Chúng có nguồn gốc là thực vật, động vật, hợp chất carbua hydro và luôn cả bùn cặn thải ra sau quá trình xử lý nước thải.. Nguồn gốc và sự vận chuyển các chất thải hữu cơ Nguồn phát sinh
Trang 1Nguồn gốc, lưu lượng và chất lượng nước thải
1 Nguồn gốc nước thải
Chất thải là toàn bộ các vật chất không sử dụng nữa của con người và gia súc thải ra môi trường Chúng được tạo ra trong quá trình sản xuất và sinh hoạt Chúng có nguồn gốc là thực vật, động vật, hợp chất carbua hydro và luôn cả bùn cặn thải ra sau quá trình xử lý nước thải
Nguồn gốc và sự vận chuyển các chất thải hữu cơ
Nguồn phát sinh và trạng thái tồn tại chất thải đô thị
Chất thải hữu cơ
gia đình, nhà hàng, khách sạn,
xí nghiệp
- Chất thải từ khu thương
mại
giải trí
nuôi, sản xuất nông nghiệp
biến thực phẩm
- Chất thải từ cơ sở sản xuất công nghiệp nhẹ như thuộc da, giấy, gổ
nước
- Chất thải từ khai thác, chế biến dầu mỏ
Chất thải công
Chất thải sinh
Nông nghiệp
+ Sản phẩm + Nguyên liệu
Thành phố
Chất thải nông nghiệp
Nông
thôn
Trang 22 Lưu lượng nước thải, độ dao động, định hướng thiết kế
Tỉ lệ C/N của một số chất thải
STT Các chất thải Hàm lượng nitơ (% trong lượng khô) Tỉ lệ C/N
Am độ một số chất thải ở các nước phát triển
Chất thải sinh
Chất thải đô thị
Dạng lỏng: chất lỏng chứa dầu mở, bùn cặn cống rảnh,
cơ sở xử lý nước
Dạng khí: hơi, khói độc hại
Chất thải khác
Dạng rắn: các chất
thải từ sinh hoạt và
sản xuất công
nghiệp, nông
nghiệp
Chất thải công Nghiệp và xây dựng
Trang 33 Plastic 3 2
Giá trị nhiệt năng của một số chất có trong chất thải đô thị (Kj/kg)
Tỉ trọng các loại chất thải đô thị
3 Chất lượng nước thải
3.1 Thành phần và tính chất của cặn có trong nước thải
Trang 43.2 BOD, COD
3.3 Oxy hòa tan
3.4 Vật chất khô
3.5 Trị số pH
3.6 Các hợp chất N và P
3.7 Các hợp chất vô cơ
3.8 Thành phần vi sinh: vi sinh vật gây ô nhiễm môi trường, vi sinh vật gây bệnh, ký sinh trùng gây bệnh, vi sinh có lợi…
Vi sinh vật tham gia tổng hợp amylase
Vi sinh vật tổng hợp
- amylase Vi sinh vật tổng hợp - amylase Vi sinh vật tổng hợp – amylase
Aspergillus awamorii
Asp Comdidus, Asp
niges, Asp shirousami, Asp
usamii, Asp oryae
Bacillus amyloliquefaciens
B coagulans, B
diastaticus, B macerans, B
mensentericus, B
polymyxa, B
stearothermophilus, B
sulotilis
Canidida sitophila, C
tropicalic, B faponica
Clostridium acetobutylinon,
Cl Novyi, Cl
Pastenriaanon, Cl
Perfringens
Endomycopsis fibuligera, E
capsularis
Physarum polycepbalum
Rhizopus javanicus
Streptomyces aureofaciens
Thermoacti nomyces
vnegaris
Aspergillus awamorii, A
oryzae Condida sitophila Clostridium acetobutylium
Rh Javanicus Saccharomyces diastaticus Saccharomyces cerevisiae
- Asp Awamorii Asp Usamii
- Endomycopsis
F buligera
E capsularis
- Pulularia pulullans
- Rhizopus delemar
Rh Javanecus
Rh Niveus
Rh Peka
- Saccharomyces diastatias Sacch Cerevisiae
Vi sinh vật tham gia phân huỷ cellulose trong điều kiện tự nhiên
Trang 5Acetobacter xylinum
Celluvibrio gilvus
Celluvibrio mulvus
Pseudomonas
Fluorescens
Cellulomonas biazotea
Cellulomonas cellasea
Cellulomonas fimi
Cellulomonas flavigena
Cellulomonas gelida
Cellulomonas uda
Bacilus subtilis
Asp Fumigatus Asp Niger Chaetonium globosum Coniophora cerebella Chrysosporium lignorum Fusarium mniforme
F oxy spoum
F solani
F splendens Hunicola insodens Mucor pusillus Myrothecium verucarium Neunospora spp
Penicillium notatum Piricularia oryzea Polyporus versicolor
P sclweinitzii Stachybotrys atra Stereum sangcinolentum Trchoderma viride Trichodermakoningi
Streptomyces antibioticus Str Cellulosae
Str celluloflavus Str Thermodiastaticus Thermosporafusca Thermoactinomyces glaucus
Nocardia cellulans
Vi sinh vật tham gia phân huỷ xylan
Bacillus lichenifornus
B megatherium
B polymyxa
B pumilus
B subtilis
B xylophagus
Bacteroides amylagens
Butyrivigrio fibnisolvens
Cellvibriofulvus
Clostridium sp
Micromonospora chalcea
Alternaria kikuchiana Aspergillus amstelodami
A batatae
A foctidus
A fumigatus
A niger
A oryzae Chaetonium globosun
C trilateralo Chrysosporum lignoum Fomes annosus
F igniarus
F marginatus Fusarium moniliforme
F roseum Gibberella sanbenetti Gloephyllum saepiarium Myrothecium cyclopium
P digitatum
P expansum
P funiculosum
Streptomyces albogriseolus
S albus
S olivaceus
S xylopplagus
Trang 6P luteum Trichoderme konigi
T lignorum
T viride
T roseum
Vi sinh vật tham gia phân huỷ pectin
Bacillus polymyxa Erwinia catorovora Erwinia aroideae Clostridium multifermentans
Aspergillus flavus Asp Omfzae Selerotina libertina Coniothycopsis diplodiella Bysochlannys Fulva Rhizopustritici Botngtis cinerea
Lượng các chất chứa nitơ có trong tự nhiên
1 Trong thực vật sống trên mặt đất
2 Trong động vật sống trên mặt đất
3 Trong xác hữu cơ trên mặt đất
4 Trong thực vật sống ở đại dương
5 Trong chất vô cơ trên mặt đất
6 Trong xác hữu cơ dưới đại dương
7 Trong chất vô cơ dưới đại dương
8 Trong tầng trầm tích
9 Trong vỏ trái đất
10 x 109
1 x 109
550 x 109
3 x 109
140 x 109
650 x 109
660 x 109
4 x 109
14 x 109
Sự chuyển hoá axit amin ở tế bào vi sinh vật
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Alanin
Triptohan
Arginin
Axit aspactic
Axit glutamic
Glycin
Histidin
Lyzin
Ocnitin
Serin
- -keto axit, axit axetic, axit propionic, axit lactic,NH3,
CO2, etanol, etrylamin
- Indol, skatol, axit nicitinic, serotonin, axit kynurentic, axit indolaxetic, omocrom
- Spernin, spermidin, putreaxin
- Các pyrimidin
- Glutution
- Các purin, glutation, creetin, phospho-cratin, các tetrapyrol
- Histamin,
- Cadaverin,anabazin, coniin
- Hyoxaxiamin
Trang 712
Tyrosin
Valin
- Sphingozin
- Epinephrin, norepinephrin, trelanin, pocphin, paraverin
- Axit pantotenic, penicillin
Các loài nấm sợi tham gia quá trình amôn hoá
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
Acremonium kiliense
Acrocylindrium spp
Altennaria
Aspergillus candidus
Asp Flavus
Asp Melleus
Asp Niger macrosporus
Asp Ochraceus
Asp Oryzae
Asp Oryzae microporus
Asp Saitoi
Asp sojae
Asp Sulphureus
Asp Sydowi
Cephalosporium Spp
Cladosporium Spp
Endothia paracitica
Fusarium solani
Gliocladium soseum
Mucos miehei
Mucos pusillus
Penicillium caseicolum
p chryfenum
P cyaneofulvum
P cyclopium
P fanthinellum
P notatum
P purpurogenum
P rubrum
Phymatorichum omnivorum
Rhizopus chimesis
Rh Niveus
Trichophyton granulosum
Kiềm Axit Axit Kiềm Kiềm Kiềm yếu Axit A Axit B Trung tính Axit 1 Axit 2 Kiềm Kiềm Kiềm yếu Trung tính Axit Kiềm Trung tính Trung tính Kiềm Kiềm yếu Kiềm Axit Axit Kiềm Kiềm 1 Kiềm 2 Axit Axit Trung tính Trung tính Kiềm Axit Axit Axit Kiềm Axit Axit Axit yếu Trung tính Axit Axit Kiềm
10,5
2 – 3
3 – 5
10 – 11 8,5 – 10 8 2 2,8 7,5 3 3 8,5 – 10 8,5 – 9,5 8,2 – 8,4
6 - 7 2,5 – 3 8,5 – 10 6,5 – 7,5 7,5 – 8,5 7,5 – 9,5 8
11 2,5 – 2,9
< 5 8,5 – 9,5 11 10 4 4 6,5 7,8 10 3,5
3 – 4 3,8 – 4,2 7,5 – 9,5
3 – 3,5
3 – 3,5
5 – 5,5
7 – 8 2,9 – 3,3 2,9 – 3,3 9,5 – 9,8
Trang 834 Tr Schoenleinii Collagennase 6,5
Các loài nấm men tham gia quá trình amôn hoá protit trong chất thải
1
2
3
4
5
6
Candide albicas
Endorycopsis fibulisera
Rhodotorula glutinis
Saccharomyces carls bengensis
S cerevisiae
Torulopsis insigeniosa
Axit Axit Axit Axit Trung tính Axit Kiềm Axit yếu Axit
3,2 2,3 – 2,6
2 – 3 3 7
2 – 3 9
5 – 6 2,5 – 3
Các loại vi khuẩn tham gia quá trình amôn hoá protit trong chất thải
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Aeromonas hydrophyla
A proteolytica
Arthrobacter Spp
Bacillus cereus
B licheniformis
B megaterium
B mesentenricus
B pasteurianus
B polymyxa
B pumilis
B stearothermophilus
B subtilis
B amyloliquefaciens
B alkalopphilis
B subtilis var amylosacchariticus
B subtilis var natto
B thermoproteolyticus
Clostridium botulinum
Cl Histolyticum
Cl Parabatilinum
E coli
E freundii
Micrococcus Sp
9 8
7 – 8 7 10,3 – 10,8 10,3 – 10,8 7
7,5
11 – 12
8 – 8,5 10,3 – 10,8 6,9 – 7,2 10,3 – 10,8 6,5 – 7,5 10,2 – 10,7
10 – 12 7 10,5 10,3 – 10,8 7,5 – 8 6,2 – 7 6,5 – 8 7,8
8 – 10,5 10 7,5
Trang 925
26
27
28
29
30
31
32
Proteus mirabitis
P vulgaris
Pseudomonas aerasinosa
Ps Fluorescens
Ps Marinoglutinnosa
Ps Myxogenes
Sarratia marcescens
Staphilococcus aureus
Streptococcus faecalis
9 – 10
9 – 10 8,5 8
7 – 8,5 7,5
7 – 8,5 9 7,5 7,5 7,5
Các loại xạ khuẩn tham gia quá trình amôn hoá protit trong chất thải
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Stretomyces caespitosus
Str ethreus
Str Fradiae
Str Griseus
Str Griseolus
Str Kinoluteus
Str Maderatus
Str Madurae
Str Maraensis
Str Proteolyticus
Str Rectus
Str Siyaensis
Str Verticillatus
Thermonospora fusca
Thermoactinomyces vulgaries
Trung tính Kiềm Kiềm yếu Kiềm Trung tính Trung tính Trung tính Kiềm Trung tính Kiềm yếu Trung tính Trung tính Kiềm Kiềm yếu Trung tính Kiềm Kiềm
7,8 9,0 8-10 8,5-10 7,5-8 7,5-8,5 6,5-7 8 7,5 8 7,5 6,8-7 10,5-10,8 8-9 6,5-8 8-9 8-9
Đặc điểm các giống vi sinh vật tham gia quá trình nitrít hoá
STT Tên giống vi
sinh vật
Đặc điểm hình thái Điều kiện phát
triển
1 Nitrosomonas Tế bào hình ellip hay hình que ngắn, di động
hoặc không di động Chúng thường đứng riêng
lẽ hoặc cũng có thể tạo thành từng đôi một hoặc tạo thành từng chuỗi Chúng thuộc vi khuẩn Gram âm, có màng tế bào chất tách ra thành túi khi ở giữa phần giữa tế bào.
Nhiệt độ phát triển
là 3 – 300C pH thích hợp là 5,8 – 8,5
gram âm di động hoặc không di động, tự
Phát triển ở nhiệt
độ 15 – 30oC, pH
Trang 10dưỡng hóa năn g bắt buộc thích hợp 6,5 –
8,5
cầu, thường đứng riêng rẽ hoặc tạo thành từng nhóm bốn tế bào một Chúng thuộc nhóm vi khuẩn tự dưỡng hóa năng bắt buộc
Nhiệt độ phát triển
2 – 30oC pH thích hợp 6,0 – 8, 0
4 Nitrosolobus Vi khuẩn này có hình thái rất đa dạng,
chúng thuộc vi khuẩn gram âm Chúng có khả năng di động nhờ chu mao Chúng thuộc tự dưỡng hoá năng bắt buộc
Nhiệt độ phát triển
15 – 30oC pH 6 – 8,2
Đặc điểm các giống vi khuẩn tham gia quá trình nitrat hoá
theo kiểu nảy chồi Chúng thuộc vi khuẩn gram âm
Nhiệt độ phát triển 5 –
40 oC, pH thích hợp 6,5 – 8,5
2 Nitrospina Tế bào hình que thẳng, hình cầu
không di động Chúng thuộc loại hoá năng bắt buộc Chúng không đòi hỏi chất kích thích sinh trưởng và thuộc hiếu khí bắt buộc
Nhiệt độ phát triển 20 –
30oC.pH 7 – 8
3 Nitrococcus Chúng thuộc vi khuẩn hình cầu, có
kích thước 1,5µm, thuộc gram âm
Chúng có khả năng di động nhờ một hoặc hai tiêm mao Chúng thuộc vi khuẩn hoá năng bắt buộc, không đòi hỏi chất kích thích sinh trưởng
Nhiệt độ phát triển 15 –
30oC, p H 6,8 – 8
Đặc điểm vi sinh vật tham gia quá trình phản nitrat hoá
denitrificans Tế bào có hình que ngắn, kích thước 0,5x 3µm, tự dưỡng bắt buộc,
chỉ oxy hoá các hợp chất lưu huỳnh, không oxy hoá sắt, thuộc loại
kỵ khí không bắt buộc Sử dụng nitrat khi thiếu oxy
licheniformis
Hình que, tạo bào tử, bào tử ở giữa tế bào, tế bào không biến dạng khi tạo bào tử Chúng chuyển hoá glucose tạo axit, không tạo khí
và tạo khí yếu, có khả năng tạo axetoin
Trang 113 Paracoccus
denitrificans
Tế bào hình cầu, không di động, gram âm, dị dưỡng carbon không bắt buộc
aeruginosa
Tế bào hình que, không cần chất sinh trưởng khi phát triển, có khả năng tạo sắc tố huỳnh quang, sắc tố pyoxianin
stutzeri
Loài này giống Psendomonas aeruginosa, nhưng khác là chúng không tạo sắc tố huỳnh quang
Đặc điểm vi khuẩn thiobacillus tự dưỡng hoá năng
Vi khuẩn Đặc điểm sinh thái Đặc điểm sinh lý, sinh hoá
1 Thiobacillus
thioparus
Thuộc vi khuẩn hình que, có kích thước 0,5 x 0,3µm
Chúng không có nha bào có một tiân mao ở một đầu
Có khả năng oxy hoá Na2S2O3 thành SO42-, oxy hoá S thành H2SO4, oxy hoá Na2S2O6 thành Na2SO4 Ngoài ra chúng có thể oxy hoá H2S thành S theo phương trình sau
H2S + O2 → 2H2O + 2S + 82kcal Năng lượng này dùng để tổng hợp chất hữu cơ
CO2 + H2O → (CH2O) + O2
2 Thiobacillus
thioxidans
Hình thái gần giống thiobacillus thioparaus
Chúng sinh trưởng trong pH < 6 và tồn tại
ở pH thấp Chúng có thể chuyển S thành SO4
2-3 Thiobacillus
novellus
Vi khuẩn hình que kích thước 0,5 x 10 x 3,0µm
Chúng có tiên mao có thể di động
Thuộc vi khuẩn tự dưỡng hoá năng điển hình
4 Thiobacillus
denitrificans
Hình thái của chúng giống thiobacillus thioparus và thiobacillus thioxidans
Thuộc loại yếm khí, có thể khử NO3, oxy hoá S thành SO42-
5S + 6KNO3 + 2CaCO3 → 2K2SO4 + CaSO4 + 2Co2 kcal
Năng lượng tạo ra được vi khuẩn sử dụng
để tổng hợp chất hữu cơ
CO2 + H2O → (CH2O) + O2
5 Beggiatoa Vi khuẩn hình sợi trong tế
bào có nhiều hạt, có thể tạo màu đen khi trong môi trường có AgNO3
Thuộc loại tự dưỡng hoá năng điển hình
Chúng có thể oxy hoá H2S thành S và
H2SO4
H2S + O2 → 2H2O + 2S + 82kcal 2S + 3O2 → 2H2O + 2H2SO4 + 118kcal Năng lượng tạo ra chúng sử dụng để tổng hợp chất hữu cơ Có 2 trường hợp
* Nếu khối chất thải nhiều H2S thì sự hình thành S sẽ lớn
* Nếu khối chất thải thiếu H2S thì S bị oxy hoá mạnh hơn S tích luy&
Vi sinh vật Đặc điểm sinh thái Đặc điểm sinh lý, sinh hoá
thiorodaceae Chúng gần giống vi khuẩnmàu tím, hình que, ellip, có Sinh sản theo cách phân cắt, chúng thuộcloại tự dưỡng quang năng điển hình
Trang 12kích thước 1-2 x 5 x 10µ Có nhiều loài có hình thái rất dài, không có nha bào có tiên mao
Chúng có thể sử dụng CO2 để tổng hợp chất hữu cơ nhờ ánh sáng mặt trời theo phương trình sau
2CO2 + H2S + 2H2O→ (CH2O) + H2SO4 Khi oxy hoá H2S lưu huỳnh được tích luỹ
và sau đó chuyển thành SO42- và chuyển ra ngoài tế bào
chlorobacteria
ceae
Chúng có kích thước 0,5 x 0,7, 1,5 – 2,0µ Chúnh không hình thành nha bào, không di động sinh sản theo phương pháp phân đôi
Chúng oxy hoá H2S thành S Skhông tích luỹ trong tế bào như họ trên mà S được tích luỹ ngoài đống chất thải Quá trình oxy hoá này như sau
CO2 + H2S → (CH2O) + 2S + H2O
Đặc điểm một số vi sinh vật phân giải phospho
1 Bacillus mycoides Vi khuẩn hình que dài 1,6 – 3,6µ, rộng 0,5 - 10µ Chúng thuộc
vi khuẩn hiếu khí, có tiên mao ở một đầu hay xung quanh cơ thể Chúng có khả năng phân giải phospho hữu cơ, protit nhưng không tạo tfhành H2S
megatherium var
phos phaticum
asterosprus
Đặc điểm của vi khuẩn tham gia chuyển hoá sắt