II Khu hệ vi sinh vật tác nhân gây bệnh nớc thải Khu hệ vi sinh vật nớc thải Mỗi loại nớc thải có hệ vi sinh vật đặc trng Nớc thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu giàu dinh dỡng dễ phân giải nên chứa nhiều vi khuẩn, thông thờng từ vài triệu đến vài chục triệu tế bào 1ml - Vi khuÈn g©y thèi: Pseudomonas fluorecens, P aeruginosa, Proteus vulgaris, Bac cereus, Bac subtilis, Enterobacter cloacae - Đại diện cho nhóm vi khuẩn phân giải đờng, Cellulose, urea: Bac cellosae, Bac mesentericus, Clostridium, Micrococcus urea, Cytophaga sp - Các vi khuẩn gây bệnh đờng ruột: Nhóm Coliform, vi sinh vật thị cho mức độ ô nhiễm phân nớc mức độ cao, dao động từ vài chục nghìn đến vài trăm nghìn tế bào/ml nớc thải Trong nớc thải hữu vi sinh vật hình ống giữ vai trò quan trọng, phải kể đến vi khuẩn Sphaerptilus natans, thờng hay bị nhầm với nấm nớc thải, phủ lên bề mặt tế bào lớp nớc cực bẩn, thờng tạo thành sợi búi, bị vỡ trôi đầy mặt nớc Nhóm thờng phát triển mạnh ë n−íc nhiỊu oxygen Ngoµi vi khn Sphaerptilus natans thờng thấy nhà máy thải nhiều xenlulo nhà máy chế biến thực phẩm Bên cạnh vi khuẩn, ngời ta gặp nhiều loại nấm, nÊm men Saccharomyces, Candida, Cryptococcus, Rhodotorula, Leptomitus lacteus, Fusarium aquaeducteum Ngoài có vi khuẩn oxy hóa lu huúnh nh−: Thiobacllus, Thiothrix, Beggiatoa; vi khuÈn ph¶n nitrat hãa: Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans Trong nớc thải chứa dầu ngời ta tìm thấy vi khuẩn phân giải hydrocarbon: Pseudomonas, Nocardia Trong nớc thải có tập đoàn tảo phong phó, chóng thc t¶o silic: Bacillariophyta, t¶o lơc: Chlorophyta, tảo giáp: Pyrrophyta Các tác nhân gây bệnh nớc thải Ngoài nhóm sinh lý khác vi sinh vật có nớc thải nh đà nói trên, ngời ta đặc biệt quan tâm đến có mặt vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt vùng có hệ thống vệ sinh cha hợp lý Các vi sinh vật gây bệnh thờng không sống lâu nớc thải môi trờng thích hợp, nhng chúng tồn thời gian định tuỳ loài để gây bệnh truyền nhiễm cho ngời động, thực vật Trong số vi sinh vật gây bệnh nguy hiểm phải kể đến số sau: + Vi khuẩn gây bệnh thơng hàn (Salmonella dyenteria), vi khuẩn sống đợc nớc tuỳ thuộc vào chất dinh dỡng nhiệt độ nguồn nớc Thông thờng sống đợc vòng 20 - 25 ngµy vµo mïa hÌ vµ 60 - 70 ngày vào mùa đông + Vi khuẩn gây bệnh kiết lỵ (Shigella), sống tối đa 10 - 15 ngày nhiệt độ 20 - 22oC nớc thải, nhiệt độ thấp chúng sống lâu + Xoắn khuẩn (Leptospira), gây nên chứng bệnh sng gan, sng thận tê liệt hệ thần kinh trung ơng Chúng sống 30 - 33 ngày nớc thải ë nhiƯt ®é 25oC + Vi khn ®−êng rt (E colli), cã thĨ sèng n−íc bÈn - 14 ngày nhiệt độ 20 22 C o + Vi khuẩn lao (Mycobacterium tuberculosis), sống tối đa đợc tuần nớc thải nhiệt độ 20 - 25oC + Phẩy khuẩn tả (Vibrio cholera), sống tối đa 13 - 15 ngày nớc thải + Các virus (Adenovirus, Echo, Coxsackie), sống tối đa 15 ngày Các vi khuẩn gây bệnh phân tán chậm đất khô, nớc phân tán theo chiều ngang (khoảng 1m), ảnh hởng theo chiều sâu nhiều (khoảng 3m) III vai trò làm nớc thải vi sinh vật Trớc vào biện pháp xử lý nớc thải, tợng đợc quan tâm tự nhiên trình tự làm nguồn nớc thải yếu tố sinh học, mà vi sinh vật đóng vai trò chủ chốt Các ao hồ, sông, ngòi, biển tình trạng bẩn với mức độ khác rác thải nớc thải ngời Nhờ trình tự làm mà chất bẩn thờng xuyên đợc loại khỏi môi trờng nớc Quá trình tự làm nớc thải nhờ trình vật lý hóa học sa lắng oxy hóa giữ vai trò quan trọng, song đóng vai trò định trình sinh học Tham gia vào trình tự làm có nhiều chủng, giống sinh vật, từ loại cá, chim, đến nguyên sinh động vật vi sinh vật Tại chỗ nớc thải đổ thờng tụ tập nhiều loại chim, cá, chúng sử dụng phế thải từ đồ ăn rác làm thức ăn; tiếp sau động vật bậc thấp nh ấu trùng côn trùng, giun nguyên sinh động vật, chúng sử dụng hạt thức ăn cực nhỏ làm nguồn dinh dỡng Song vai trò vi khuẩn nấm men có tính định trình tự làm này, chúng đà phân huỷ chuyển hóa chất hữu thành chất đơn giản cuối muối vô cơ, CO2 Nói cách khác điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật, chúng có khả khoáng hóa cách hoàn toàn nhiều chất bẩn hữu để làm nớc Bên cạch vi khuẩn, nấm men có nấm mốc tảo đóng vai trò quan trọng việc chuyển hóa chất bẩn gây ô nhiễm môi trờng khác Trong nớc thải, thông qua hoạt động sống tảo cung cấp oxygen cho môi trờng, tiết vào môi trờng chất kháng sinh vũ khí lợi hại để tiêu diệt mầm bệnh có nớc thải, khu hệ vi sinh vật gây bệnh đờng ruột Tảo gây cản trở phát triển số vi sinh vật gây bệnh khác, cạnh tranh nguồn dinh dỡng chúng; tảo tiết mét sè chÊt kÝch thÝch cho sù ph¸t triĨn vi sinh vật hữu ích môi trờng nớc thải Trong nớc thải, vai trò to lớn tảo khả hấp thụ kim loại nặng nh: Pb, Cd, As, Cu tia phóng xạ Thông thờng protein, đờng, tinh bột, đợc phân giải nhanh nhất, xenluloza, lignin, mỡ, sáp bị phân giải chậm nhiều phân giải xảy không hoàn toàn, hệ vi sinh vật thay đổi theo trình phân giải thành phần hợp chất chứa nớc thải để làm môi trờng nớc Cờng độ tự làm nớc thải phụ thuộc vào số yếu tố sau: + Cờng độ làm thờng cao nơi có dòng chảy mạnh có trao đổi khí nớc môi trờng không khí xảy mạnh Khi mặt nớc có oxygen mạnh Ngợc lại thuỷ vực thiếu chuyển động nớc nh ao tù nớc thải bị ứ đọng, thiếu oxygen, phân giải chất bẩn Quá trình tự làm bị cản trở + Cờng độ tự làm nớc thải thay đổi theo mùa: mùa hè cờng độ xảy mạnh vào mùa đông, ánh sáng chiếu nhiều cờng độ tự làm xảy mạnh có ánh sáng + Cờng độ tự làm nớc thải vùng nhiệt đới xảy mạnh vùng ôn đới, vùng hàn đới IV Các phơng pháp xử lý nớc thải Hiện xử lý nớc thải có phơng pháp chủ yếu sau: Xây dựng trạm xử lý nớc thải Muốn xây dựng đợc trạm xử lý nớc thải phải dựa vào tiêu sau : 1.1 Lu lợng nớc thải + Tính toán lu lợng nớc thải sinh hoạt - Lu lợng trung bình ngày đêm đợc tính theo công thức sau: n1 N 1000 Qsh ngd = tb (m3/ngđ) Trong đó: n1- tiêu chuẩn cấp nớc trung bình ngời/ngày N- dân số thực tế khu vực - Lu lợng trung bình ngµy: n1 N 24.100 Qsh = tb.h (m3/h) - Lu lợng trung bình giây: q sh = tb.sec n1 N 86400 (l/s) - L−u l−ỵng lín nhÊt giê: Qsh = Qsh K ch (m3/h) max.h tb.h Kch - hệ số không điều hoà nớc thải sinh hoạt, K = 1,4 - Lu lợng lớn gi©y: sh q sh max.sec = q tb.sec K ch (l/s) + Lu lợng nớc thải công nghiệp - Lu lợng trung bình ngày đêm: Qcn = 24.000 (m3 /ngđ) Trung bình 1000 m3/h tb.ngd - Lu lợng trung bình ngày: Qcn = tb.h Qcn tb.ngd 24 = 1000 (m3/h) - L−u l−ỵng lín nhÊt giê: Qcn = Qcn K cn = 1000 2,5 = 2500 (m3 / h) max.h tb.h Kcn - hệ số không điều hòa chung nớc thải công nghiệp (K= 2,5) - Lu lợng trung bình giây: q cn = tb.sec Qcn 1000 tb.h = = 277,8 (l/s) 3, 3, - Lu lợng lớn giây: q cn max.sec Qcn 2500 = max.h = = 700 (l/s) 3, 3, + Lu lợng nớc thải tổng số: cn Qsh.cn = Qsh tb.ngd tb.ngd + Q tb.ngd = n1 N + Qcn tb.ngd 1000 1.2 Nång ®é bÈn cđa nớc thải + Nồng độ bẩn nớc thải sinh hoạt: - Hàm lợng chất lơ lửng nớc th¶i C= a1 65.1000 = = 325 (mg/l) 200 n1 a1- Hàm lợng chất lơ lửng ngời thải ngày đêm Theo 20TCN51-84, a1= 65 g/ngời/ngày ®ªm n1- Tiªu chn cÊp n−íc TCVN n1 = 200 lít/ngời/ngày đêm - Hàm lợng chất hữu theo BOD nớc thải sinh hoạt L= a2 40.1000 = = 200 mg/lÝt 200 n1 + Nång ®é bÈn cđa n−íc thải sinh hoạt: Đợc tính tiêu: BOD, Cặn (SS), pH - Hàm lợng lơ lửng hỗn hợp nớc thải đợc tính: Chh = Csh Qsh Ccn Qcn Qsh + Qcn - Hàm lợng chất hữu theo BOD hỗn hợp nớc thải: Chh = BOD Lsh Qsh Lcn Qcn Qsh + Qcn 1.3 TÝnh d©n số tơng ứng với chất lơ lửng BOD N = N1 + N2 = Ccn Qcn tb.ngd a1 + Lcn Qcn a2 a2- hàm lợng chất hữu theo BOD ngời thải ngày đêm Theo 20TCN5184 a2 = 40 mg/ lÝt 1.4 Mét sè s¬ đồ biểu diễn xử lý nớc thải dới tác động môi trờng vi sinh vật Thành phần số lợng vi sinh vật Vi khuẩn Ciliata bơi tự Sucioria Zooflagellata Ciliata cã s½n Pnytoflogeliata Rotifers Sarcodina Thêi gian Hình 18 Sự sinh trởng vi sinh vật xử lý nớc thải chứa chất hữu Sơ đồ hoạt động oxy hoá Gió ánh sáng mặt trời D2 HiÕu khÝ T¶o CO2, NH3, PO4, H2O N−íc th¶i Cặn lắng Vi khuẩn Tùy tiện O2 Vi khuẩn Yếm khí CH4 + CO2 + Nh3 Hình 19 Sơ đồ xử lý nớc thải sinh hoạt công nông nghiệp bể lắng Ngăn tiếp nhận Trạm bơm nớc thải tới Song chắn rác Máy nghiền rác Bể lắng cát Sân phơi Bể làm thoáng Bể lắng ngang đợt I Bể Aeroten Bể Mê tan Hình 20 Sơ đồ xử lý nớc thải sinh hoạt công nông nghiệp Xử lý nớc thải biện pháp sinh học 2.1 Khái niệm xử lý nớc thải biện pháp sinh học Trong biện pháp xử lý nớc thải, biện pháp sinh học đợc quan tâm nhiều cho hiệu cao So với biện pháp vật lý hóa học biện pháp sinh học chiếm vai trò quan trọng quy mô nh giá thành đầu t, chi phí cho đơn vị khối lợng chất khử Đặc biệt xử lý nớc thải phơng pháp sinh học không gây tái ô nhiễm môi trờng - nhợc điểm biện pháp hóa học hay mắc phải Biện pháp sinh học sử dụng đặc điểm quý vi sinh vật, đặc điểm đà thu hút thuyết phục đợc nhà khoa học nhà đầu t, khả đồng hóa đợc nhiều nguồn chất khác vi sinh vật: tinh bột, xenlulo, nguồn dầu mỏ dẫn xuất đến hợp chất cao phân tử nh priotein, lipid, kim loại nặng nh: chì, thuỷ ngân, asen Thực chất phơng pháp sinh học nhờ hoạt động sống vi sinh vật (sử dụng hợp chất hữu số chất khoáng có nớc thải làm nguồn dinh dỡng lợng) để biến đổi hợp chất hữu cao phân tử thải thành hợp chất đơn giản Trong trình dinh dỡng vi sinh vật nhận đợc chất làm nguyên liệu để xây dựng thể sinh khối vi sinh vật tăng lên Biện pháp sinh học làm hoàn toàn loại nớc thải công nghiệp chứa chất bẩn hòa tan phân tán nhỏ Do biện pháp thờng dùng sau loại bỏ tạp chất phân tán thô khỏi nớc thải Đối với nớc thải chứa tạp chất vô biện pháp dùng để khử muối sulfate, muối ammoium, muối nitrat chất cha bị oxy hóa hoàn toàn 2.2 Điều kiện để xử lý nớc thải biện pháp sinh học Xử lý nớc thải biện pháp sinh học có nhiều u điểm đợc sử dụng rộng rÃi Tuy nhiên việc áp dụng biện pháp cần điều kiện định sau: thành phần hợp chất hữu nớc thải phải chất dễ bị oxy hóa, nồng độ chất độc hại kim loại nặng phải nằm giới hạn cho phép Chính xử lý nớc thải cần điều chỉnh nồng độ chất cho phù hợp Ngoài ra, điều kiện môi trờng nh lợng O2, pH, nhiệt độ nớc thải phải nằm giới hạn định để bảo đảm sinh trởng, phát triển bình thờng vi sinh vật tham gia trình xử lý nớc thải (bảng 19) Bảng 19: Nồng độ giới hạn cho phép chất nớc thải để xử lý theo biện pháp sinh học Tên chất C cp* Tªn chÊt C cp* Acid acrylic 100 Mì bôi trơn 100 Rợu amylic Acid butyric 500 Aniline 100 §ång (ion) 0,4 Acetaldehyde 750 Metacrylamide 300 Acid benzoic 150 R−ỵu metylic 200 Benzene 100 Acid monochloacetic 100 Arsen (ion) 0,2 Vinyl acetate 250 Nickel (ion) Vinilinden chlorua 1000 Sản phẩm dầu 100 400 Vanadium (ion) Hydroquinol 15 Pyridine Acid dichloacetic 100 Triethylamine 85 Dichlocyclohexane 12 Trinitrotoluene 12 Diethylamine 100 Triphenylphosphate Diethyleneglycol 300 Phenol 1000 Caprolactan 100 Formaldehyde 160 10 Rezorcin 100 Chlobenzene 10 Amon rodanua 500 Toluene 200 Ch× (ion) Sulphanole 10 Acid stearic 300 Antimon (ion) 0,2 Sulfur (theo H2S) 20 Crezol 100 Kerosene (dÇu lưa) 500 Tributylphosphate 100 Lactonitryl 160 * Ghi : C cp* nồng giới hạn cho phép chất (g/m3 nớc thải) 2.3 Thành phần cấu trúc loại vi sinh vật tham gia xử lý n−íc th¶i Ỹu tè quan träng nhÊt cđa biƯn pháp sinh học để xử lý nớc thải sử dụng bùn hoạt tính (activated sludge) màng vi sinh vật Bùn hoạt tính màng vi sinh vật tập hợp loại vi sinh vật khác Bùn hoạt tính màu vàng nâu dễ lắng, có kích thớc 3- 150 àm Những bao gồm vi sinh vật sống chất rắn (40%) Nh÷ng vi sinh vËt sèng bao gåm vi khuÈn, nÊm men, nấm mốc, số nguyên sinh động vật, dòi, giun Màng sinh vật phát triển bề mặt hạt vật liệu lọc có dạng nhầy dày từ 1- mm lớn Màu thay đổi theo thành phần nớc thải, từ vàng sáng đến nâu tối Màng sinh vật bao gồm vi khuẩn, nấm men, nấm mốc nguyên sinh động vật khác Trong trình xử lý, nớc thải sau qua bể lọc sinh vật có mang theo hạt màng sinh vật với hình dạng khác nhau, kÝch th−íc tõ 15 - 30 µm cã mµu vµng xám nâu Muốn đa bùn hoạt tính vào thiết bị xử lý, cần thực trình gọi "khởi động" trình làm cho loại bùn gốc ban đầu (thờng khả lắng hoạt tính) đợc nuôi dỡng để trở thành loại bùn có hoạt tính cao có tính kết dính tốt Có thể gọi trình hoạt hóa bùn hoạt tính Cuối thời kỳ khởi động bùn có dạng hạt Các hạt có độ bền học khác nhau, có mức độ vỡ khác chịu tác động khuấy trộn Sự tạo hạt bùn dạng hay dạng khác phụ thuộc vào tính chất nồng độ bùn gốc, chất lợng môi trờng cho thêm vào để hoạt hóa bùn, phơng thức hoạt hóa cuối thành phần chất có nớc thải Loại bùn gốc tốt lấy thiết bị xử lý nớc thải hoạt động Nếu loại lấy loại bùn cha thích nghi nh từ bể xử lý theo kiểu tự hoại, bùn cống rÃnh, kênh rạch ô nhiễm nhiều, bùn phân lợn, phân bò đà phân huỷ Các vi sinh vật chứa bùn nghèo số lợng, nhng đa dạng chủng loại 2.4 Xử lý nớc thải biện pháp sinh học điều kiện tự nhiên Cơ sở khoa học biện pháp dựa vào khả tự làm đất nớc dới tác động tác nhân sinh học có tự nhiên, nghĩa thông qua hoạt động tổng hợp tác nhân tõ ®éng vËt, thùc vËt ®Õn vi sinh vËt ®Ĩ làm biến đổi nguồn nớc thải bị nhiễm bẩn hợp chất hữu vô Từ tiến tới giảm đợc số COD BOD nớc thải xuống tới mức cho phép khiến nguồn nớc sử dụng để tới cho trồng hay dùng để nuôi loại thuỷ sản Biện pháp xử lý thờng áp dụng loại nớc thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn không cao nớc thải sinh hoạt Việc xử lý nớc thải đợc thực cánh đồng t−íi, b·i läc hc hå sinh häc DiƠn biÕn cđa trình xử lý nh sau: Cho nớc thải chảy qua khu ruộng canh tác cánh đồng không canh tác đợc ngăn bờ tạo thành ô thửa, hay cho chảy vào ao hồ có sẵn Nớc thải thuỷ vực thấm qua lớp đất bề mặt, cặn đợc giữ lại đáy ruộng hay đáy hồ, ao Trong trình tồn lu nớc đây, dới tác dụng vi sinh vật loại tảo, thực vật xảy trình oxy hóa sinh học, chuyển hóa hợp chất hữu phức tạp thành chất đơn giản hơn, chí đợc khoáng hóa hoàn toàn Nh vậy, có mặt oxy không khí mao quản đất oxy đợc thải hoạt động quang hợp tảo thực vật yếu tố quan trọng cần cho trình oxy hóa nguồn nớc thải Càng xuống lớp đất dới sâu lợng oxy ít, ảnh hởng xấu đến trình oxy hóa làm cho trình giảm dần Đến độ sâu định, nhóm vi sinh vật yếm khí khử nitrat nớc thải trình xử lý này, nguồn nớc thải đà qua xử lý đợc sử dụng tới cho trồng nuôi trồng thuỷ sản Tuỳ theo phơng pháp xử lý khác mà nguồn nớc thải sau xử lý đợc sử dụng khác nhau: Ví dụ: Nếu xả nớc thải đồng ruộng hay khu đất đồng, sau xử lý thờng đợc sử dụng nguồn nớc vào tới cho trồng, xả vào ao, hồ sau xử lý nớc dùng để nuôi trồng thuỷ sản (tôm, cá ) 2.5 Xử lý nớc thải biện pháp sinh học điều kiện nhân tạo + Xử lý hiếu khí: Nguyên lý chung trình xư lý sinh häc hiÕu khÝ: Khi n−íc th¶i tiÕp xúc với bùn hoạt tính, chất thải có môi trờng nh chất hữu hòa tan, chất keo phân tán nhỏ đợc chuyển hóa cách hấp thụ keo tụ sinh học bề mặt tế bào vi sinh vật Tiếp giai đoạn khuếch tán hấp thụ chất bẩn từ mặt tế bào vào tế bào qua màng bán thấm (màng nguyên sinh), chất vào tế bào dới tác dụng hệ enzyme nội bào đợc phân huỷ Quá trình phân huỷ chất bẩn hữu xảy tế bào chất tế bào sống phản ứng oxy hãa khư, cã thĨ biĨu diƠn ë d¹ng sau: Vi sinh vËt C¸c chÊt + O2 ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ C¸c chÊt dinh dỡng bẩn hữu Sản phẩm trình oxy hóa (đờng, rợu, CO2+ H2O) Sản phẩm đà đợc tổng hợp + (tế bào vi sinh vật + sản phẩm khác) Sự oxy hóa hợp chất hữu số chất khoáng tế bào vi sinh vật nhờ vào trình hô hấp, nhờ lợng vi sinh vật khai thác đợc trình hô hấp mà chúng tổng hợp chất để phục vụ cho trình sinh trởng, phát triển Kết số lợng tế bào vi sinh vật không ngừng tăng lên Quá trình liên tục xảy nồng độ chất xung quanh tế bào giảm dần Các thành phần thức ăn từ môi trờng bên (nớc thải) lại khuếch tán bổ sung thay vào Thông thờng trình khuếch tán chất môi trờng xảy chậm trình hấp thụ qua màng tế bào, nồng độ chất dinh dỡng xung quanh tế bào thấp nơi xa tế bào Đối với sản phẩm tế bào tiết ngợc lại, nhiều so với nơi xa tế bào * Yếu tố môi trờng ảnh hởng đến trình xử lý nớc thải Để tạo điều kiện cho trình xử lý nớc thải biện pháp sinh học điều kiện hiếu khí cần điều chỉnh yếu tố môi trờng sau: + Oxy (O2): Trong công trình xử lý hiếu khí O2 thành phần quan trọng môi trờng, cần đảm bảo đủ O2 liên tục suốt trình xử lý nớc thải hàm lợng O2 hòa tan nớc khỏi bể lắng đợt hai không nhỏ mg/lít + Nồng độ chất bẩn hữu phải thấp ngỡng cho phép Nếu nồng độ chất bẩn hữu vợt ngỡng cho phép ảnh hởng xấu đến hoạt động sống vi sinh vật, đa nớc thải vào công trình xử lý cần kiểm tra số BOD, COD nớc thải Hai số phải có nồng độ nhỏ 500mg/lít Nếu dùng bể aeroten, BODtp không đợc 1000mg/lít, số BODtp vợt giới hạn cho phép cần lấy nớc ô nhiễm không bị ô nhiễm để pha loÃng + Nồng độ chất dinh dỡng cho vi sinh vật: Để vi sinh vật tham gia phân giải nớc thải cách có hiệu quả, cần phải cung cấp cho chúng đầy đủ chất dinh dỡng Lợng chất dinh dỡng cho vi sinh vật không đợc thấp giá trị bảng 20 Bảng 20: Nồng độ chất dinh d−ìng cho vi sinh vËt ®Ĩ xư lý n−íc th¶i (theo M.X Moxitrep, 1982) BODtP cđa n−íc th¶i (mg/ lÝt) Nång ®é nitrogen muèi ammonium(mg/l) Nång ®é phospho P2O5 (mg/l) < 500 15 500 - 1000 25 Ngoài nguồn nitơ phospho có nhu cầu nh đà nêu bảng trên, nguyên tố dinh dỡng khoáng khác nh K, Ca, S thờng đà có nớc thải không cần phải bổ sung Nếu thiếu nitơ việc làm chậm trình oxy hóa, làm cho bùn hoạt tính khó lắng dễ trôi theo nớc khỏi bể lắng Để xác định sơ lợng chất dinh dỡng cần thiết nhiều loại nớc thải công nghiệp, có thĨ chän tû lƯ sau: BODtP : N : P = 100 : : Ngoài yếu tố khác môi trờng xử lý nh pH, nhiệt độ ảnh hởng đáng kể đến trình hoạt động sống vi sinh vật thiết bị xö lý Thùc tÕ cho thÊy pH tèi −u bĨ xư lý hiÕu khÝ lµ 6,5 - 8,6; nhiƯt ®é ë - 37oC * §Ĩ xư lý n−íc thải theo biện pháp hiếu khí, thờng đợc sử dụng hai loại công trình là: bể lọc sinh học (biofilter) vµ bĨ sơc khÝ (aeroten) - BĨ läc sinh häc (biofilter): Là thiết bị xử lý nớc thải dựa nguyên tắc lọc với tham gia vi sinh vật Thiết bị làm bê tông có dạng hình tròn hay hình chữ nhật có hai đáy (hình 21) Đáy gọi đáy dẫn lu, đợc cấu tạo bê tông cốt thép có lỗ thủng với tổng diện tích lỗ thủng nhỏ - 6% diện tích đáy Đáy dới đợc xây kín, có độ dốc định để nớc dễ dàng chảy phía thông với bể lắng thứ cấp, nơi chứa nớc thải sau đà xử lý xong bể nớc đợc lu lại thời gian ngắn để lắng cặn trớc hòa vào hệ thống thoát sở Chiều cao bể lọc hay cột nguyên liệu phụ thuộc vào thành phần nớc thải nh khả oxy hóa màng sinh vật Lu lợng dòng chảy nớc thải phụ thuộc vào khả oxy hóa màng sinh vật Nớc thải vào Vật liệu lọc Vât liệu lọc Nớc thải sau xử lý Không khí vào bể Bể lắng thứ cấp Đáy dẫn lu Đáy dới có độ dốc Hình 21 Bể lọc nớc thải sinh học Để tạo điều kiện hiếu khí cho trình xử lý, từ phía dới đáy dẫn lu ngời ta cho không khí lên qua vật liệu lọc mang thông khí tự nhiên hay thỉi khÝ b»ng qu¹t VËt liƯu dïng bĨ lọc loại đá cuội, đá dăm xỉ than đá (theo phơng pháp cổ điển) Để tăng diện tích tiếp xúc vi sinh vật nớc thải, đồng thời tránh tình trạng tắc ngẽn dòng chảy thiết bị lọc sinh học, ngời ta thay vật liệu lọc mang làm vật liệu nhẹ, xốp có cấu tạo dạng ống dạng miếng, chúng đợc thiết kế cho có nhiều nếp gấp để tăng diện tích bề mặt Nớc thải có chứa vi sinh vật tham gia xử lý đợc tới từ trªn xng líp vËt liƯu läc hay tÊm mang theo nguyên tắc chênh lệch Khi dòng nớc thải ch¶y qua vËt liƯu läc hay tÊm mang, vi sinh vật phát triển tạo thành màng sinh vật bám vào khắp bề mặt nguyên liệu lọc mang khu trú Nh nớc thải theo dòng chảy từ xuống tiếp xúc với màng sinh vật Khi xảy trình oxy hóa chất bẩn có nớc thải, để cuối đến bể lắng thứ cấp, nớc thải có số BOD5 giảm nhiều so với nớc thải cha xử lý Trong trình vận hµnh cđa bĨ läc sinh vËt, sù sinh tr−ëng vµ chết màng sinh vật xảy không ngừng Khi màng sinh vật bị chết bị tách khỏi nơi bám bị theo dòng nớc chảy khỏi bể lọc, cuối đợc lắng đọng bể lắng thứ cấp với cặn bùn Hiệu hƯ thèng bĨ läc sinh häc rÊt cao, nÕu ho¹t động tốt làm giảm 90% số BOD5 cđa n−íc th¶i - BĨ sơc khÝ (Aeroten) BĨ sơc khí hệ thống bể ô xy hóa (hình 22) có dạng hình chữ nhật đợc ngăn làm nhiều bng (3 - bng) nèi víi bĨ l¾ng Gièng nh bể lọc sinh học, trình xử lý nớc thải bể sục khí đợc tiến hành nhờ hoạt động hệ vi sinh vật bùn hoạt tính Nhng trình sục khí đợc thực điều kiện có thông khí mạnh nhờ hệ thống sục khí từ dới đáy bể lên Cờng độ thông khí 5m3/m2/giờ, bảo đảm oxy tối đa cho trình oxy hãa ë bĨ oxy hãa, bïn ho¹t tÝnh lÊy từ bùn gốc sau qua giai đoạn khởi động hay lấy từ bể lắng cặn chuyển vào bùn hoạt tính gặp oxy không khí đợc bơm vào bể tiến hành trình oxy hóa khoáng hóa chất bẩn nớc thải cách triệt để Sau chảy suốt qua buồng bể oxy hóa, nớc thải chảy vào bể lắng xảy trình lắng cặn xuống đáy bể, phần nớc nớc đà đợc xử lý đợc dẫn Trong trình vận hành, bể oxy hóa, theo thời gian lợng bùn hoạt tính tăng lên, đồng thời tích luỹ nhiều tế bào vi sinh vật già cỗi khiến hoạt tính bùn giảm - bùn bị già Vì cho bùn hoạt tính thu bể lắng trở lại bể ôxy hóa, không thiết cho toàn số bùn có bể lắng, mà cho phần để bảo đảm nồng độ bùn hoạt tính 2- g/lít Không khí đợc bơm vào bể Nớc thải bùn hoạt tính vào bể xử lý Bùn hoạt tính đợc bơm trở lại Nớc thải bùn hoạt tính vào bể xử lý Nớc thải sau xử lý Bùn hoạt tính đợc bơm trở lại Hình 22 Bể sục khí Xử lý nớc thải bể aeroten phức tạp đòi hỏi nhiều công sức so với bể lọc sinh học Ngời ta phải theo dõi liên tục để kịp thời điều chỉnh số sau: - Nồng độ bùn hoạt tính - Chế độ thông khí - Nồng độ chất bẩn nớc thải - Nồng độ chất dinh dỡng cho vi sinh vật + Xử lý kỵ khí ... sinh vật tập hợp loại vi sinh vật khác Bùn hoạt tính màu vàng nâu dễ lắng, có kích thớc 3- 150 àm Những bao gồm vi sinh vật sống chất rắn (40%) Những vi sinh vật sèng bao gåm vi khuÈn, nÊm men,... dới tác động môi trờng vi sinh vật Thành phần số lợng vi sinh vật Vi khuÈn Ciliata b¬i tù Sucioria Zooflagellata Ciliata cã sẵn Pnytoflogeliata Rotifers Sarcodina Thời gian Hình 18 Sự sinh tr−ëng... đồ xử lý nớc thải sinh hoạt công nông nghiệp Xử lý nớc thải b»ng biƯn ph¸p sinh häc 2.1 Kh¸i niƯm vỊ xư lý nớc thải biện pháp sinh học Trong biện pháp xử lý nớc thải, biện pháp sinh học đợc quan