacbon Tuy nhiên tiêu không nêu lên đợc chất chất hữu có nớc thải Thành phần chất hữu có nớc thải thờng phức tạp phụ thuộc vào nguồn gốc nớc thải [20] Bảng Các chất hữu thờng gặp mối liên quan đến nguồn gốc nớc thải Chất hữu Hydratcacbon chất beó Hydro cacbon Thuốc trừ sâu Phenol Nguồn gốc nớc thải Nớc thải sinh hoạt thơng nghiệp, công nghiệp Nớc thải nhà máy lọc dầu, nhà máy khí Nớc thải nông nghiệp Nớc thải công nghiệp chế biến thực phẩm chè ,cà phê Protein Nớc thải công nghiệp lò mổ, thuộc da Các hợp chất clo hữu Nớc thải nhà máy giấy, nông nghiệp Các hợp chất hydro Nhà máy lọc dầu cacbon mạch vòng Trong số chất hữu ngời ta phân chất hữu dễ hoà tan (Hydrat cacbon, protein, phenol ) Các chất khó tan tạo nhũ (dầu, mỡ, dầu mỏ) chất dễ bay (xăng, este ) C¸c chÊt hun phï (tinh bét xenlulo ) 1.4.2 Các chất vô Các chất vô thờng có nớc thải công nghiệp nh công nghiệp hoá chất, công nghiệp tuyển quặng, công nghiệp gia công, chế tạo khí Trong chất vô đáng ý hàm lợng kim loại nặng chúng yếu tố gây độc cho môi trờng sinh thái Chỉ tiêu đặc trng tổng số chất vô có nớc thải độ tro Độ tro lợng cặn lại sau đà bay hết nớc thải đốt cặn thu đợc 165), nhoC sau Một số chất vô dạng phi kim loại đợc xác định theo phơng pháp riêng[4,8] 1.4.3 Nhu cầu oxy hoá học COD (Chemical oxygen demand) Nhu cầu oxy hoá học COD đại lợng đặc trng cho chất khử (cả hữu vô cơ) có nớc thải đợc oxy hoá chất hoá học, oxy hoá mạnh nh 5), nh K2Cr2O7 KMnO4 Nó đợc tính mg O2 dùng để oxy hoá chất khử có đơn vị thể tích nớc thải Thông thờng chất khử dạng vô xác định đợc phơng pháp hoá học khác hiệu COD tổng số với nhu cầu oxy để oxy hoá chất vô đà biết có nớc thải cho ta gía trị hàm lợng chất hữu có nớc thải Các phơng pháp xác định COD đà đợc chuẩn hoá theo quốc tế bao gồm phơng pháp sau: + Phơng pháp bicromat hồi lu kín + Phơng pháp bicromat hồi lu hở + Phơng pháp permanganat (ít sử dụng) Trong phơng pháp bicromat hồi lu hở đợc dùng phổ biến Phơng pháp hồi lu kín thờng đợc dùng để xác định COD nớc thải có chứa nhiều chất dễ bay [17,18,21] Bản chất phơng pháp bicromat đợc thể phơng trình sau 6e- (của chất khử) + 14H+ + Cr2O72- = 2Cr2+3 + 7H2O PhÇn lín hợp chất hữu (95), nh-100%) dới tác dụng xúc tác Ag2SO4 H2SO4 bị oxy hoá K2Cr2O7 tạo thành CO2, H2O NO2- chất khử có chứa N2 1.4.4 Nhu cầu oxy sinh hoá BOD5 (Fiveday-Biochemical demand) Nhu cầu oxy sinh hoá lợng oxy (mg) xử dụng để oxy hoá hợp chất hữu có lít nớc thải điều kiện kín 20 oC, ánh sáng trình sinh hoá vi sinh vật hiếu khí thực Thờng tiêu BOD đợc xác định sau 5), nh ngày nuôi vi sinh vật nên số đợc biểu thị BOD5), nh, BOD5), nh chiếm khoảng 65), nh-70% BOD toàn phần nớc thải (BOD) BOD đợc xác định sau khoảng 15), nh-20 ngày nuôi vi sinh vật Để xác định tiêu nớc thải phải đợc pha loÃng mức độ cho lợng oxy hoà tan có nớc đủ để oxy hoá toàn chất hữu có nớc thải Chỉ số nồng độ oxy hoà tan ban đầu sau nuôi nớc cho ta lợng oxy cần thiết để oxy hoá chất hữu có nớc thải Một điều dễ thấy sản phẩm trình oxy hoá chất hữu CO H2O sinh khối vi sinh vật Sinh khối vi sinh vật tạo thành chiếm khoảng 25), nh% chất hữu bị oxy hoá, ®ã chØ sè BOD 5), nh thêng chØ chiÕm 60-70% tổng chất hữu có nớc thải Ngoài nhiều trờng hợp nớc thải có chứa chất hữu khó phân huỷ nh hợp chất clo hữu cơ, cacbua hydro mạch vòng, poly- phenol làm cho số BOD thấp nhiều so với tổng lợng chất hữu Trong thực tế ngời ta thờng sử dụng tiêu tỷ lệ BOD/COD để đánh giá mức độ độc nớc thải Nớc thải cã tû lƯ BOD/COD < 0,4 khã ph©n hủ sinh häc Níc th¶i cã tû lƯ BOD/COD >0,5), nh dƠ xử lý phơng pháp sinh học 1.4.5 Chỉ tiêu LC50 (Lethal concentration) Là tiêu để đánh giá độ độc nớc thải hệ sinh thái môi trờng LC5), nh0 liều lợng gây chết 5), nh0% sinh vật thử thời điểm xác định, tơng ứng với nồng độ chất thử nồng độ nớc thải môi trờng Để xác định tiêu ngời ta phải sử dụng phơng pháp thử "test" sinh học với sinh vật kiểm định đà đợc tiêu chuẩn hóa nh bèo [8], cá [19] 1.4.6 Chất rắn tổng số TS (Totalsolute) Là lợng chất lại nớc thải sau đợc sấy khô 105), nhoC đến trọng lợng không đổi 1.4.7 Hàm lợng chất rắn huyền phù SS (Supended Solides) Là lợng chất rắn lơ lửng nớc thải đợc xác định cách ly tâm lọc sấy đến khối lợng không đổi 105), nhoC II Sự sinh trởng phát triển vi sinh vật trình xử lý nớc thải 2.1 Vi sinh vật đặc tính vi sinh vật Vi sinh vật thể vô nhỏ bé quan sát đợc dới kính hiển vi Trong nớc thải có mặt quần thể vi sinh vật phong phú, bao gồm tất chủng loại vi sinh vËt nh vi khuÈn, nÊm men, nÊm mèc, x¹ khuẩn, coliform Đó vi sinh vật thích nghi với môi trờng nớc thải có khả sử dụng hợp chất hữu có nớc thải nh nguồn dinh dỡng Để nghiên cứu khả phân hủy hợp chất hữu có nớc thải vi sinh vật, phải tìm hiểu đặc điểm sinh lý, sinh hoá chúng Các chất hữu nớc thải hỗn hợp phức tạp gồm nhiều chất có cấu tạo hoá học khác Vì xử lý nớc thải sử dụng đơn loài vi sinh vật mà phải sử dụng tập hợp loại vi sinh vật khác Tuỳ thuộc vào thành phần loại nớc thải, tỷ lệ loài vi sinh vật số lợng sử dụng chúng xử lý khác Tuy nhiên với nớc thải công nghiệp thông thờng loài vi khuẩn chiếm u [2,3,7,10,14,15), nh,16] 2.2 Nhu cầu dinh dỡng yếu tố ảnh hởng đến trình sinh trởng phát triĨn cđa vi sinh vËt 2.2.1 Nhu cÇu dinh dìng cđa sinh vËt Vi sinh vËt sư dơng c¸c chÊt dinh dỡng làm vật liệu xây dựng tế bào nguồn cung cấp lợng Sự phát triển vi sinh vËt phơ thc vµo ngn cacbon vµ ngn dinh dỡng khác * Nguồn cacbon: Nguồn cacbon nguồn cung cÊp dinh dìng chđ u cho vi sinh vËt Ngn cacbon có hai chức : Cung cấp lợng cho hoạt động sống vi sinh vật, cung cấp nguyên liệu cho trình xây dựng tế bào Dựa vào đặc điểm dinh dỡng vi sinh vật đối víi nguån cacbon, ngêi ta chia vi sinh vËt thành nhóm -Vi sinh vật dị dỡng: Là nhóm vi sinh vật phổ biến tự nhiên Các vi sinh vật sử dụng chủ yếu nguồn cacbon hữu Chúng đóng vai trò quan trọng chu trình cacbon tự nhiên.[1,2] - Vi sinh vật tự dỡng: vi sinh vật có khả tổng hợp chất hữu cho thể từ CO2 H2O [1] * Nguồn dinh dỡng Nitơ Nitơ nguyên tố thứ hai sau (C) giữ vai trò quan trọng trình trao đổi chất vi sinh vật Là thành phần thiếu số hợp chất hữu vật chất sống nh prôtein axit amim, enzim, bazơ nitơ Trong tự nhiên Nitơ tồn dới nhiều dạng hợp chất khác Khả sử dụng hợp chất Nitơ cđa c¸c vi sinh vËt kh¸c Vi sinh vËt sử dụng đợc hợp chất Nitơ hữu ( pepton, cao men, bột đậu ) hợp chất Nitơ vô * Nguồn dinh dỡng muối khoáng Các nguyên tố khoáng hợp phần tế bào vi sinh vËt chiÕm tû lƯ kh«ng cao nhng cã ý nghĩa quan trọng trình trao đổi chất vi sinh vật Trong môi trờng nhân tạo khoáng chất thờng đợc đáp ứng khoáng chất có nguyên liệu Nhu cầu nguyên tố khoáng vi sinh vật khác nhau, thay đổi theo đặc tính loài, tuổi sinh lý tế bào theo điều kiện môi trờng Trong số chất khoáng quan trọng photpho (5), nh0% khoáng khô), thành phần thiếu đợc axít nucleotít, phopho lipit, hợp chất cao Nguån cung cÊp photpho cho vi sinh vËt chñ yÕu photpho vô (K2HPO4, KH2PO4) Ngoài Mg nguyên tố đa lợng tham gia vào thành phần enzim, oxy hoá khử enzim chuỗi hô hấp riboxom Nguồn Mg dùng phổ biến nuôi cấy sinh vật muối: MgSO4.7H2O, MgCl2 Canxi nguyên tố quan trọng trình phát triển tế bào, tham gia vào trình điều chỉnh pH, có mặt thành phần sè enzim Khi xư lý níc th¶i b»ng vi sinh vật cần phải nghiên cứu nồng độ chất phù hợp với đặc điểm sinh trởng phát triển vi sinh vật Nếu vợt khoảng đó, sinh trëng cđa vi sinh vËt cã thĨ bÞ øc chế Ngoài nguyên tố vi sinh vật cần chất vi lợng (Co, Ni, Cu, Mo, B ) với chức chất kính thích sinh trởng, điều chỉnh hoạt động sinh lí sinh hoá tế bào Để sinh trởng phát triển số loài vi sinh vật cần có loại vitamin nh B1, B2, B12, D, H 2.2.2 C¸c yÕu tố ảnh hởng đến trình sống vi sinh vật ảnh hởng nớc nồng độ chất dinh dỡng Nớc đóng vai trò quan trọng hoạt động sống vi sinh vật Nớc hoà tan chất dinh dỡng nhờ mà chất dinh dỡng dễ dàng thẩm thấu qua màng tế bào vi sinh vật sử dụng Nồng độ chất dinh dỡng nớc phải phù hợp với đặc điểm sinh lý tế bào Nồng độ chất dinh dỡng cao mức giới hạn tế bào nớc, nguyên sinh chất tế bào bị keo tụ lại làm hoạt động trao đổi chất bị ngng trệ Ngợc lại nớc cất tế bào bị trơng lên xảy tợng thẩm thấu nớc qua màng tế bào làm cho tế bào bị vỡ Tỉ lệ chất dinh dỡng có ảnh hởng lớn đến hoạt động sống vi sinh vật Mỗi loài vi sinh vật có nhu cầu khác tỷ lƯ c¸c chÊt dinh dìng Tû lƯ C : N : P phỉ biÕn cho nhiỊu loµi lµ 100 : 10 : * Nhiệt độ : Mỗi loại vi sinh vật có độ giới hạn nhiệt độ phát triển thích hợp khác Đối với loại vi sinh vật có giới hạn nhiệt độ phát triển tối thiểu (Tomin), nhiệt độ phát triển tối đa (Tomax) nhiệt độ phát triển thích hợp (Toopt) Nấm mốc, x¹ khn cã To opt phỉ biÕn tõ 26-30oC, nÊm men có Toopt vào khoảng 30-37oC Trong vi khn cã sù kh¸c biƯt rÊt lín vỊ T oopt PhÇn lín vi khn cã Toopt 30-37oC , cã nhiỊu loµi vi khn cã T oopt thÊp 10-20oC (vi sinh vật a lạnh) có nhiều loài T oopt kh¸ cao lín 5), nh0-60oC (vi sinh vËt a nhiƯt) Trong xử lý nớc thải hầu nh việc điều chỉnh nhiệt độ thực đợc mà thờng xử lý nhiệt độ tự nhiên môi trờng Vì ngời ta thờng chọn loại vi sinh vật có sẵn tự nhiên khu vực để chúng có khả thích nghi với nhiệt độ môi trờng tự nhiên * pH: Cũng tơng tự nh nhiệt độ pH yếu tố ảnh hởng lớn đến tốc độ sinh trởng phát triển vi sinh vật Phần lớn vi sinh vật có pH phát triển tèi u tõ 5), nh,5), nh-7,5), nh cã mét sè loài phát triển tối u pH thấp (8) pH không thích hợp hệ enzim vi sinh vật hoạt động yếu bị bất hoạt ảnh hởng trực tiếp đến trình trao ®ỉi chÊt cđa vi sinh vËt §Ĩ vi sinh vËt sinh trởng phát triển tốt cần trì pH thích hợp suốt thời gian nuôi cấy * oxy hoµ tan : Mèi quan hƯ cđa vi sinh vật oxy khác Vi sinh vật hiếu khí cần oxy để sinh trởng phát triển Vi sinh vật yếm khí oxy lại tác nhân gây độc Nhóm vi sinh vật trung gian hai nhãm nµy lµ nhãm hiÕu khÝ t tiƯn Trong xử lý nớc thải bể aroten cần cung cÊp ®đ oxy ®Ĩ vi sinh vËt hiÕu khÝ oxy hoá chất hữu có nớc thải Còn xử lý yếm khí lại tiến hành bể kín để oxy không tan đợc vào nớc thải gây ức chế vi sinh vật yếm khí 2.3 Quá trình sinh trởng phát triển vi sinh vËt Trong nu«i cÊy vi sinh vËt ngêi ta đà xác định trình phát triển, sinh trởng chúng gồm bốn pha: * Pha tiềm phát: Là pha thÝch nghi cđa vi sinh vËt víi m«i trêng nu«i cấy pha tế bào trạng thái nghỉ đợc trơng dần lên nớc chất dinh dỡng thẩm thấu qua màng tế bào Số lợng tế bào vi sinh vật pha hầu nh không tăng lên, nhng sinh lý sinh hoá tế bào thay đổi mạnh Các enzim nội bào đợc hoạt hoá trình trao đổi chất bắt đầu diễn Tuỳ loại vi sinh vật pha tiềm phát ngắn hay dài, thông thờng với vi khuẩn pha tiềm phát thờng kéo dài khoảng 2-4h nấm men, nấm mốc pha tiềm phát thờng kéo dài tõ 4-6h * Pha log: Sau pha tiỊm ph¸t kết thúc vi sinh vật bắt đầu phát triển mạnh , số lợng tế bào tăng theo số mũ Cơ chất đợc vi sinh vật sử dụng hàm lợng chất dinh dỡng môi trờng giảm nhanh Đối với vi khuẩn pha log thờng kéo dài khoảng 8-10h nấm mốc, xạ khuẩn khoảng 20-24h, nấm men 12-16h * Pha cân bằng: Khi nồng độ chất dinh dỡng môi trờng đà cạn dần tốc độ vi sinh vật chậm lại đạt mức cân pha số lợng tế bào hình thành số lợng tế bào chết gần tơng đơng Đồ thị sinh trởng có dạng nằm ngang kéo dài chất dinh dỡng môi trờng cạn kiƯt * Pha suy vong: Khi ngn dinh dìng c¹n kiệt số lợng tế bào sống giảm theo luỹ thừa, vi sinh vật giảm nhanh số lợng Trong xử lý nớc thải cần phải xác định thời điểm bắt đầu xuất pha suy vong để kết thúc trình xử lý Vì vi sinh vật chết tế bào bị phân huỷ chất hữu tế bào hòa tan vào môi trờng nớc làm cho COD, BOD tăng lên gây tợng tái ô nhiễm trở lại III Các phơng pháp xử lý nớc thải Để xử lý nớc thải có nhiều phơng pháp đợc sử dụng Tuỳ thuộc vào đặc tính nớc thải yêu cầu làm nớc mức độ ngời ta chọn phơng pháp xử lý thích hợp Các phơng pháp dùng để xử lý nớc thải có thĨ ph©n chia nh sau: 10