Khóa luận tốt nghiệp Sinh học: Phân hợp các loại tảo tham gia xử lí nước thải ở kênh Nhiêu Lộc -Thị Nghè

Hằng ngày, có khoảng % triệu mỶ nước thải chưa xử lí từ các nhà máy sản xuất, chế biến thải ra kết hợp với nước thải sinh hoạt được đổ trực tiếp vào các sông, rạch, kênh hoặc gián tiếp t

TRAN TH] THU DUC

PHAN LAP GAG LOAI TiO

_THAN GIA XỬ LÍ NUOG THÁI

Ủ KÊNH NHIÊU LOC — THỊ NGHE

PTS NGUYEN VĂN TUYÊN

Thank PRS Hồ CHÍ Mek

Thang 5/2001 Ee He Ki 0 RE iE ie TÔ Ie Foe i Fe ie Hoe ie > Re >

abe he he bie bbe =the hee <hee he <be aie abe abe ie

Dé đạt được những thành quả như ngày hôm nay, têi

luôn ghi nhận và chân thành cám dn công lao của:

> Quy Thay Cô khoa ổinh cing những Thầy Cô khác

ở trường Dai học Su Pham Thanh phế Hề Chi Minh đã

nhiệt tinh giảng dạy, diu đắt tôi trong suốt quá trình

học tập và rẻn luyện tại trường,

>» Thầy DTS Nguyễn Văn Tuyên đã tận tâm hướng

dẫn, hết lòng siúp đỡ tôi hcàn thành tốt luận văn tốt

nghiệp này.

> Gia đình và bè bạn đã động viên, tạo điều kiện

thuận lợi cho tôi đạt thành ước nguyện.

Trần Thị Thu Đức.

,tuận sản tht se Quang 2

Hiện nay, ngoài việc chú tâm đầu tư phát triển nền kinh tế của đất

nước theo kịp với các nước khác trên thế giới, nước ta còn phải đối mặt với

ô nhiễm nặng nể đặc biệt là môi trường nước thì việc tìm ra phương hướnggiải quyết là vấn để hết sức cấp bách Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình

trạng ô nhiễm này là việc mở mang nhiều đô thị mới và phát triển nhiều

khu công nghiệp một cách 6 ạt, không định hướng, không tính đến điểu

kiện môi trường.

Thành phố Hé Chí Minh là một thành phố lớn, một trung tâm kinh tế,

văn hóa, thương mại, giao dịch quốc tế đang được xây dựng và mở rộng

Hằng ngày, có khoảng % triệu mỶ nước thải chưa xử lí từ các nhà máy sản

xuất, chế biến thải ra kết hợp với nước thải sinh hoạt được đổ trực tiếp vào

các sông, rạch, kênh hoặc gián tiếp thông qua hệ thống thoát nước của

thành phố Kết quả là hiện nay ở các đô thị đều có tình trạng ô nhiễm sông,

rạch, kênh trở nên phổ biến và nhiều nơi đang ở mức báo động.

Như vậy, cần phải giải quyết tình trang này ngay từ bây giờ nhầm

tránh tác hại lâu dai của chúng đến sức khoẻ của ngưới dân và để không

ảnh hưởng đến nét mỹ quan của một thành phố lớn

Để xử lí nước thải, có thể sử dụng nhiều phương pháp: hóa học, cơ

học, sinh học Trong đó, phương pháp sinh học đang chiếm vai trò quantrọng về quy mô cũng như về giá thành đầu tư (vừa ít tốn kém vừa tạo được

sinh khối làm thức ăn cho tôm cá).Hơn nữa, xử lí bằng phương pháp này sẽ

không gây tái ô nhiễm môi trường như phương pháp hóa học mắc phải Đặc

— _ s55 1

biệt, điểu kiện địa lí và khí hậu ở thành phố Hồ Chí Minh rất phù hợp để áp

dụng các mô hình hổ sinh hoc.

Trong các ao, hé sinh học, với khả năng sinh oxy tảo đã đóng một vai

trò quan trọng Wguồn oxy này giúp cho các phản ứng oxy hóa khử trong

Do hạn chế về chuyên môn, thời gian và điểu kiện nghiên cứu nên

chúng tôi chọn để tài với trọng tâm là: Phân lập các loài tảo tham gia xử

lí nước thải ở kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghe.

CPhàn 2

_ TỔN6 LUẬN.

VẤN ĐỀ ( NHIÊM THỦY YG

~_ Việt Nam có khoảng 2.345 con sông dai từ 10 km trở lên.

_ Tổng chiểu dai sông Việt Nam trên 52.000 km, tổng lượng dòng

Nam là 306 tỉ m’).

~ Lượng mưa trung bình: 1500 - 2500 mm/năm.

~ Hệ số khai thác nước tự nhiên đạt khoảng 3% (chủ yếu là nước

(Theo Nguyễn Văn Tuyên)

2 Nhu cầu về nước của con người

~ Nước rất cần cho nhu cầu sinh sống của con người: cho công

nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, văn hóa giải trí Trên phạm vi toàn cầu, nước ding cho sinh hoạt chiếm 6% tổng số, cho công nhiệp: 21%,

phần còn lại dành cho nông nghiệp

~ Mức nước sạch trung bình đảm bảo cho nhu cầu vệ sinh sinh hoạtlà: 60 — 80 lí/ người/ ngày Hiện nay, ở Việt Nam chỉ có khoảng 1/3 dân số

được sử dung nước theo đúng tiêu chuẩn chất lượng của Liên Hiệp Quốc.

(nắn Thi Thu “Date

Lugn cân tốt =ghiện Tnmmg ó

1 Tình bình ô nhiễm thủy vực ở các nước trên thế giới

Hiện nay, trên thế giới phần lớn nước bể mặt đã bị nhiễm bẩn nặng

nể Theo tài liệu của UNEP, ở Hoa Kì, hàng năm thải ra biển 1,7 triệu tấn

hóa chất, 50% sông Missisippi có chứa 36 hợp chất hóa học Sông Thame ở

Anh chứa nhiều Crom (theo Nguyễn văn Tuyên).Ở Đức, nước sông chứa

đến 2,2 triệu vi khuẩn Saprophute/ml, trực khuẩn đường ruột E.Coli:

30.000/ml Ở Hà Lan, phát hiện nhiều nông được độc hại và những chất vi

ô nhiễm (micropluant) trong nước uống (theo Cao Liêm) Ở Liên Xô, tình

hình 6 nhiễm thủy vực có nhẹ non nhưng ít nhiễu cũng gây tác hại.

Như vậy, hau hết các quốc gia đều bị tình trạng ô nhiễm nguồn nước

Các luật lệ về quản lý, sử dụng và chống 6 nhiễm môi trường nước

trên thế giới:

- Năm 1963, tổ chức sức khoẻ thế giới (WHO) đã nhấn mạnh đặc

điểm ô nhiễm nước do hóa chất thậm chí với cường độ nhỏ nhưng vẫn gây tác động chậm, không thấy rõ và mang tính chất phổ biển rộng khấp.

- Ở Mỹ, từ năm 1948 thực hiện Luật kiểm soát 6 nhiễm nước, năm

1965, ban hành luật mới.

Nước Anh là nước đầu tiên chú ý đến việc chống 6 nhiễm môi

trường nước ở mức độ chính quyền trung ương Luật bảo vệ thủy vực ra đời

từ năm 1876, ra lệnh cấm xả bất kì chất gây ô nhiễm nào vào các thủy vực

_ Ở Nhật, có vụ theo đõi chuyên trách vẻ vấn để nước trực thuộc Hội

đồng Bộ trưởng

Lugn odn tất nghiệp Trang 7

Các nước: Thụy Sÿ, Pháp, Lucxambua, Đức, Hà Lan đã lập ủy ban

thanh tra quốc tế vé nước, kiểm tra các thủy vực chung cho các quốc gia

này.

~ Canada đã bỏ tiền đầu tư cho các công trình thiết kế lọc sạch.

(Sinh thái và môi trường — PTS Nguyễn văn Tuyên).

2 Các nguyên nhân gây 6 nhiễm nguồn nước

~ Do nước thải sinh hoạt từ các khu tập trung dân cư Trong nước thảiloại này có chứa nhiều chất hữu cơ (chủ yếu là protein, lipit, hydratcarbon),

các loại phân rác, các vi khuẩn gây bệnh, trứng giun sán và các vật gây hại

khác Đây là loại nước thải phổ biến nhất.

~ Do nước thải công nghiệp đổ ra từ các khu công nghiệp Thành

phần nước rất phức tạp Tùy theo loại nhà máy công nghiệp mà trong nước

thải có thể chứa: chất hữu cơ chưa phân hủy (nhà máy chế biến thực phẩm); nhiều xenlulose, xút (nhà máy giấy); nhiều sản phẩm dầu hỏa (nhà

máy dầu hoa); nhiều muối độc vô cơ và hữu cơ (nhà máy nhuộm, thuộc da,

hóa chất, luyện kim, than đá) đây là loại nước thải gây tác hại lớn.

Do thuốc trừ sâu, trừ cỏ dại, các phân bón hóa học sử dụng trong

nông nghiệp (DDT, N, P, K, )

~ Do các chất phóng xạ từ nước thải của các khu công nghiệp nguyên

tử, thu nguyên tử, từ các vụ nổ hạt nhân ở dưới biển.

~_ Do các dòng nước nóng thải ra từ các nhà máy điện.

Guán C7ký Phase Dade

"Các chất thải sinh hoạt và công

nghiệp sự phân rã tự nhiên các chất

hữu cơ.

« Sự thối rữa nước thải và các chất

thải công nghiệp.

* Cấp nước cho sinh hoạt, các chất

thải sinh hoạt và sản xuất, xói mòn

+ Có nguồn gốc hữu cơ

Carbonhidrat " Các chất thải sinh hoạt thương

mạivà sản xuất

Mỡ dau, dầu nhờn “Các chất thải sinh hoạt thương

mạivà sản xuất,

Thuốc trừ sâu "Chất thải nông nghiệp.

Phenol * Chất thải công nghiệp.

Protein * Các chất thải sinh hoạt và

thương mại.

Các chất hoạt động bề mặt te chất thải sinh hoạt và sản

xuất.

Quán Chị (Thu (Đức

Luda adn tht =ehiệp

+ Có nguồn gốc vô cơ

® _ Động vật nguyên sinh, virus

“Nước thải sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt sự thấm của nước ngầm

"Cấp nước sinh hoạt, các chất thải

sinh hoạt, các chất làm mềm nước.

= Chất thải công nghiệp

* C4c chất thải sinh hoạt và nông

nghiệp.

= Chất thải công nghiệp

* Các chất thải sinh hoạt và công

nghiệp.

* Cấp nước sinh hoạt, nước thải

sinh hoạt và công nghiệp.

= Chất thải công nghiệp.

~ Phân hủy các chất thải sinh

(Xử lí nước thải - PTS Hoàng Huệ, 1996).

(uán The Tha Orie

~_ Xử lí cấp I (Primary treatment): phương pháp cơ học.

~ Xử lí cấp II (secondary treatment): phương pháp hóa, lí, sinh hoc

~ Xử lí cấp II (Advanced treatment): kết hợp các phương pháp hóa

học, sinh học để khử triệt Nitơ, photpho còn lại sau khi xử lí cấp II hoặc các

chất gây ô nhiễm khác

1 Phương pháp xử lí cơ học (xử lí cấp I):

Những phẩn tử rấn gồm những chất lơ lững và các chất lắng đọng có

bản tính vô cơ hoặc hữu cơ cẩn phải loại đầu tiên Nước thải được lọc qua

lưới sau đó chảy qua 2-3 bể chứa cát sdi Trong nhiều nhà máy xử lí nước

thai còn thiết lập hệ thống ống xiphông để hút những màng mỡ dẫu nổi lên

trên mặt nước Để tách các tạp chất không tan người ta còn sử dụng phương

pháp xiclôn thủy lực hoặc quay li tâm Nước cần xử lí cho vào xiclôn thủy

lực và ở đây nhờ động cơ tạo ra lực đẩy ra phía ngoài kéo theo các tạp chất

chuyển động về phía nla Nước sạch được thổi xuống dưới Sau đó được giữ

ở các bể lắng để lắng đọng hoàn toàn các hạt rắn.

Thực chất của phương pháp xử lí hóa học là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn biến đổi hóa học tạo

thành các chất khác đưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không gây độc

Quản Thi Chu (de

.‹Quậm edn tht =ghiệp Trang tt

hai hay gây 6 nhiễm môi trường Ví dụ: phương pháp trung hòa nước thải

chứa axit và kiểm, phương pháp oxi hóa

Các phương pháp hóa lí thường ứng dụng để xử lí nước thải là keo tụ,

hấp thụ, trích li, bay hơi,

Phương pháp này thường được dùng để loại các chất phân tán nhỏ, keo

và hữu cơ hòa tan (đôi khi cả vô cơ) khỏi nước thải Nguyên lí của phương

pháp là dựa vào hoạt động sống của các vi sinh vật có khả năng phân hủy,

bẻ gãy các đại phân tử hữu cơ thành các hoạt chất đơn giản hơn đồng thời

chúng cũng sử dụng các chất có trong nước thải làm nguồn đỉnh đưỡng như:

CN, K,

Bởi vậy, các sản phẩm thu nhận từ phương pháp sinh học có thé được

sử dụng làm phân bón hữu cơ Có rất nhiều chủng vi sinh vật khác nhau

phân hủy những hợp chất khác nhau ở từng giai đoạn riêng biệt, những vì

sinh vật này được tuyển chọn và đưa vào cấu tạo màng lọc chảy nhỏ giọt hoặc chứa trong các bể đặc biệt gọi là bể bùn hoạt hóa.

Một số vi khuẩn và nấm sợi tiết ra enzym xenlulaza thường có khả

năng phân hủy hydrat carbon rất tốt và chuyển từ xenlulose ra đường và

các monosaccarit Để cho quá trình này xảy ra diéu kiện tiên quyết là các

vi khuẩn phân hủy phải trực tiếp tiếp xúc với các hydrat carbon nếu không

xenlulaza sẽ không được tạo thành Các loại đường sau đó sẽ được các loai

nấm Aspergillus Rhizopus và vi khuẩn phân hủy trong môi trường hiếu khí

Cuối cùng qua hàng loạt công đoạn thì CO; và H;O được hình thành trong

những điều kiện hiếu khí và CO; , CH, trong điều kiện ki khí CH, sau đó

Quản Thej The Orbe

Luga oán tát xghiệp Drang 12

sẽ bị oxi hóa thành CO; và H;O Sự phân hủy protein bởi vi khuẩn, nấm

nhờ xúc tác bởi proteaza thành các axit amin va sau đó tới amoni, H; S Các

photpho protein, axit nucleic thành các octophotptat Sau đó vi khuẩn hóa

chúng thành các nitrat, sunfat và photphat.

Các vi khuẩn như Pseudomonas fluorescens, Clostridium và nấm

Aspergillus tiết ra lipaza khi tiếp xúc với các chất béo, phân hủy chúng

thành glixerin và các axit béo, sau đó là CO; và H;O Bể xử lí sinh học luôn

luôn phải thoáng khí vì nhiều quá trình biến đổi đều cẩn nhiều oxi.

4 Phương pháp xử lí cấp IH:

Sau khi xử lí cấp I và cấp II, nước thải đã trở nên tương đối sạch

nhưng chưa sạch hẳn do đó trong xử lí cấp HI gồm sự kết hợp nhiều quá

trình hóa học, hóa lí, sinh học để loại triệt để N, P còn lại sau khi xử lí cấp

II hoặc các chất gây nhiễm bẩn khác.

Những thực vật ở nước kể cả các thực vật lớn và tảo như Chlorella hoặc Scenedesmus đều là những sinh vật ưa thích nitrat, photphat.

Trong xử lí cấp HI phụ thuộc vào bản chất của các chất gây ô nhiễm

mà những công nghệ chuyển tiếp cần được áp dụng: phương pháp loại các

chất dinh dưỡng nhờ thực vật tự dưỡng, phương pháp keo tụ sử dụng chất

hấp thụ, chất oxy hóa

Như vậy tất cả các phương pháp xử lí nước thải trình bày ở trên có thể

phân ra làm hai nhóm: Nhóm các phương pháp phục hổi và nhóm các

phương pháp phân hủy Da số các phương pháp hóa lí là phục hồi Còn các

phương pháp hóa học và sinh học thuộc nhóm phân hủy, vì các chất bẩn

trong nước sẽ bị phân hủy chủ yếu theo các phản ứng oxi hóa và một ít theo

Câu They Fhe Pate

Lujan odin thi nghiệp Trang 13

các phản ứng khử Các sản phẩm tao thành sau khi phân hủy sẽ được loại

khỏi nước thải ở dang khí, lắng cặn hoặc còn lại trong nước nhưng không

độc Những phương pháp phân hủy và các phương pháp hóa học thường chỉ

dùng để xử lí các loại nước thải đậm đặc riêng biệt còn đối với các loại

nước loãng thường được xử lí bằng phương pháp hóa sinh học Nếu sử dụng

phương pháp này có thể tận dụng nguồn chất hữu cơ làm phân bón cho

đồng ruộng hoặc làm thức ăn cho tôm cá.

(Quán Gk( Ths (Bre

Lagn adn tất nghiệp Quang 13

Thực chất của phương pháp này là nhờ hoạt động sống của vi sinh

vật ( sử dụng các hợp chất và một số chất khoáng có trong nước thải làm

nguồn đinh dưỡng và năng lượng) để biến đổi các hợp chất hữu cơ cao phân

tử có trong nước thải thành các hợp chất đơn giản hơn Trong quá trình dinh

dưỡng này vi sinh vật sẽ nhận được các chất làm vật liệu để xây dựng tế

bào, sinh trưởng và sinh sản, nên sinh khối được tăng lên.

Biện pháp sinh học để xử lí nước thải có thể làm sạch hoàn toàn các loại nước thải công nghiệp chứa các chất bẩn hòa tan hoặc phân tán nhỏ.

Do vậy biện pháp này thường dùng sau khi đã loại bỏ các tạp chất phân tán

thô ra khỏi nước thải.

Đối với nước thải chứa các tạp chất vô cơ thì biện pháp này dùng để

khử các muối sunfate, muối ammonium, muối nitrate, tức là những chất

chưa bị ôxy hóa hoàn toàn.

Cơ sở khoa học của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm

sạch của đất và nước dưới tác động của các nhân tố sinh học có trong tự

nhiên Biện pháp xử lí này thường được áp dụng đối với các loại nước thải

công nghiệp có độ nhiễm bẩn không cao hoặc nước thải sinh hoạt Việc xử

lí nước thải này được thực hiện bằng các cánh đồng tưới, bãi lọc hoặc hd

sinh học.

Việc xử lí nước thải trên các cánh đồng tưới, bãi lọc diễn ra do kết

quả tổ hợp của các quá trình hoá lí và sinh hóa phức tạp Thực chất là khi

Fon Chị Theos Pate

Lugn căn tốt nghiệp Frang 16

cho nước thải qua lớp đất bể mặt thi cặn được giữ lại ở đấy, nhờ có oxy và

các vi khuẩn hiếu khí mà quá trình oxy hoá được diễn ra Như vậy sự có

mặt của không khí trong các mao quản đất đá là điểu kiện cẩn thiết cho

quá trình xử lí nước thải Càng sâu xuống lớp đất phía dưới lượng oxy càng

ít, quá trình oxy hóa giảm dẫn Cuối cùng đến một độ sâu mà nơi đó diễn ra

quá trình khử nitrate Thực tế cho thấy quá trình xử lí nước thải qua lớp đất

bể mặt diễn ra ở độ sâu 1,5 m Cho nên cánh đồng tưới bãi lọc thường xây

dựng ở những mực nước ngắm thấp hơn 1,5 m tính đến mặt đất.

Thời gian gin đây, phổ biến việc dùng các khu đất thuộc nông

trường, nông trang ở ngoại ô đô thị để xử lí nước thải Việc dùng nước thải

đã xử lí sơ bộ để tưới cho cây trồng so với việc dùng nước ao hổ, mùa màng

tăng 2-3 lần, có khi tăng 4 lần, nhất là khu trồng cỏ tăng lên đến 5 lần.

Xử lí nước thải ở hổ sinh học là lợi dụng quá trình tự làm sạch của

hổ Lượng oxy cung cấp chủ yếu là do không khí xâm nhập qua mặt hổ và

do quá trình quang hợp của thực vật ở dưới nước.

Trong nước thải sinh hoạt có thành phn các chất dinh dưỡng cho cây

trồng như: đạm, lân, kali Lợi dụng đặc điểm này, người ta đã phân phối

nước thải sinh học vào hệ thống các mương của cánh đồng tưới bãi lọc cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng và qua đó xử lí nước thải Chức năng chủ

nghiệp là thứ yếu.

2 Cánh đồng tưới nông nghiệp

Chức năng xử lí nước thải và phục vụ nông nghiệp.

(Quản Thi Tha Date

-“Cuận nân tết nghiệp Trang 17

Nước thải được dẫn đến những cánh déng tưới nông nghiệp thuộc

nông trường và thuộc những vùng ngoại ô đô thị

3 Hồ sinh học

Dùng để xử lí nước thải bằng sinh học, chủ yếu dựa vào quá trình tự

làm sạch hổ Trong số những quá trình xử lí trong diéu kiện tự nhiên thì hổsinh học được áp dụng rộng rãi nhất

Ngoài nhiệm vụ xử lí nước thải, hổ sinh học còn đem lại những lợi

ích:

~ Nuôi trồng thủy sản.

~ Nguồn nước để tưới cho cây trồng.

~ Điều hòa dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị

Ở nước ta, hổ sinh học chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong các

biện pháp xử lí nước thải vì có nhiều thuận lợi:

~ Không đòi hỏi nhiễu vốn đầu tư.

_ Bảo trì, vận hành đơn giản, không đòi hỏi có người quản lí

thường xuyên.

~ Hầu hết các đô thị có nhiều ao hổ hay khu ruộng tring có sử

dụng không cẩn xây dựng thêm.

~ Có nhiều điểu kiện kết hợp mục đích xử lí nước thải với việcnuôi trồng thủy sản và diéu hòa nước mưa

Căn cứ theo đặc tính tổn tại và tuần hoàn của vi sinh vật mà người

ta phân biệt 3 loại hổ:

a Hồ ki khí

Quản Thi Fhe “Date

-tuận căn tất nghiệp Quang 14

Dùng để lắng và phân huỷ cặn lắng bằng phương pháp sinh hóa tự

nhiên đựa trên trên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh vật kị khí.

Thường dùng để xử lí nước thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn cao, ít

dùng để xử lí hé sinh hoạt vì nó gây mùi khó chịu.

b Hồ hiếu kị khí

Thường gặp trong điều kiện tự nhiên, phần lớn là các ao hồ tự nhiên.

Được dùng rộng rãi nhất hiện nay

Nguồn oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong hỗ

chủ yếu nhờ quang hợp của rong tảo Hàm lượng oxy hòa tan vào ban ngày

nhiều hơn đêm Do sự xâm nhập của oxy hòa tan chỉ có hiệu quả ở độ sâu I

m nên nguồn oxy hòa tan chủ yếu ở lớp nước phía trên

c HỒ hiếu khí

Quá trình oxy hóa các chất nhờ các vi sinh vật hiếu khí:

~ Hồ làm thoáng tự nhiên: oxy cung cấp cho quá trình oxy hoá chủyếu do sự khuếch tán không khí qua mặt nước và quá trình quang hợp của

thực vật sống trong nước ( rong, tao )

~ Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo: nguồn oxy được cung cấp từ

các thiết bị như bơm khí nén hoặc máy khuấy cơ học

Fein (7kị Thess Orde

Lagan căn tất sghiệm Cuang 19

#Khả năng áp dụng hồ sinh học:

Hồ sinh học nói chung, đặc biệt là các hỗ hiếu khí và kj khí áp dụng ở

nước ta tương đối thích hợp Có thể kết hợp dùng hé sinh học là hổ thả bèo,

nuôi cá Diéu này vừa dem lại hiệu quả kinh tế vừa làm tăng cường kha

năng xử lí nước thải Thả bèo trên mặt hổ sẽ làm tăng nguồn oxy do quá

trình quang hợp Ngoài ra, có thể nuôi cá trong các hổ pha loãng nước sông

theo tỉ lệ 1:3 — 1:5.

II XỬ LÍ NƯỚC THAI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

TRONG ĐIỀU KIỆN NHÂN TẠO

~ Xử lí nước thải nhờ các vi sinh vật hiếu khí

~ Cho nước thải lên bể mặt của bể và thấm qua các vật liệu lọc Vi

sinh vật hấp thu chất hữu cơ và nhờ có oxy mà quá trình oxy hóa được thực

hiện.

Hon hợp bùn và nước thải được cho chảy qua suốt chiéu dài của bể

Nhờ lượng vi sinh vật trong bùn hoạt tính mà các chất hữu cơ trong nước

Lugn cán tối nghiện Trang 20

Trong các phương pháp xử lí nước thải thì biện pháp sinh học đang

được chú trọng nhiễu nhất và mô hình hé sinh học đang được áp dụng rộngrãi nhất Phương pháp này khá thông dụng và ít tốn kém, đạt hiệu quả cao

trong việc xử lí nước thải nhất là nước thải sinh hoạt ở các khu gia cư Hơn

nữa, phương pháp này rất thích hợp đối với các nước chậm phát triển đặc

biệt là các vùng nước xích đạo hay nhiệt đới vì có điểu kiện thuận lợi về

thời tiết và khí hậu

Đối với hoàn cảnh nước ta hiện nay, tình hình 6 nhiễm ngày càng gia

tăng và có nguy cơ đe dọa huỷ diệt sinh thái nhiều khu vực Chính vì vậy,

việc sử dụng các ao hổ làm hé sinh học nhầm giải quyết vấn để nước thải

là rất thích hợp Với mô hình này nếu được áp dụng rộng rãi chắc chấn nó

sẽ góp phần tích cực trong việc giải quyết nhiều loại nước thải

Để cho quá trình oxy hoá trong hổ sinh học được diễn ra mạnh mẽ

cần phải chú ý đến các yếu tố như : ánh sáng, nhiệt độ, hàm lượng oxy hòatan, số lượng vi khuẩn, tảo Trong đó, tảo đặc biệt quan trọng nhờ khả

năng sinh ra một lượng lớn oxy do quang hợp Lượng oxy này rất cần thiết

trong nước rất chậm, ở một số hệ thống xử lí nước thải người ta phải bơm

thêm oxy vào, việc này rất tốn kém) Ngoài việc cung cấp oxy, tảo còn là

nguồn thức ăn phong phú cho tôm cá trong ao hổ Như vậy, xử lí nước thải

bằng phương pháp sinh học vừa có chỉ phí tốn kém thấp, vừa mang lại hiệu

quả cao.

Hiện nay, trên thế giới có 15 000 loài tảo có khả năng tham gia xử lí

nước thải ( F.Gloyna, 1971), ở nước ta có 614 loài (Nguyễn văn Tuyên)

Fed Fle] 7k“ Date

Trong đó, đa phần là các nhóm tảo có khả năng sản sinh ra lượng oxy rất

lớn và tạo sức sản xuất ban đầu trong chuỗi thức ăn của hệ sinh thái thủy

vực (bộ nguyên cầu tảo ) Vì vậy, chúng ta nên phân lập và nuôi cấy cácloài này, nhưng phải nuôi cấy trong diéu kiện cơ bản giống như ngoài thiênnhiên (nuôi cấy trong nước thải thành phố với nhiều néng độ khác nhau),

sau đó đưa ra ngoài các hé sinh học để chúng tham gia vào quá trình xử lí

nước thải.

Ngoài khả năng sinh ôxy, tảo còn có nhiều đặc tính quan trọng mà

con người đang quan tâm khai thác:

1 i kh nh:

Tảo lam đặc biệt hấp thu mạnh các monosaccarit, có tác dung

chống vi khuẩn gây bệnh Interopathogenie và các vi khuẩn chỉ thị mức độ

~ Tảo và các chất tiết từ nó có khả năng chống siêu vi khuẩn ở

người như siêu vi khuẩn gây bệnh cúm, Poliovirus, (Kapustinski, 1980)

~ Tạo nguồn thức ăn cho nguyên sinh động vật để chúng ăn vi

khuẩn.

“huậm cửn tốt mghiệm Quang 22

~ Oscillatoria hút HS

~ Hấp thụ các kim loại nặng: chì, cadimi và các tia phóng xạ

~ Tổ hợp tảo - vi khuẩn có thể mở mach phenol (Oleinik, | 982).

_ Bộ Volvocales, một số tảo mắt, tảo silic hấp thụ chất hữu cơ có

sấn làm giảm lượng hữu cơ trong nước thải.

Sinh sinh khối làm thức ăn cho tôm cá Ví dụ: nguyên cẩu tảo, tảo

silic, tảo mất

Các nguyên cầu tảo (Chlorella, Scenedesmus) có sinh khối bao gồm:

50% protein (trong đó có tất cả các axit amin chích), 20 - 30% mỡ và

hydratcarbon, một lượng lớn vitamin: A, B;, Bạ, Bs, Bs, Bs, Bs, By2, E, H và

Ở Mỹ, người ta nuôi nguyên cẩu tảo để nhận các chất kháng khuẩn

(Bold, 1942; Myers, 1944; Pratt và các tác giả khác, 1944).

~ Các loại tảo quang hợp đặc trưng cho các hé xử lí nước thải:

+ Tảo mất: Euglena, Phacus.

ugn nám 1h mghijg Tương 23

+ Tảo Silic: Nitzschia.

+ Tảo lam: Oscillatoria, Anabaena.

(“Waste stabilisation ponds”, Ennest F.Gloyna, 1971).

Fede ký Thee Oete

-“tuận adn tái nghiệp Frang 25

| DIU KIEN TU NHIEN

~_ Vũ lượng:1.725 mm/ năm ( thay đổi từ 1.300 - 2.100mm/ năm )

~ Có 3 sông lớn chảy qua:

Lugn cản tốt sghiệpn Trang 26

tinh trang tương tự Nước sông Sài Gòn có lượng O; giảm, NH," tăng sau khi

nhận nước kênh Tham Lương và rạch Thị Nghè, kênh Bến Nghé ( Cao

Liêm ).

Đây là vấn để hết sức quan trọng cẩn được quan tâm và giải quyết

tích cực vì môi trường nước ô nhiễmsẽ gây ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe

của người dân đồng thời làm mất vẽ my quan của thành phố

_ Hằng ngày, có khoảng % triệu m nước thải được đổ vào cắc

sông, rạch, kênh, Lượng nước thải này phẩn lớn là từ các nhà máy sản

xuất: hóa chất, cao su, cao su tổng hợp, bột giặt, nhựa, giấy, dệt, nhuộm,

bột ngọt, chế biến hải sản Phan còn lại là nước thải sinh hoạt

_ Thành phố Hổ Chí Minh và khu công nghiệp Biên Hòa có 600 xí

nghiệp công nghiệp trực thuộc trung ương địa phương và hơn 300 cơ sở sản

xuất lớn nhỏ khác nhau Lượng nước thải công nghiệp trung bình khoảng

gin 50% tổng lượng nước thải ( từ 650.000 — 1.000.000 m’ ) Tổng lượng

BOD; : 450.000 kg/ngày

Nhà máy giấy Viễn Đông: BOD= 1460,2 mg/l ( ngưỡng cho phép nhỏ

hơn 20mg/1 ).

Nhà máy Hải Sản: BOD= 1960mg/1, COD: 3918mg/.

Nhà máy sơ chế mủ và chế biến cao su: COD từ 15.000 - 18.000mg/1

Nước thải của nhà máy dệt thắng lợi: pH= 11,65 - 11,8 Lượng NO;

vượt 8mg/1.

Nước thải của nhà máy giấy: hàm lượng Lignin cao ( 20.000

-30.000ng/I ), và khó phân hủy, độ màu cao do Lignin gây ra ( 20.000 đơn vị

màu pt.CO ), COD: 20.000 — 25.000 mg/1.

Giản (7h C7e (Đức

Lugn sắm tốt nghiệm Quang 27

Ngoài ra, trong nước thải của nhà máy cao su tổng hợp có chứa đến:

151,34" mg/ vi khuẩn E.Coli ( ngưỡng cho phépla 10° cá thể / 100ml ).

Trong nước thải nhà máy bột ngọt Thiên Hương có hàm lượng Hg= 3,65

-6,8 mg/l (ngưỡng cho phép chỉ là 0,005 mg/l ( Nguyễn văn Tuyên).

Hơn nữa trong nước thải của các nhà máy còn chứa nhiều chất và

hợp chất độc hại gây bệnh hiểm nghèo cho người và động vật như:

Cadimi(cd), Crom(Cr), Coban(Co), Cyanic, Asen (As), chi(Pb), Ankyl

benzen sunfonat ( chất hữu cơ ví khuẩn không phân hủy được),

~ Nước thải này đã làm hư hại hoa màu, làm ô nhiễm các giếng

Một trong những nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự ô nhiễm môitrường nước là sự đô thị hóa ổ ạt, không theo sự kiểm soát của nhà nước.

Nhiều khu dân cư và khu công nghiệp mới mọc lên ở các vùng ven thành phố Nước thải từ các nhà máy ( phần lớn là chưa được xử lí ) kết hợp với

nước thải sinh hoạt đổ trực tiếp vào các sông, kênh, rach gẦn đó hoặc giántiếp thông qua hê thống thoát nước của thành phố Thêm vào đó là việc

xây cất nhà ngay trên sông khiến cho lòng sông ngày càng hẹp dan, rác ứ động, nước không thể lưu thông, không thể tự làmsạch được Tình thạng

này kéo dài làm cho nguồn nước ngày càng thêm ô nhiễm.

Quản Thi Thu Date

CPhân 5

PHƯƯNG PHÁP NGHIÊN 0ỨU

Luger nên li nghiện Trang 29

Chúng tôi nuôi cấy tảo theo phương pháp như sau:

+ Nguồn giống lấy ngoài thiên nhiên bằng vợt phytoplaton (No 74),

gồm các địa điểm: hổ Đầm Sen, hé Kì Hòa, hồ bệnh viện Nguyễn Trãi, ao

cầu ( Bình Chánh ), ao sen ( Bình Chánh )

+ Nguồn giống được nuôi cấy riêng theo từng địa điểm Không phân

lập theo từng loại, trong điểu kiện vô khuẩn mà nuôi cấy theo tổ hợp loài

để nhiễm khuẩn tự nhiên nhằm đảm bảo tính cân bằng trong quẩn xã và

thuận tiện cho việc đưa ra ngoài thiên nhiên.

+ Môi trường nuôi cấy: nước thải kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè ở địa

điểm cầu Lê văn Sỹ đem về pha loãng ra các nồng độ : 20%, 40%, 60%,

80%.

+ Tảo được nuôi cấy trong các bình tam giác, chia làm 2 lô , mỗi lô

+ Lượng giống được cấy vào mỗi bình bằng nhau (30m).

+ Nuôi cấy các bình tảo trong điểu kiện ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm,

tự nhiên.

+ Trong quá trình nuôi cấy, thường xuyên theo dõi sự phát triển của

tảo và thường xuyên lắc mẫu ( bằng tay ) để tảo không bám dưới đáy bình

+ Khi tảo ở nổng độ 20% bất đầu nở hoa Dùng máy đo DO để đo

nhận lại kết quả đo

+ Thời gian đo: từ 8h30 - 10h30.

+ Vào ngày hàm lượng oxy hòa tan đạt giá trị cao nhất, dem! lô đi cố

định bằng formol 4% để quan sát thành phần tảo nuôi được

Guá» Thal, Fees Dade

“cuộn căn tết nghiệp Quang 30

“Phương pháp bình sáng, bình tối:

~ Lấy 6 bình tam giác, cho vào mỗi bình cùng một lượng nước thải ( nông độ 80%)

~ Sau đó cho 30ml giống tảo vào.

~ Vào ngày tảo nở hoa nhiều nhất: đo hàm lượng DO lúc 7h, sau

đó đem 3 bình che kín lại, 3 bình để bình thường Đo lại hàm lượng DO lúc

17h.

Bình để ngoài ánh sáng, hàm lượng DO trong ngày tăng: amg/l.

Bình che kín, hàm lượng DO trong ngày giảm: b mại.

~ Tính sức sản xuất tự nhiên của tảo : a+b (mg/1)

~ Thời gian nuôi cấy, cố định và đo hàm lượng oxy hòa tan:

Natya —— [3| 34301 | 200301 O70 | HOT

09/0241 | 20/03/01

bất đầu nở hoa).

Quán Th] Fhe ate

“uâm cán tất sgiiệpn Thang 31

* Hàm lượng oxi hòa tan (độ hòa tan của oxi)

Ký hiệu: DO

Đơn vị: mg/1 hay ppm

~ Trong nước, lượng oxy rất thấp, hòa tan rất ít trong nước là thuộc

tính của oxi Hệ số khuyếch tán của oxi trong nước nhỏ hơn trong không khí

Có nhiều nguyên nhân là giảm DO trong nước:

+ Do vi khuẩn, động vật sống trong nước hô hấp.

+ Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước

+ DO biến động theo năm.

" Một số chỉ số sinh, lí học ở nơi lấy nước thải và các ao, hồ (nơi thu

mẫu):

~ Kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè ( địa điểm câu Lê văn Sj): COD=

9,2 mg/; DO= I,01ppm (theo Nguyễn Phan Xuân Lý, 2001).

đhuận oda tốt ngáiện Tương 32

- Hồ Đầm Sen: COD= 4,8 mg/; DO= 7,5 ppm; pH=6,32; độ trong:

39 cm (theo Phạm Thị Út, 2001).

_ Hỗ BV Nguyễn Trãi: COD= 5,68 mg/l; pH= 7,17

- Hồ Kì Hòa: COD= 9,2 mg/l; DO= 8,75 ppm; Độ trong : 26,5 cm.

(theo Nguyễn Bình Rảo Quyên, 2001)

~ Áo cầu: COD= 6,24 mg/

~ Áo sen: COD=12,64 mg/l; pH= 9,04

Toda Thej 7km Dede

CPhân 6

KET QUA NGHIÊN 0ỨU

YÀ

THAO LUẬN

“thuận cán ht =ghiệp đương 34

I VỀ THÀNH PHAN TAO

1 Thành phần loài

Phân tích mẫu nuôi cấy, chúng tôi thu được thành phần loài tảo như

Chlorophyta (tảo lục)Cyanophyta (tảo lam)

Bacillariophyta (tảo silic)

Bảng ] : Cấu trúc thành phần loài phân lập được trong nước kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè sau khi nuôi cấy.

- Trong các ngành phân lập được, ngành Chlorophyta vàBacillariophyta có số loài nhiều nhất

~ Trong ngành Chlorophyta, bộ Chiorococcales chiếm đa số (49

loài) Đây là nhóm tảo quan trọng trong chuỗi thức ăn của hệ sinh thái thủy

vực và có giá trị đỉnh đưỡng cao.

Phân lập được một số đại diện quan trọng của ngành Cyanophyta

và ngành Bacillariophyta như: Oscillatoria, Spirulina, Achnanthes,

Những loài này có khả năng hấp thụ các chất hữu cơ và các kim loại nặng

Fede 2kị 2k« “Đức

Lun odin (ht nghipg Quang 35

_ Phân lập được một số tảo nước ngọt quan trọng có đặc tinh dinh

dưỡng cao như: Chlorella, Scenedesmus, Spirulina, và các tảo thuộc

ngành Bacillariophyta Trong các nhóm tảo này có chứa đến 50% protein,

10 axitamin không thay thế, 30% gluxit, 10% lipit, nhiều loại vitamin: A,

B,, Bo, Bs, Bs, Bs, B;;, E, H và nhiều chất sinh hoạt tính khác Các loài tảo

này hiện dang được nuôi cấy trong các ao hé ở nhiều nơi để cung cấp thức

ăn cho động vật, làm phân bón tốt vì không gây 6 nhiễm môi trường, cung

quá trình quang hợp Riêng tảo Chiorella còn được nuôi cấy trên các tàu vũ

trụ nhằm bổ sung thức ăn và cung cấp thêm oxi cho các phi hành gia.

~ Phân lập được hấu hết các loài tảo có khả năng quang hợp đặctrưng cho hồ xử lí nước thải:

+ Tảo lục:

Bộ Volvocales: Chlamydomonas, Pandorina.

Bộ Chlorococcales: Scenedesmus, Coelastrum, Chiorella,

Ankistrodesmus, Oocystis, Tetraedron.

+ Tảo mất: Euglena, Phacus.

+ Tảo silic: Nitzschia.

+ Tảo lam: Oscillatoria, Anabaena.

+ Euglena texta (Ding) Klebs : chỉ thị nước mesosaprobe (nước

bẩn vừa).

+ Nitzschia palea (Kutz) W Smith : chi thị nước mesosaprobe.

“Cu căn tối aghipp Frang 36

+ Monomorphina pyrum (Ehr.) : chỉ thị nước mesosaprobe

+ Cyclotella meneghiniana Kutz : chỉ thị nước oligosaprobe (nước sạch).

Ngoài ra còn có loài tảo độc : Coelosphaerium Kuetzingianum Nag ( thuộc Cyanophyta).

Chlorophyta (tảo tục)

Bảng 2 : So sánh cấu trúc thành phẪn loài phân lập được

với khu hệ tảo những vùng bị ô nhiễm.

-“uậm cán tl sghiện Đang 37

_ Cấu trúc thành phần loài phân lập được gần giống với khu hệ tảo

những vùng bị ô nhiễm Trong đó:

+ Ngành tảo lục tăng vọt vì nước thải ( nước kênh NhiêưLộc

-Thị Nghè) dùng để nuôi cấy là nước ngọt.

+ Số loài tảo mất ít chứng tỏ tảo mất khó nuôi ( trong nguồn

giống ở ao cầu, hổ Kì Hòa có số loài tảo mắt rất cao) Như vậy, trong nuôi

cấy, khó diéu khiển ngành tảo mắt tốt như ngoài thiên nhiên.

+ Hai ngành tảo lớn nhất ( Chlorophyta và Bacillariophyta ) vẫn

chiếm ưu thế giống như ngoài nước tự nhiên Đây là 2 nhóm tảo lớn nhất

trong nước tự nhiên của hành tính Những loài phân lập được thuộc hai

giai đoạn cuối cùng, hay nói cách khác, sau xử lí, nước đã trở về trạng thái

tự nhiên.

+ Tổng số loài phân lập được chưa nhiều: 122 loài trong tổng số

614 loài tảo có khả năng tham gia xử lí nước thải hiện có ở Việt Nam, vì

vùng nước lợ và chua phèn Đây cũng là những vùng có nguồn tảo phong

phú, nếu có điểu kiện chúng tôi sẽ nghiên cứu tiếp.

uận nám tối =gái¿m

Cya.Ind Ch.Ind

(Cya/D) (Ch/D) (Cya+Ch+C+E/D)

Các kí hiệu dùng trong bảng:

~_ Cya: Cyanophyta ( tảo lam)

_ Ch: Chlorococcales (bộ nguyên cầu tảo).

E: Euglenophyta ( tảo mất).

C: Centrales ( Silic trung tâm).

D: Desmidiales ( tảo trống)

Phân lập được phin lớn các nhóm tảo ưa giàu dinh đưỡng (eutrophy),

hoặc quá nhiều dinh dưỡng (polytrophy).

~ Thành phẩn loài có trong nước kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè tự

nhiên với thành phan loài chúng tôi phân lập được giống nhau : 60 loài

(49%), khác nhau: 62 loài (51%) Số loài giống nhau tương đối ít Như vậy,

nước sông Sài Gòn tự nhiên không phải là nơi xử lí tốt nhất Nguồn giống

tốt tập trung ở các thủy vực nhỏ ( ao, hồ)

Fob Fhe] Thess (Đặc