Nghiên cứu xử lý nước thải ngâm tre, nứa bằng phương pháp lọc sinh học

Lời mở đầu Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì các ngành: công nghiệp, nông nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, dịch vụ và một số ngành khác đều có những bứơc tiến nhảy vọt cả về số lợng cũng nh chất lợng. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thế giới, Việt Nam là một trong những nớc đã và đang phấn đấu để theo kịp sự phát triển đó. Bên cạnh việc đầu t, u tiên phát triển cho các ngành công nghiệp nặng và công nghiệp nhẹ, Việt Nam đã chú ý khôi phục, phát triển các làng nghề truyền thống có từ lâu đời, mà trong một thời gian dài tởng nh bị lãng quên, ngày càng bị mai một. Do trớc kia không mang lại hiệu quả kinh tế cho ngời dân các vùng làng nghề. Nớc ta hiện nay có rất nhiều làng nghề tiểu thủ công nghiệp, với hàng trăm mặt hàng đợc làm từ nhiều nguyên liệu khác nhau. Có rất nhiều làng nghề mang đậm nét truyền thống từ lâu đời nh: tranh Đông Hồ, giấy Phong Khê, hay làng nghề sản xuất tranh tre xuất khẩu mới phát triển mạnh trong vài năm gần đây ở Thôn Xuân Lai, Xã Xuân Lai, Huyện Gia Bình, Tỉnh Bắc Ninh Trong số các mặt hàng thủ công mỹ nghệ chiếm lĩnh đợc thị trờng thì các sản phẩm làm từ tre nứa có vị trí hàng đầu. Đây là một trong những mặt hàng đợc a chuộng ở nhiều nớc nh: Châu Âu, Nhật BảnCác vật liệu trong sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ ở nớc ta hiện nay chủ yếu là: cói, mây, gỗ, tre, nứaTrong đó tre, nứa là nguyên liệu sẵn có nhất ở nớc ta và đợc sử dụng nhiều trọng việc tạo ra các sản phẩm. Làng nghề sử dụng tre nứa làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm thủ công mỹ nghệ xuất khẩu cũng khá nhiều, song điển hình là ở Xã Yên Tiến, Huyện ý Yên, Tỉnh Nam Định. Nó không những là nguyên liệu để sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ mà nó còn là nguyên liệu rất quan trọng trong công nghiệp sản xuất giấy. Bên cạnh những lợi ích về kinh tế và xã hội nh vậy thì một vấn đề đợc coi là cấp bách hiện nay tại các làng nghề đó là ô nhiễm môi trờng, đặc biệt là môi trờng nớc bị ô nhiễm một cách trầm trọng. Nớc ở các làng nghề nói chung phần lớn bị ô nhiễm, ở đây ta xét nớc ngâm tre tại xã Yên Tiến - ý Yên, sử dụng tre nứa làm nguyên liệu đã bị ô nhiễm chủ yếu do quá trình ngâm tre nứa để chuẩn bị nguyên liệu cho sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ từ tre, nứa. Nh chúng ta biết thì trong nớc ngâm tre nứa thì hàm l- ợng chất hữu cơ rất cao, đặc biệt là xenlulozo và một số hợp chất hữu cơ khó phân huỷ khác. Trớc những điều kiện thực tế nh vậy, đòi hỏi các nhà chuyên môn cũng nh các ngành có liên quan phải có một số phơng pháp phù hợp để xử lý nguồn nớc bị ô nhiễm đó. Có giải quyết đợc vấn đề này thì chúng ta mới có một môi trờng sinh thái tơng đối ổn định, gắn việc phát triển ngành tiểu thủ công nghiệp với bảo vệ môi trờng. Đó cũng chính là thông điệp gửi tới tất cả mọi ngời hãy giữ gìn và bảo vệ môi trờng sống của chúng ta Dựa trên thực tế ô nhiễm nớc do ngâm tre nứa tại Xã Yên Tiến, Huyện ý Yên, Tỉnh Nam Định chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu xử lý nớc thải ngâm tre, nứa bằng phơng pháp lọc sinh học với một số nội dung nh sau: 1. Phân lập các vi sinh vật có hoạt tính sinh học cao. 2. Nghiên cứu cố định các vi sinh vật lên trên vật liệu lọc. 3. Đánh giá quá trình xử lý nớc (Động thái của qúa trình xử lý nớc ngâm tre nứa) Đề tài này đợc thực hiện tại Phòng Công nghệ lên men-Viện Công nghệ sinh học-Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Chơng 1: tổng quan 1. 1. Vài nét về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và môi tr ờng xã Yên Tiến ý Yên Nam Định 1. 1. 1. Điều kiện tự nhiên Nam Định là một tỉnh đã và đang phát triển rất mạnh trong khu vực các tỉnh phía Bắc. Hiện nay Nam Định đang đợc nhà nớc đầu t xây dựng và phát triển để trở thành một trong những thành phố vệ tinh trọng điểm trong vùng tam giác kinh tế phía Bắc. Hình 1: Bản đồ Xã Yên Tiến, Huyện ý Yên, Tỉnh Nam Định Nhờ có vị trí là cửa ngõ giữa Miền Bắc và Miền Trung cho nên Nam Định đã trở thành một trong những tỉnh giàu tiềm năng kinh tế và ngày càng khẳng định đợc vị trí của mình. Một trong những huyện góp phần to lớn vào sự phát triển đó không thể không nhắc tới huyện ý Yên. Huyện nằm giáp thị xã Ninh Bình, ba mặt (phía bắc, tây, nam) giáp sông Đáy, một nhánh của sông Hồng, phía Đông giáp huyện Vụ Bản. Huyện có thị trấn Lâm, và có 11 xã, ý Yên nằm ở phía Bắc. Huyện ý Yên có quốc lộ 10 và đờng sắt - bắc nam chạy qua địa phận, tạo điều thuận lợi trong việc đi lại, cũng nh vận chuyển nguyên vật liệu, tiêu thụ sản phẩm và việc xuất khẩu của các cơ sở sản xuất của huyện. Đây là một điều kiện có ý nghĩa quan trọng cho sự phát triển của nền kinh tế địa phơng. Nhờ có những thuận lợi đó mà ở đây có nhiều ngành thủ công mỹ nghệ ra đời và phát triển mạnh. Trong đó có hai nghề nổi bật và mang lại hiệu quả kinh tế nhất ở Nam Định là đúc đồng và hàng thủ công mỹ nghệ làm từ tre nứa. Nói đến làng quê từng có sản phẩm sơn mài nổi tiếng nhất Miền Bắc nớc ta phải kể đến làng quê sơn mài Cát Đằng (Huyện ý Yên, Tỉnh Nam Định). Một làng nghề có bề dày lịch sử lâu đời. Ngời ta nói rằng, các đồ sơn mài vẫn dùng để trang trí nội, ngoại thất trong các lăng tẩm, các cung đình xa Huế, Đà Nẵng, Hà Nội chủ yếu do bàn tay tài hoa của các nghệ nhân làng Cát Đằng làm ra [11] 1. 1. 2. Điều kiện kinh tế xã hội Nh chúng ta biết thì trứơc kia Nam Định là một tỉnh thuần nông, ngời dân sống chủ yếu nhờ vào cây lúa, thu nhập thấp, đời sống của ngời nông dân rất vất vả. Nhng vài năm trở lại đây, nhờ có sự phát triển mạnh mẽ của các làng nghề nên đời sống của ngời dân nơi đây đợc nâng cao rất nhiều, thu nhập bình quân theo đầu ngời là ở từ 300.000-700.000 đồng. Đối với ngời nông dân thì mức thu nhập nh vậy là khá cao so với các vùng thuần nông khác rất nhiều. Chỉ tính riêng năm 2004, xã Yên Tiến là một trong những xã có mức thu nhập bình quân (GDP) tăng trởng 86%. Có không ít gia đình trong xã đã trở thành tỷ phú nhờ nghề này. Đời sống kinh tế - xã hội ở đây khá cao, các hoạt động xã hội đợc quan tâm đúng mức, đầu t cho giáo dục, y tế, cơ sở hạ tầng nâng lên rõ rệt. Có rất nhiều cơ sở sản xuất đã trở thành các công ty t nhân, công ty TNHH, công ty cổ phần Sự ra đời của các công ty đã tạo ra một hệ thống sản xuất có quy mô và tập trung, không còn sự sản xuất nhỏ lẻ, manh mún nh trớc kia. Các cơ sở đó đã thu gom sản phẩm của các hộ gia đình cho nên việc xuất khẩu đợc thuận lợi hơn. Sự phát triển của các ngành thủ công mỹ nghệ nơi đây, ngoài việc tạo công ăn việc làm cho ngời dân nơi đây những lúc nông nhàn mà còn tạo việc làm cho rất nhiều lao động ở các tỉnh xung quanh nh: Hải Dơng, Hà Nam, Thái Bình Huyện ý Yên có 11 xã, trong đó Yên Tiến là một trong những xã có dân số cũng nh diện tích lớn nhất huyện. Dân số của xã hơn 10000 ngời dân. Đây chính là nguồn nhân lực chủ yếu và dồi dào cho các làng nghề. Trong đó có đến hơn 90% dân số tham gia vào sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ từ tre, nứa. Các sản phẩm làm từ tre nứa ở đây cũng khá đa dạng về chủng loại và mẫu mã. Bên cạnh sự phát triển của hàng thủ công mỹ nghệ từ tre, nứa thì ở xã Yên Tiến còn có các hộ gia đình, các doanh nghiệp vừa và nhỏ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ làm từ gỗ chủ yếu là đồ thờ. Đây cũng là một nghề đem lại lợi ích của ng- ời dân nơi đây, cũng nh của các doanh nghiệp sản xuất. Hiện nay Nam Định đã và đang từng bớc đạt đợc những thành tựu bớc đầu do công nghiệp, dịch vụ đem lại thì sự quan tâm đầu t, khôi phục và phát triển các làng nghề cũng đóng góp một phần quan trọng và to lớn cho sự phát triển nền kinh tế của huyện ý Yên nói riêng và tỉnh Nam Định nói chung. Trong đó điển hình là sự phát triển của các làng nghề ở xã Yên Tiến, Huyện ý Yên. Khi đánh giá tình hình phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Nam Định 5 năm qua, sản xuất công nghịêp tiểu thủ công nghiệp đợc ghi nhận là ngành có mức tăng trởng cao so với nhịp độ bình quân 20. 4% năm. Trong đó công nghiệp địa phơng đạt tăng trởng bình quân 23. 4%. Đến nay Nam Định có 87 làng nghề với gần 31. 500 hộ, gần 82. 300 lao động làm nghề tiểu thủ công nghiệp, giá trị sản xuất tăng gấp 3 lần so với năm 2000. [11] 1. 1. 3. Điều kiện môi trờng Quá trình sản xuất của làng nghề hiện nay ở Yên Tiến hiện nay phát triển rất mạnh mẽ nhng chủ yếu là riêng lẻ, không có quy hoạch tổng thể nào cả. Xã Yên Tiến có các làng nghề nh: sản xuất cơ khí, mạ, vật liệu xây dựng, mây tre đan, chế biến lơng thực thực phẩm mà quá trình điều tra cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm trong nớc thải, khí thải, bụi, tiếng ồn đều vợt quá nhiều lần tiêu chuẩn cho phép. [12] Với điều kiện tự nhiên của địa phơng nh có nhiều sông ngòi, kênh rạch, mơng nhỏ chạy quanh làng, đã tạo cho ngời dân nơi đây những địa điểm làm nơi ngâm tre nứa rất thuận lợi. Trung bình mỗi ngày xã có khoảng 150 200 tấn tre nứa tơi đợc đem ngâm phục vụ cho việc sản xuất của địa phơng[13]. Vì vậy mà nguồn nớc ở đây đã và đang bị ô nhiễm nặng nề bởi các chất hữu cơ do quá trình ngâm tre không đạt tiêu chuẩn về ao ngâm tre nứa gây nên. Tại các nơi ngâm tre nứa thì nớc đều có màu đen, sủi bọt mạnh, nổi váng trắng trên bề mặt ao hồ, kênh rạch đều có mùi thối đặc trng. Nớc ngâm này nếu đổ ra ngoài để phục vụ cho nông nghiệp thì sẽ làm hỏng lúa, hoa màu, thực vật nuôi trồng, làm mất cân bằng sinh thái. Mùi thối từ các ao hồ ngâm tre nứa này thì ảnh hởng tới sức khỏe của ngời dân xung quanh, đặc biệt là nhữnng ngày nắng nóng. Ngoài những nguyên nhân nh trên thì đa số các cơ sở sản xuất, kinh doanh các mặt hàng thủ công mỹ nghệ ở đây có hệ thống máy móc còn cũ kỹ, lạc hậu cha đáp ứng đợc yêu cầu về đảm bảo an toàn cho ngời lao động và gây ảnh hởng rõ rệt tới môi trờng xung quanh và sức khoẻ con ngời nh: tiếng ồn của các động cơ khi hoạt động có thể gây điếc tai, bụi từ các máy bào, máy đánh bóng đã tạo ra một hàm lợng bụi tơng đối lớn có kích thớc rất nhỏ đã ảnh hởng trực tiếp đến ngời làm việc đã tiếp xúc trong một thời gian khá dài. Vì vậy những ngời này dễ bị mắc các chứng bệnh về đờng hô hấp. Đặc biệt là tại một số cơ sở đúc đồng, sản xuất cơ khí, mạđã gây ô nhiễm nặng nề cho môi trờng do hàm lợng kim loại nặng thải ra quá nhiều gây ô nhiễm môi trờng, ảnh hởng nghiêm trọng tới hoạt động sản xuất nông nghiệp và ảnh hởng tới sức khoẻ của con ngời. Hầu hết các kim loại nặng khi xâm nhập vào cơ thể ngời hay động thực vật, chúng gây tác động không có lợi cho sự sống và phát triển bình thờng. Với hàm lợng cao chúng có thể gây độc cấp tính và rất dễ đến tử vong nếu không đợc cứu chữa kịp thời và tích cực. Một số tính chất đặc biệt nguy hiểm của một số kim loại nặng là có khả năng tích luỹ sinh học cao và có tác động di truyền tới các thế hệ sau nh: chì, thuỷ ngân, cacdimi, asen Những chất này gây ra nhiều bệnh hiểm nghèo đặc biệt là ung th.[2] Do tình trạng ô nhiễm môi trờng tại địa phơng đã trở thành một vấn đề bức xúc, và cấp bách đáng quan tâm và cần có biện pháp xử lý phù hợp. Cho nên huyện ý Yên đã đợc tỉnh Nam Định đồng ý cho quy hoạch và xây dựng các ao ngâm tập trung và hỗ trợ xử lý nớc thải ngâm tre, ná bằng phơng pháp sinh học nhằm giảm thiểu tác hại tới môi trờng và cải thiện môi trờng sống cho ngời dân nơi đây. 1.2. Nớc ngâm tre nứa 1. 2. 1. Thành phần của tre, nứa Thành phần của tre, nứa có chứa khá nhiều các hợp chất hữu cơ, trong đó thành phần chính gồm: hidrat cacbon nh:xenluloza, hemixenlulozo, lignin. Ngoài ra còn có một số thành phần khác nh: tanin, sáp, các muối vô cơ 1. 2. 1. 1. Xenluloza Xenluloza là hợp chất cacbon chiếm tỷ lệ trọng lớn nhất (50%) trong tổng số hydratcacbon tự nhiên và thành phần hữu cơ của rác, trong giấy gỗ thân cây, cành cây, lá cây, rơm rạ, sợi đay, vải bông, v. v. Về cấu trúc hoá học xenluloza là một polime mạch thẳng do các - D glucopyranoza liên kết với nhau bằng liên kết 1, 4- glucozit. [1] Xenluloza có cấu tạo sợi, các xenluloza thiên nhiên thờng chứa khoảng 10- 12 nghìn gốc glucopyranoza. Các sợi này liên kết lại thành từng bó nhỏ, gọi là microfibrin. Nó có cấu trúc không đồng đều: có phần đặc và những phần xốp. Xenluloza có cấu trúc rất bền vững. Không tan trong nớc, không bị tiêu hoá trong đờng tiêu hoá của ngời và động vật. Trong dạ dày của động vật nhai lại và trong đất có nhiều vi sinh vật có khả năng phân giải đợc xenluloza. 1. 2. 1. 2. Hemixenluloza Trong thành phần của hemixenluloza có nhiều loại đờng khác nhau, phân tử của hemixenluloza nhỏ hơn rất nhiều. Thờng chúng chỉ có khoảng 150 gốc đ- ờng. 1. 2. 1. 3. Lignin Lignin là hợp chất cao phân tử đợc cấu thành từ ba loại ancol chủ yếu: trans p - cumarylic, trans conferylic, và trans - xynapylic. Tuỳ từng loại sinh vật, lignin có tỷ lệ thành phần này khác nhau. Trong lignin các đơn phân này liên kết với nhau bằng các liên kết C C và C O. Trong đó các kiểu liên kết aryl glyxerol, aryl aryl hoặc diaryl ete là phổ biến. Lignin của cây gỗ là 80% conyferylic, 14% cuarylic và 6% conyfelic. Trong thực vật lignin thờng tập trung ở các mô gỗ, có vai trò nh chất liên kết các tế bào do đó làm tăng độ bền cơ học, tăng khả năng chống thấm, ngăn chặn đợc các chất độc, các vi sinh vật gây bệnh cũng nh các tác dụng khác từ bên ngoài. Lignin không hoà tan trong nớc, trong dung môi hữu cơ thông thờng cũng nh các axit đậm đặc. Chỉ có tác dụng của kiềm natri bisunfit và axit sunfuro thì lignin mới bị phân huỷ từng phần chuyển vào dung dịch. Lignin rất bền với tác dụng của các enzim do đó lignin đợc tạo trong cây nhng không tham gia vào quá trình trao đổi chất. Lignin bị phân huỷ nhanh chủ yếu do các loại nấm. Việc lựa chọn các chủng có khả năng phân huỷ lignin tơng đối khó khăn. 1. 2. 1. 4. Tinh bột Tinh bột (C 6 H 12 O 6 ) n là những hợp chất hydrat cacbon cao phân tử, có nhiều trong ngũ cốc. Tinh bột cấu tạo bởi hai thành phần chính là amyloza và amylopectin. Trong tinh bột amyloza chiếm tỷ lệ khoảng 25% còn amylopectin khoảng 75%. ` Nhiều vi sinh vật có khả năng phân giải tinh bộ vì chúng có hệ enzim amylaza nh: - amylaza: thuỷ phân liên kết 1, 4, trong tinh bột tạo thành dextrin phân tử thấp và một lợng maltoza. - amylaza: thuỷ phân liên kết 1, 4 trong tinh bột, tạo ra maltoza và một l- ợng dextrin cao phân tử. - amylaza: thuỷ phân mối liên kết 1, 4 trong tinh bột và tạo ra sản phẩm cuối cùng là glucoza. 1. 2. 1. 5. Pectin ` Là hợp chất cao phân tử thuộc loại polygalactủonic. Phân bố rộng rãi trong các loài thực vật. Pectin là loại chất vô định hình. Có trọng lợng phân tử cao, không tan đợc trong phần lớn các chất hữu cơ nhng tan đợc trong amoniac, kiềm, canxi cacbonat, etylendiamin và trong glyxerin nóng. Ngoài các hydratcacbon cao phân tử ra thì còn có các loại đờng: đờng đôi nh sacaroza, maltoza và các loại đờng đơn nh glucoza, fructozaVi sinh vật dễ dàng hấp thụ đợc các loại đờng và chuyển hoá các chuỗi phản ứng hóa học nhờ vào quá trình phân giải này chất dinh dỡng nuôi cơ thể sống của vi sinh vật. 1. 2. 1. 6. Protein ` Protein là hợp chất cao phân tử chứa nitơ. Protein chiếm 15 17% nitơ (tính theo trọng lợng khô). Protein là một thành phần quan trọng trong cơ thể động, thực vật và vi sinh vật. Tất cả protein đều đợc cấu tạo từ axit amin. Các axit amin đều đợc cấu thành do quá trình trao đổi cacbon và nitơ. Việc tổng hợp các axit amin thông qua nhiều phản ứng hoá học với sự xúc tác của các enzim khác nhau. 1. 2. 1. 7. Lipit Lipit (các este phức tạp của glyxerin và axit béo và các chất sáp có nhiều trong cơ thể sinh vật. So với các chất khác thì lipit thuỷ phân chậm hơn. Nhiều vi sinh vật có khả năng phân giải lipit vì chúng tổng hợp lipaza. Trong tre, nứa lợng lipit gần nh không có. 1. 2. 2. Mục đích và bản chất của quá trình ngâm tre nứa Từ xa xa nhân dân ta đã biết ngâm tre nứa trong các ao hồ để làm nhà và tạo ra các sản phẩm từ tre nứa để phục vụ cho đời sống của họ. Thời gian ngâm một mẻ thờng là 3-4 tháng sau đó vớt lên phơi thật khô mới sử dụng. Quá trình ngâm tre nứa này có vai trò rất lớn, nó quyết định trực tiếp tới chất lợng của sản phẩm. Mục đích chính của việc ngâm tre nứa là loại bỏ các chất không mong muốn có trong thành phần của tre nứa và muốn giữ lại thành phần xenluloza. Đây là yếu tố giúp cho tre nứa có độ dẻo dai, màu trắng do lợng lignin bị loại bỏ, và tránh mối mọt trong quá trình sử dụng. Trong quá trình ngâm tre, nứa dới tác dụng của nớc đã xảy ra hiện tợng u trơng, làm các chất dinh dỡng hoà tan nh protein, pectin, tinh bột và các chất hoà tan khác có trong thành phần tre, nứa đã khuếch tán vào trong môi trờng n- ớc ngâm. Nếu nh ngâm với khối lợng tre, nứa lớn và liên tục trong một thời gian dài với các chất hoà tan này ở nồng độ cao có trong môi trờng nớc ngâm đã gây nên sự ô nhiễm. Nguyên nhân chính của sự ô nhiễm là do quá trình phân huỷ các chất hoà tan khi khuếch tán vào trong nớc dới tác dụng của quá trình tự phân và dới tác dụng phân huỷ của hệ vi sinh vật. Khi nồng độ các chất cao đã hạn chế sự khuếch tán oxi không khí vào trong nớc do vậy quá trình phân huỷ diễn ra trong điều kiện yếm khí sẽ tạo ra nhiều loại khí gây ra mùi rất khó chịu, ảnh hởng rất nhiều đến sinh hoạt của ngời dân. Quá trình phân huỷ chất dinh d- ỡng có trong nớc ngâm tre, nứa sẽ có sự tham gia của các nhóm vi sinh vật sau: vi sinh vật phân huỷ lignin, phân huỷ pectin, phân huỷ protein, phân huỷ tinh bột 1.3. Các loại vi sinh vật phân huỷ các hợp chất hữu cơ 1.3.1. Vi sinh vật phân huỷ lignin Các vi sinh vật khác nhau phân huỷ lignin với mức độ khác nhau. Trong số các vi sinh vật, nấm làm mục gỗ phân huỷ lignin mạnh nhất, đặc biệt là nấm mùn trắng. Nấm mùn trắng chủ yếu phá huỷ gỗ lá rộng, song một phần gỗ lá kim cũng bị tấn công. Đa số nấm mùn trắng phá huỷ gỗ bằng cách đồng thời tấn công lên các cấu tử của gỗ nh : lignin, hemixenluloza, xenluloza nhng cũng có những loài đặc hiệu phân huỷ lignin. Nhiều loài vi khuẩn gram âm thuộc giống Pseudomonas, Xanthomontas, Acinetobacter, Achromobacter, Agrobacterium, Aerobacter và Erwinia có khả năng phân huỷ lignin. Song phần lớn hiểu biết hiện nay đều dựa trên các công trình nghiên cứu về các giống Xanthomonas và Pseudomonas. Hình nh lignin cao phân tử chỉ phân huỷ khi khối lợng phân tử nhỏ hơn 1000 Da. Bảng 1.2. Nấm mùn nâu, nấm mùn mềm và vi khuẩn phân huỷ lignin Nấm mùn nâu Fomitopsis pinicola Gleophyllum trabeum Poria placenta Lentinus lepideus Pholiota adiposa Spongiporus sinuosus Tyromyces palustris Xạ khuẩn Arthrobacter sp. Microbispora sp. Nocardia sp. Streptomyces badius Streptomyces cyaneus Streptomyces setonii Streptomyces viridosporus Thermomonospora mesophile Nấm mùn mềm Chaetomium globosum Vi khuẩn khác Acinetobacter sp. Daldinia concentrica Lecythophora hoffmannii Petrillidium boydii Pialophora mutabillis Xanthomonas sp. Pseudomonas sp. Achromobacter sp. Aerobacter sp. Erwinia sp. Các vi khuẩn phân huỷ lignin ít đợc chú ý hơn so với nấm. Đa số công trình nghiên cứu liên quan tới các loài thuộc giống Pseudomonas và xạ khuẩn. 1. 3. 2. Vi sinh vật phân giải xenluloza [7] Trong thiên nhiên có nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng phân huỷ xenluloza nhờ hệ enzym xenluloza ngoại bào. Trong đó vi nấm là nhóm có khả năng phân giải mạnh vì nó tiết ra môi trờng một lợng lớn enzym có đầy đủ các thành phần. Nấm mốc có hoạt tính phân giải xenluloza, đáng chú ý là Tricoderma. Ngoài nhóm vi nấm ra thì còn có rất nhiều giống khác có khả năng phân giải xenluloza nh: Aspergillus, Fusarium, MucorNhóm vi khuẩn hiếu khí bao gồm Clostridium và là nhóm vi khuẩn trong dạ cỏ của động vật nhai lại. Chính nhờ nhóm vi khuẩn này mà trâu bò có thể xenluloza trong rơm rạ làm thức ăn. Đó là những cầu khuẩn thuộc chi Riminococcus có khả năng phân huỷ xenluloza thành đờng và các axit hữu cơ. 1. 3. 3. Vi sinh vật phân giải protein Dới tác dụng của các vi sinh vật hoại sinh, protein đợc phân giải thành các axit amin. Các axit amin này lại đợc một số nhóm vi sinh vật phân giải thành NH3 hoặc NH4+ gọi là nhóm vi khuẩn amin hoá. Quá trình này gọi là sự khoáng hóa chất hữu cơ vì qua đó, nitơ hữu cơ đợc chuyển thành dạng nitơ khoáng. Dạng NH4+ sẽ đợc chuyển hoá thành dạng NO3- nhờ nhóm vi khuẩn nitorat hoá. Nhóm vi khuẩn nitorat hoá bao gồm bốn chi khác nhau: Nitrosomonas, Nitrozocystic, Nitrozolobus và Nitrosospira, chúng đều thuộc loại dị dỡng bắt buộc. 1. 3. 4. Vi sinh vật phân giải tinh bột Có nhiều loại vi khuẩn có khả năng phân huỷ tinh bột. Một số vi sinh vật có khả năng tiết ra các loại enzym trong hệ enzym amylaza. Ví dụ nh một số vi nấm bao gồm một số loại trong các chi Aspergillus, FusariumXạ khuẩn cũng có một số chỉ có khả năng phân huỷ tinh bột. Đa số các vi sinh vật đều không có khả năng tiết ra một hoặc vài men trong hệ đó, chúng chỉ có khả năng tiết ra môi trờng. [...]... phơng pháp xử lý sinh học với các phơng pháp xử lý cơ - lý hoá Nh vậy, từ thực tế cho ta thấy nớc ngâm tre, nứa chứa hàm lợng chất hữu cơ có khả năng đợc phân huỷ nhờ hệ vi sinh vật có trong nớc là rất cao Cho nên để xử lý nớc thải do ngâm tre, nứa sử dụng phơng pháp xử lý sinh học là thích hợp nhất 2 3 1 Phơng pháp cơ - lý hoá học Có năm phơng pháp cơ - lý- hoá học thờng đợc dùng trong xử lý nớc thải. .. Các giải pháp công nghệ xử lý nớc thải [1] Có nhiều biện pháp xử lý nớc thải: xử lý hoá học, xử lý cơ - lý hóa, và kết hợp các biện pháp sinh học và cơ - lý - hoá Biện pháp sau cùng có nhiều u việt và hiệu quả khá cao, nớc có thể tái sử dụng cho các mục đích khác nhau, kể cả nứơc sinh hoạt, và trong thực tế thì các quy trình công nghệ xử lý đều kết hợp các biện pháp với nhau, kể cả việc xử lý trong... trọng Do vậy việc xử lý nớc trong các ao ngâm trở lên cấp thiết, biện pháp xử lý đợc chọn là lọc sinh học trên cơ sở việc tuyển chọn các chủng vi sinh vật có hoạt tính sinh học cao tại chỗ, cố định lên các chất mang và cho nớc ngâm tre, nứa chay qua các bể lọc Đây là cơ sở của phơng pháp mà không có ảnh hởng đến chất lợng tre, nứa sau khi ngâm 3.2 Tuyển chọn vi sinh vật có hoạt tính sinh học cao Tiến hành... nớc thải Nếu tiếp tục tiến hành quá trình oxy hoá không đủ chất dinh dỡng, quá trình chuyển hoá các chất của tế bào bắt đầu xảy ra bằng oxy hoá chất liệu tế bào (tự oxy hoá): 2.5 Các phơng pháp xử lý nớc ngâm tre nứa Do nớc ngâm tre, nứa có hàm lợng chất hữu cơ cao, dễ phân huỷ việc xử lý bằng các biện pháp sinh học sẽ đem lại hiệu cao, không gây tác hại dến môi trờng và chất lợng tre, nứa sau khi ngâm. .. tích của xí nghiệp; - Hệ thống lọc sinh học linh động trong việc xử lý mùi hôi, các hợp chất hữu cơ bay hơi và các chất độc hại Hiệu suất xử lý hơn 90% đối với các khí thải có nồng độ các chất ô nhiễm < 1000 ppm; - Nhiều loại nguyên liệu lọc, vi sinh vật và điều kiện vận hành khác nhau có thể áp dụng để đáp ứng nhu cầu xử lý Khuyết điểm - Hệ thống lọc sinh học không thể xử lý đựơc các chất ô nhiễm có... phát triển, chúng nhận các chất dinh dỡng để xây dựng tế bào, sinh trởng và sinh sản nên sinh khối của chúng đợc tăng lên Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá [6],[8] Nớc thải có thể xử lý bằng phơng pháp sinh học sẽ đợc đặc trng bởi chỉ tiêu COD hoăc BOD Để có thể xử lý bằng phơng pháp này, nớc thải cần không chứa các chất độc và tạp chất, các muối kim... các chất đóng vai trò chính trong qúa trình xử lý nớc thải Các hợp chất hoá học trải qua nhiều phản ứng chuyển hoá khác nhau trong nguyên sinh chất của tế bào 2.4.2 Phân loại phơng pháp sinh học Có thể phân loại các phơng pháp sinh học dựa trên các cơ sở khác nhau, có thể chia thành 2 loại chính: - Phơng pháp hiếu khí là phơng pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí để đảm bảo hoạt động sống... xử lý nớc thải, khí thải bằng phơng pháp lọc sinh học Các vật liệu hay dùng là đá, sỏi, nhựa, Với mỗi loại vật liệu thì lại thích hợp cho từng loại nớc thải hay khí thải Đó cũng là một trong những nhân tố quyết định tới lại hiệu suất xử lý Chính vì vậy mà khâu lựa chọn vật liệu lọc là rất quan trọng trong quá trình xử lý Vật liệu lọc để xử lý nớc ngâm tre, nứa trong khoá luận này đợc lựa chọn là sỏi... - Thuộc loại gốm nhẹ, rất sạch với môi trờng sinh thái 2 Nguyên tắc hoạt động Bể lọc sinh học là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi sinh vật sinh trởng cố định trên lớp màng bám trên lớp vật liệu lọc (môi trờng lọc) Th- ờng nớc thải đi từ trên xuống qua lớp vật liệu lọc bằng đá hoặc các vật liệu khác, vì vậy ngời ta con gọi hệ thống này là bể lọc nhỏ giọt (trickling filter) Tuy nhiên, gọi... tái sinh tách riêng và loại không có tái sinh tách riêng; - Theo tải lợng bùn ngời ta chia thành: loại tải cao trọng, tải trọng trung bình và tải trọng thấp; - Theo số bậc ta có: một bậc, hai bậc, nhiều bậc; - Theo chiều dẫn nớc thải vào ta có xuôi chiều và ngợc chiều 2.5.2 Lọc sinh học 1 Vật liệu lọc Hiện nay, ngời ta sử dụng khá nhiều vật liệu lọc khác nhau để xử lý nớc thải, khí thải bằng phơng pháp . để xử lý nớc thải do ngâm tre, nứa sử dụng phơng pháp xử lý sinh học là thích hợp nhất. 2. 3. 1. Phơng pháp cơ - lý hoá học Có năm phơng pháp cơ - lý- hoá học thờng đợc dùng trong xử lý nớc thải là: -. 2. 3. Các giải pháp công nghệ xử lý nớc thải [1] Có nhiều biện pháp xử lý nớc thải: xử lý hoá học, xử lý cơ - lý hóa, và kết hợp các biện pháp sinh học và cơ - lý - hoá. Biện pháp sau cùng có. nhiễm nớc do ngâm tre nứa tại Xã Yên Tiến, Huyện ý Yên, Tỉnh Nam Định chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu xử lý nớc thải ngâm tre, nứa bằng phơng pháp lọc sinh học với một số