TIỂU LUẬN SỬ DỤNG NHÓM VI KHUẨN CÓ ÍCH ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÒ GIẾT MỔ GIA SÚC

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ KHOA HOÁ HỌC  - TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG NHĨM VI KHUẨN CĨ ÍCH ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÒ GIẾT MỔ GIA SÚC Giáo viên hướng dẫn: TS Võ Văn Tân Học viên: Phan Thị Thủy Tiên Lớp : Hóa Vơ Cơ Huế, 2016 MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài: Có thể nói, chưa tài nguyên nước lại trở nên quý lúc này, mà sông ao hồ giới suy thoái cạn kiệt dần Nguồn tài nguyên nước bị ô nhiễm nghiêm trọng Vấn đề trở nên gay gắt nghiêm trọng nguồn nước thải bị nhiễm nặng nề Trước tình hình yêu cầu cấp bách phải đặt cần có giải pháp cơng nghệ vừa tốt, vừa có tính khoa học lại có tính kinh tế nhằm xử lý nước thải sinh hoạt Trên sở chúng tơi thực đề tài nghiên cứu: “Sử dụng nhóm vi khuẩn có ích để xử lý nước thải lị giết mổ gia súc” Mục tiêu: Tìm hiểu vai trị vi khuẩn có ích để xử lý nước thải lị mổ Ý nghĩa thực tiễn: - Cho thấy có mặt vi khuẩn có ích số quy trình xử lý nước thải lị mổ - Hạn chế nhiễm mơi trường nước thải lị mổ gây NỘI DUNG Tổng quan ngành giết mổ: Theo thống kê từ Sở Công Thương, ngày toàn thành phố (TP) tiêu thụ 450 thịt gia súc, gia cầm, với nguồn cung ứng từ 17 điểm giết mổ thủ công tập trung, sở giết mổ công nghiệp (CN) khoảng 3.725 lị mổ hộ gia đình Tuy nhiên, vấn đề đáng bàn sản phẩm từ sở giết mổ thủ công tập trung hộ gia đình thường hình thành tự phát, khơng theo quy định không đạt tiêu chuẩn vệ sinh, cung cấp 80% nhu cầu tiêu thụ thịt gia súc, gia cầm cho tồn TP Các cơng đoạn thường tiến hành đất, bê tông không đảm bảo vệ sinh, người dân thiếu ý thức vệ sinh giết mổ Hình 1.1: Giết mổ gia súc sàn, nhà Hơn 300 hộ dân bị ả nh hưở ng trự c tiế p hà ng trăm hộ dân c bị ả nh hưở ng giá n tiế p ô nhiễ m mơi trườ ng từ lị giế t mổ gia sú c tậ p trung bắ c sông Hương (thuộ c đị a bà n P Hương Sơ, TP Huế , TT-Huế ) Đây lò mổ cung cấ p nguồ n thị t gia sú c cho hầ u hế t nhu cầ u đị a bà n TP Huế mộ t số đị a phương lân cậ n Bỏ chợ r̀ i Lị giế t mổ gia sú c tậ p trung bắ c sông Hương sở củ a Cty Cổ phầ n nông ngư sú c sả n Huế , hoạ t độ ng gầ n 10 năm nay, , khu vự c giế t mổ gia sú c (trâu, bị lợ n) vớ i diệ n tí ch 10.000m Ông Nguyễ n Văn Tà i, Chủ tị ch UBND P Hương Sơ khẳ ng đị nh, lò giế t mổ nà y gầ n khu dân cư nên gây tì nh trạ ng nhiễ m môi trườ ng nghiêm trọ ng, ả nh hưở ng trự c tiế p đế n 300 hộ dân cư Do sở nà y xả thả i trự c tiế p môi trườ ng nên phá t sinh nhiề u ruồ i nhặ ng, tá c độ ng xấ u đế n vệ sinh môi trườ ng kể việ c m ăn củ a ngườ i dân Đơn cử việ c buôn bá n tạ i chợ Hương Sơ bị ả nh hưở ng nghiêm trọ ng ruồ i nhiề u, mộ t số tiể u thương bá n hà ng ăn cho biế t: ruồ i t tấ n công nên nhiề u ch không dá m mua hà ng nên đà nh nghỉ bá n Chị Hạ nh, mộ t tiể u thương củ a chợ Hương Sơ chỉ o nhữ ng lơ cị n trố ng, i: “Ngườ i dân đế n chợ nà y mua hà ng, thấ y ruồ i cũ ng khiế p Tâm lý mì nh bá n bn đây, thấ y ruồ i cũ ng n, i chi đế n ngườ i mua” Phườ ng nhiề u lầ n vậ n độ ng mộ t số ngườ i dân chợ mở hà ng n ruồ i nhiề u nên họ không dá m bá n buôn Đượ c biế t, số 199 lô, ki-ố t chợ Hương Sơ, hiệ n chỉ có 70 lơ bà y bá n hà ng, số cò n lạ i bỏ hoang Ông Nguyễ n Văn Tà i, bứ c xú c: Lị mổ khơng chỉ ả nh hưở ng đế n việ c mua bá n củ a chợ mà cò n ả nh hưở ng đế n việ c họ c tậ p củ a cá c chá u Trườ ng Mầ m non Hương Sơ “Dù trườ ng họ c đã ng kí n cử a ruồ i vẫ n bay o bế p, lớ p họ c, ả nh hưở ng không nhỏ đế n việ c họ c tậ p vệ sinh mơi trườ ng củ a cá c chá u” Ơng Tà i cho rằ ng, tì nh trạ ng nhiễ m củ a sở giế t mổ gia sú c gây đã m xá o trộ n đờ i số ng sinh hoạ t củ a ngườ i dân P Hương Sơ Hình 1.2: R̀ i phá t sinh từ lò mổ gia sú c “tấ n công” chợ Hương Sơ sở giế t mổ gia sú c tậ p trung bắ c sông Hương Chấ p nhậ n đề n bù để xả thả i trự c tiế p Nhiề u hộ dân P Hương Sơ từ ng gử i đơn đế n Phị ng Cả nh sá t mơi trườ ng- CA tỉ nh TT-Huế phả n nh việ c sở nà y xả thả i trự c tiế p môi trườ ng dẫ n đế n lú a chế t hà ng loạ t Qua kiể m tra, Phị ng nh sá t mơi trườ ng xá c đị nh, mặ c dù nướ c thả i trì nh giế t mổ đã đượ c qua hầ m lắ ng rồ i dẫ n qua hồ sinh họ c để thẩ m thấ u tự nhiên môi trườ ng xung quanh mỗ i hồ a chỉ có diệ n tí ch khoả ng 100m nên khơng đả m bả o hậ u đã gây chế t lú a giả m suấ t lú a Về vấ n đề nà y, UBND P Hương Sơ đã m việ c vớ i ông Hồ Xuân Cườ ng, Giá m đố c Cty Cổ phầ n nông ngư sú c sả n ông thừ a nhậ n sở đã gây ô nhiễ m Mỗ i ngà y, sở nà y giế t mổ khoả ng 200- 290 gia sú c Nhữ ng năm gầ n đây, Cty nà y chấ p nhậ n bồ i thườ ng khoả ng 30 triệ u đồ ng/năm cho cá c hộ dân có diệ n tí ch lú a bỏ hoang ả nh hưở ng trự c tiế p từ xả thả i Ông Bù i Văn Quy, cá n phụ trá ch đô thị môi trườ ng UBND P Hương Sơ cho biế t, Phò ng Cả nh sá t môi trườ ng đã từ ng yêu cầ u sở giế t mổ khắ c phụ c tì nh trạ ng xả thả i mơi trườ ng bằ ng cá ch xây dự ng, i tạ o hệ thố ng xử lý chấ t thả i rắ n, nướ c thả i đú ng quy đị nh Tuy nhiên, sau đoà n kiể m tra xong lị mổ nà y lạ i ngang nhiên vi phạ m mơi trườ ng Chí nh quyề n P Hương Sơ cũ ng đã nhiề u lầ n m việ c vớ i lò mổ phá t hiệ n, nướ c thả i củ a lò mổ thả i trự c tiế p môi trườ ng Sau nhiề u lầ n nhắ c nhở vẫ n tiế p tụ c vi phạ m, CSMT CA TT-Huế đã quyế t đị nh xử phạ t hà nh chí nh sở giế t mổ nà y 20 triệ u đồ ng Không chỉ gây ô nhiễ m môi trườ ng nghiêm trọ ng, từ lò mổ nà y đượ c xây dự ng đị a bà n phườ ng, cá c chủ gia sú c thườ ng xuyên thả rông trâu bò khu vự c m ả nh hưở ng đế n giao thông công cộ ng, ả nh hưở ng mỹ quan đô thị phá hoạ i trồ ng củ a nông dân 1.1 Nguồn gốc, tính chất thành phần nước thải ngành giết mổ gia súc: 1.1.1 Nguồn gốc ô nhiễm ngành giết mổ gia súc:  Nước thải: - Nước thải từ trình giết mổ làm gia súc - Nước vệ sinh thiết bị sở từ chuồng trại - Nước sinh hoạt cho cơng nhân sở  Khơng khí: Vấn đề nảy sinh chủ yếu mùi khó chịu từ chuồng gia súc (phân, nước tiểu, lông,… ) khâu quản lý thực phẩm đông  lạnh Tiếng ồn: Chủ yếu gây máy móc, thiết bị, vận chuyển gia súc bị nhốt 1.1.2 Tính chất nước thải ngành giết mổ gia súc: Huyết thu lại sử dụng sản phẩm phụ, thành phần khác phân, nước tiểu, lông, nước mơ…sẽ đưa vào nước thải Vì vậy, nước thải chế biến thịt chứa chất béo, màng nhầy, dầu mỡ, lông, máu, bụi bẩn với tải lượng ô nhiễm cao Nước thải sở giết mổ có nồng độ chất rắn cao, BOD vá COD cao luôn chứa lượng lớn chất hữu bao gồm hợp chất cacbon, nito, photpho Các hợp chất hữu làm tăng độ phì cùa nước đồng thời dễ phân hủy vi sinh vật, gây mùi hôi thối làm ô nhiễm nguồn nước Nước thải công nghệ chế biến thịt gần giống nước thải sinh hoạt có độ nhiễm cao nhiều chúng có nồng độ dầu mỡ, axit béo cao Nước thải giết mổ chứa chất dinh dưỡng Protein Loại phân thải ngày tùy thuộc vào giống, loài gia súc, độ tuổi, phần thức ăn trọng lượng gia súc Bảng 1.1: Lượng phân nước tiểu thải hàng ngày gia súc Loại gia súc Lượng phân Trâu –bò trưởng thành Heo (kg/ngày) 10-15 2-3 nước tiểu 1.1.3 Thành phần nước thải ngành giết mổ gia súc: Gần giống nước thải sinh hoạt có nồng độ ô nhiễm cao nhiều chúng có nồng độ dầu mỡ, acid béo cao Nước thải chứa nhiều protein Khi diamin hóa tạo lượng NH nên cần nitrat hóa Ngồi ra, nước thải cịn có chứa chất tẩy rửa, lơng… Do dễ phân hủy sinh học nên nước thải từ hoạt động giết mổ dễ gây nhiễm nguồn nước, có mùi chứa vi khuẩn gây bệnh Nước thải cịn có nồng độ chất dinh dưỡng N, P cao nên dễ gây phú dưỡng hóa nguồn nước Bảng 1.2: Thành phần tính chất loại nước thải giết mổ ST Thông số Đơn vị Giá trị T pH BOD5 COD Độ dẫn điện Clorit Chất béo Axit hữu H2S mg/L mg/L m3/cm mg/L mg/L mg/L mg/L 5,3-8,9 1500-7400 2400-9600 2,8-6,1 1,1-390 115-300 61-350 0-20 Nito amon mg/L 230-1120 10 Photpho tổng mg/L 16-53 11 Độ cúng mg/L 35,6-125 12 Độ kiềm mg/L 30-70 1.2 Các tác nhân gây bệnh nước thải từ các lò mổ: Các vi sinh vật gây bệnh thường khơng sống lâu nước thải khơng phải mơi trường thích hợp tồn thời gian tùy thuộc vào loại vi khuẩn Trong thời gian gặp điều kiện thuận lợi chúng tiếp xúc với người, gia sức gây bệnh truyền nhiễm Cụ thể : o Salmonella dysenteria vi khuẩn gây bệnh thương hàn o Shigella gây bệnh kiết lị o Leptospỉa: Xoắn khuẩn gây nêm chứng sưng gan, sưng thận tê liệt thần kinh trung ương o Vibrio cholera vi khuẩn tả Ứng dụng vi khuẩn có ích để xử lý bước thải lò giết mổ: Hình 2.1.1: Vi sinh vật tham gia xử lý nước thải Stt Vi khuẩn Chức Phân hủy hiđratcacbon, protein, chất hữu cơ,…và Pseudomonas khử nitrat Arthrobacter Phân hủy hiđratcacbon Bacillus Phân hủy hiđratcacbon, protein Cytophaga Phân hủy polime Zooglea Tạo thành chất nhầy (polisaccarit), chất keo tụ Acinetobacter Tích lũy poliphosphat, khử nitrat Nitrosomonas Nitrit hố 8 Nitrobacter Nitrat hóa Sphaerotilus Sinh nhiều tiêm mao, phân huỷ chất hữu 10 Alkaligenes Phân hủy protein, khử nitrát 11 Flavobacterium Phân hủy protein 12 Nitrococus denitrificans Khử nitrat (thành N2) 13 Thiobaccillus denitrificans 14 Acinetobacter Khử nitrat (thành N2) 15 Hyphomicrobium 16 Desulfovibrio Khử sunfat, khử nitrat 2.1 Phương pháp xử lý chất thải:  Phương pháp xử lý sinh học kị khí  Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí  Màng sinh học  Ý nghĩa: Trong nhiều biện pháp xử lý nhiễm biện pháp sinh học đặc biệt quan tâm sử dụng So với biện pháp vật lý hay hóa học, biện pháp sinh học chiếm vai trị quan trọng qui mơ giá thành đầu tư Đặc biệt xử lý sinh học không gây tái ô nhiễm môi trường nhược điểm mà biện pháp hóa học hay mắc phải Việc đưa giải pháp thu gom nước thải trạm xử lý tập trung khó khăn, kinh phí đầu tư cho xây dựng lớn, nữa vận hành hệ thống phức tạp tốn Giải pháp xử lý nước thải phân tán cho cụm gây ô nhiễm với công nghệ có chi phí đầu tư thấp, vận hành đơn giản thân thiện với môi trường giải pháp thích hợp, khả thi điều kiện kinh tế nước ta Vì vậy:  Cơng nghệ DEWATS – Một giải pháp bền vững Tổ chức Bremen Overseas Reasearch and Development Association (viết tắt BORDA) - Hiệp hội Nghiên cứu phát triển Bremen tổ chức phi phủ, phi lợi nhuận – Cơng hoà Liên bang Đức Trong 30 năm hoạt động, dự án nghiên cứu BORDA nhằm bảo đảm cho người tiếp cận với những nguồn tài nguyên thiết yếu cho sống môi trường Từ năm 1977, BORDA bắt đầu tham gia vào lĩnh vực chuyển giao công nghệ biogas từ Ấn Độ sang Ethiopia, Indonesia, Trung Quốc Năm 1993 chuyển trọng tâm sang xử lý nước thải phân tán thông qua tiếp cận công nghệ gọi Hệ thống xử lý nước thải phân tán DEWATS (DEcentralized WAsterwater Treament System) Công nghệ DEWATS đã BORDA phổ biến rộng rãi giải pháp hữu hiệu cho xử lý nước thải phân tán từ cụm dân cư, bệnh viện, khách sạn, trang trại, lò giết mổ gia súc, gia cầm cho doanh nghiệp vừa nhỏ nước phát triển DEWATS, hệ thống xử lý nước thải phân tán, giải pháp cho xử lý nước thải hữu với quy mô 1000m3/ngày đêm Ưu điểm hiệu xử lý cao - Hoạt động tin cậy, lâu dài -Thích ứng với dao động lưu lượng -Không cần tiêu thụ điện khu vực xử lý có độ dốc thích hợp -Cơng nghệ xử lý thân thiện với môi trường, xử lý nước thải nhờ vi sinh vật có nước thải nhờ q trình tự nhiên mà khơng sử dụng đến hoá chất - Đặc biệt yêu cầu vận hành bảo dưỡng đơn giản chi phí thấp Đây quy trình cơng nghệ cao, chi phí thấp mà đảm bảo chất lượng nước thải đầu đạt tiêu chuẩn DEWATS đã có mặt nhiều nước giới Ấn Độ, Indonesia, Ethiopia, Trung Quốc từ những năm 1977 Mặc dù vậy, phải đến gần đây, hệ thống ưu việt áp dụng Việt Nam Mơ tả cơng nghệ: Hình 2.1.2: Các bước xử lý nước thải DEWATS Hệ thống DEWATS gồm có bốn bước xử lý với cơng trình đặc trưng - Xử lý sơ bậc một: Quá trình lắng loại bỏ cặn lơ lửng có khả lắng được, giảm tải cho cơng trình xử lý phía sau - Xử lý bậc hai: Quá trình xử lý nhờ vi sinh vật kị khí để loại bỏ chất rắn lơ lửng hoà tan nước thải Giai đoạn có hai cơng nghệ áp dụng bể phản ứng kị khí Baffle Reactor (BF) có vách ngăn bể lắng kị khí Anarobic Filter (AF) Bể phản ứng kị khí với vách ngăn giúp cho nước thải chuyển động lên xuống Dưới đáy ngăn, bùn hoạt tính giữ lại trì, dịng nước thải vào liên tục tiếp xúc đảo trộn với lớp bùn hoạt tính có mật độ vi sinh vật kị khí cao, nhờ mà q trình phân huỷ hợp chất hữu nước thải diễn mạnh mẽ giúp làm nước thải hiệu bể tự hoại thông thường Bể lọc kị khí với vật liệu lọc có vai trị giá đỡ cho vi sinh vật phát triển, tạo thành màng vi sinh vật Các chất ô nhiễm hoà tan nước thải xử lý hiệu qua lỗ rỗng vât liệu lọc tiếp xúc với màng vi sinh vật Tồn phần kị khí nằm đất, khơng gian phía sử dụng làm sân chơi, bãi để xe Điều thích hợp với khu vực thiếu diện tích xây dựng - Xử lý bậc ba: Q trình xử lý hiếu khí Cơng nghệ áp dụng chủ yếu bước bãi lọc ngầm trồng dịng chảy ngang Ngồi q trình lắng lọc tiếp tục xảy bãi lọc hệ thực vật trồng bãi lọc góp phần đáng kể xử lý nước thải nhờ khả cung cấp ôxy qua rễ xuống bãi lọc tạo điều kiện hiếu khí cho vi sinh vật lớp bãi lọc Bộ rễ thực vật mơi trường sống thích hợp cho vi sinh vật có khả tiêu thụ chất dinh dưỡng có nước thải, tăng hiệu xử lý bãi lọc Ngoài thực vật bãi lọc hấp thụ chất dinh dưỡng Nitơ Photpho Nước sau bãi lọc trồng thường khơng cịn mùi thối đầu cơng trình xử lý kị khí Sau thời gian vận hành hệ thực vật bãi lọc tạo nên khn viên đẹp cho tồn hệ thống xử lý - Khử trùng: hồ chỉ thị với chiều sâu lớp nước nông thiết kế để loại bỏ vi khuẩn gây bệnh nhờ xạ mặt trời xuyên qua lớp nước hồ Tuy nhiên, nước thải có lượng vi sinh vật gây bệnh cao việc sử dụng hoá chất khử trùng điều cần thiết Hiệu xử lý: Hiệu xử lý DEWATS đạt tiêu chuẩn cho phép loại A nước thải công nghiệp – TCVN 5945-2005.Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm mà hệ thống DEWATS mang lại, hệ thống xử lý nước thải tồn số nhước điểm sau: - Thiết kế xây dựng cơng trình xử lý DEWATS phải phù hợp với điều kiện địa phương khu đất để xây hệ thống phải có chất lượng tốt, khơng bị sụt lún - Tốn nhiều diện tích cho xây dựng - Chỉ áp dụng để xử lý nước thải hữu cơ, không xử lý nước thải vô nước thải chế biến kim loại, nước thải có chứa hóa chất,… Vận hành bảo dưỡng: vệ sinh vớt tảo hồ chỉ thị hàng tháng theo định kỳ, cắt tỉa thực vật bể lọc chúng sinh trưởng phát triển dày đặc, định kỳ hút bùn cho bể kị khí( chỉ hút bùn sau hệ thống đã hoạt động năm) 2.2 Phương pháp xử lý bùn than hoạt tính dạng hạt: Cơng nghệ vi sinh UNITED – TECH(UTI), Hoa kỳ Những đặc tính - Phân hủy sinh học yếm khí gồm chuỗi trình vi sinh học chuyển hố hợp chất hữu thành khí methan Q trình tạo khí methan tượng thông thường số môi trường tự nhiên khác nhau, băng sơn, lớp trầm tích, đầm lầy, dày lồi ăn cỏ hay giếng dầu Q trình hình thành khí methan vi sinh tự nhiên phát từ kỷ trước Các thể vi sinh liên quan đến q trình hiếu khí, yếm khí hầu hết từ vi khuẩn - Phân hủy yếm khí đã sử dụng từ lâu ổn định chất bùn thải Tuy nhiên những năm gần đây, dùng để xử lý nước thải Điều đã trở thành hiểu biết đầy đủ trình vi sinh học thông qua cải tiến thiết kế bồn phản ứng - Ưu điểm các quy trình yếm khí được trình bày đây: + Q trình phân hủy yếm khí dùng CO2 có sẵn tác nhân nhận điện tử làm nguồn ôxy Q trình khơng địi hỏi ơxy việc cung cấp ơxy làm tăng đáng kể chi phí xử lý nước thải + Quá trình phân hủy yếm khí tạo lượng bùn thấp (từ đến 20 lần so với q trình hiếu khí), lượng vi khuẩn yếm khí tạo tương đối thấp Hầu hết lượng rút từ phân hủy chất từ sản phẩm cuối CH4 Đối với việc tạo tế bào 50% cácbon hữu chuyển thành sinh khối điều kiện yếm khí + Tạo loại khí có ích methan, chứa 90% lượng, dùng để đốt chỗ cho lò phân hủy chất thải, hay dùng để sản xuất điện Khoảng -5% bị thải bỏ hình thức nhiệt Việc tạo methan góp phần làm giảm BOD (nhu cầu oxygen sinh hóa) bùn đã bị phân hủy + Năng lượng cần cho xử lý nước thải giảm + Sự phân hủy yếm khí thích hợp cho chất thải có độ nhiễm cao - Một số điểm bất lợi quá trình phân hủy yếm khí bao gờm: + Q trình xảy chậm q trình hiếu khí + Rất nhạy với chất độc + Đòi hỏi thời gian dài để khởi đầu qúa trình Vì coi phân hủy sinh học hợp chất qua trình đồng trao đổi chất, q trình phân hủy yếm khí địi hỏi nồng độ chất ban đầu cao Mô tả quá trình Bồn phân hủy yếm khí những bồn lên men lớn có gắn thiết bị như: máy trộn khí, thiết bị cung cấp nhiệt, hệ thống thu khí, vịi để tháo cung cấp bùn, đầu ống mặt Sự phân hủy lắng bùn xảy đồng thời bồn Bùn phân tầng tạo thành những lớp sau từ đáy đỉnh bồn: bùn đã phân hủy, bùn phân hủy hoạt tính, lớp bùn mặt, váng khí Cơng suất hoạt động bồn đạt đến mức cao bùn khuấy cấp nhiệt liên tục Xử lý vi sinh Các nhóm vi sinh, hầu hết vi khuẩn, tham gia vào việc chuyển hoá hợp chất hữu cao phân tử phức hợp thành khí metan Thêm vào tương tác đồng giữa nhóm vi khuẩn liên quan đến q trình phân hủy yếm khí chất thải Có bốn nhóm vi khuẩn liên quan đến việc chuyển hóa chất phức hợp thành những phân tử đơn giản metan diơxít cacbon Những nhóm vi khuẩn hoạt động mối quan hệ đồng bộ, nhóm phải thực việc trao đổi chất trước chuyển phần việc cịn lại cho nhóm khác v.v  Nhóm 1: Vi khuẩn thủy phân Các nhóm vi khuẩn yếm khí cắt vỡ hợp chất hữu phức hợp (protein mỡ) thành đơn phân tử dễ hồ tan như: axit amin, glucơ, axít béo glycerin Các đơn phân tử sẵn sàng làm thức ăn cho nhóm vi khuẩn Sự thủy phân phân tử phức hợp xúc tác enzym xenlulô phụ trội như: cellulases, proteases, lipases  Nhóm 2: Vi khuẩn tạo axit gây lên men Nhóm vi khuẩn tạo axít (Acidogenic) chuyển đường, axit amin, axit béo thành những axit hữu (như axit acetic, propionic, formic, lactic, butyric, succinic), rượu ketone (như ethanol, methanol, glycerol, acetone), acetate, CO2, H2 Acetate sản phẩm q trình lên men cácbon hydrát Các sản phẩm tạo thay đổi tùy theo loại vi khuẩn điều kiện nuôi cấy (nhiệt độ, độ pH, khả oxy hóa khử oxy)  Nhóm 3: Vi khuẩn tạo Aceton Vi khuẩn tạo aceton chuyển axit béo (như: axit propionic butyric) rượu thành acetate, hyđro, CO 2, những chất sử dụng nhóm vi khuẩn tạo metan Nhóm địi hỏi nồng độ hydro thấp để chuyển hố axit béo cần phải theo dõi sát nồng độ hyđro Dưới điều kiện nồng độ hyđro cục cao, tạo thành acetate giảm chất chuyển thành axít propionic, butyric ethanol thay metan  Nhóm 4: Vi khuẩn tạo khí metan Sự phân hủy chất hữu mơi trường thải vào khí khoảng từ 500 đến 800 triệu mêtan năm số lượng tương ứng 0,5% chất hữu tạo từ quang hợp Trong tự nhiên vi khuẩn tạo mêtan khó tính thường có lớp bùn trầm tích dày lồi ăn cỏ Nhóm tạo thành vi khuẩn gram âm gram dương với hình dạng khác Các vi sinh tạo metan sinh trưởng chậm nước thải, chu kỳ sinh từ ngày 35 oC 50 ngày 100C Khoảng 2/3 metan tạo từ chuyển hoá acetate nhóm vi khuẩn 1/3 cịn lại giảm CO2 tạo hyđro Các yếu tố kiểm soát quá trình phân hủy yếm khí Q trình phân hủy yếm khí ảnh hưởng nhiệt độ, thời gian lưu, độ pH, thành phần hoá chất nước thải, cạnh tranh giữa nhóm vi khuẩn tạo mêtan nhóm giảm sulfate diện chất độc  Nhiệt độ Sự tạo thành mêtan ghi nhân nhiều nhiệt độ khác Trong qui trình xử lý nước thải, trình phân hủy yếm khí diễn phạm vi nhiệt độ ôn hoà từ 25 đến C, nhiệt độ tối ưu vào khoảng 35oC, trường hợp cho làm cho công suất hoạt động cao dẫn đến tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh Một hạn chế nhạy với chất độc Bởi sinh trưởng chậm so với nhóm vi khuẩn tạo axít, nhóm tạo mêtan nhạy những thay đổi nhỏ nhiệt độ dẫn đến làm giảm tỷ lệ sinh trưởng riêng tối đa đồng thời làm tăng hệ số bán bão hoà Như nên thiết kế bồn phân hủy nhiệt độ ơn hồ từ 30 đến 350C để hoạt động cách tối ưu  Thời gian lưu Thời gian lưu nước thải tùy thuộc vào tính chất điều kiện mơi trường nó, phải đủ lâu để vi khuẩn yếm khí thực việc trao đổi chất bồn phân hủy Bồn phân hủy dựa sản phẩm UTI có thời gian lưu ngắn (1 đến 10 ngày), thời gian lưu bồn phân hủy nhiệt độ thường nhiệt độ cao từ 25 đến 35 ngày thấp  Độ pH Hầu hết vi khuẩn tạo mêtan hoạt động phạm vi pH từ 6,7 đến 7,4, tối ưu từ 7,0 đến 7,2, phân hủy thất bại pH gần mức 6,0 Vi khuẩn tạo axít tạo những axít hữu có khuynh hướng làm giảm độ pH bồn phản ứng  Chất độc Rất nhiều loại chất độc chịu trách nhiệm hoạt động không hiệu hay xảy hệ thống phân hủy yếm khí Sự ngăn cản việc tạo khí mêtan biểu lượng mêtan tạo giảm nồng độ axít dễ bay tăng 2.3 Phương pháp xử lý tảo: Tảo Aphanizomenon Tảo nhóm vi sinh vật có khả quang hợp, chúng dạng đơn bào (vài lồi có kích thước nhỏ số vi khuẩn), đa bào (như lồi rong biển, có chiều dài tới vài mét) Tảo có tốc độ sinh trưởng nhanh, chịu đựng thay đổi mơi trường, có khả phát triển nước thải, có giá trị dinh dưỡng hàm lượng protein cao, người ta đã lợi dụng đặc điểm tảo để: 2.3.1 Xử lý nước thải tái sử dụng chất dinh dưỡng Các hoạt động sinh học ao nuôi tảo lấy chất hữu dinh dưỡng nước thải chuyển đổi thành chất dinh dưỡng tế bào tảo qua trình quang hợp Hầu hết loại nước thải đô thị, nông nghiệp, phân gia súc xử lý hệ thống ao tảo 2.3.2 Biến lượng mặt trời sang lượng các thể sinh vật Tảo dùng lượng mặt trời để quang hợp tạo nên đường, tinh bột Do việc sử dụng tảo để xử lý nước thải coi phương pháp hữu hiệu để chuyển đổi lượng mặt trời thành lượng thể sống Tảo Asterionlla 2.3.3 Tiêu diệt các mầm bệnh Thông qua việc xử lý nước thải cách ni tảo mầm bệnh có nước thải bị tiêu diệt yếu tố sau đây: * Sự thay đổi pH ngày ao tảo ảnh hưởng trình quang hợp * Các độc tố tiết từ tế bào tảo * Và tiếp xúc mầm bệnh với xạ mặt trời (UV) Thông thường người ta kết hợp việc xử lý nước thải sản xuất thu hoạch tảo để loại bỏ chất hữu nước thải.Các phản ứng diễn ao tảo chủ yếu "hoạt động cộng sinh giữa tảo vi khuẩn" Các yếu tố cần thiết cho quá trình xử lý nước thải tảo Tảo Ceratium + Dưỡng chất: Ammonia nguồn đạm cho tảo tổng hợp nên protein tế bào thơng qua q trình quang hợp Phospho, Magnesium Potassium dưỡng chất ảnh hưởng đến phát triển tảo Tỉ lệ P, Mg K tế bào tảo 1,5 : : 0,5 + Độ sâu ao tảo: Theo sở lý thuyết độ sâu tối đa ao tảo khoảng 4,5 ¸ inches (12,5cm) Nhưng những thí nghiệm mơ hình cho thấy độ sâu tối ưu nằm khoảng ¸ 10 inches (20 ¸ 25cm) Tuy nhiên thực tế sản xuất, độ sâu ao tảo nên lớn 20cm (và nằm khoảng 40 ¸ 50 cm) để tạo thời gian lưu tồn chất thải ao tảo thích hợp trừ hao thể tích cặn lắng + Thời gian lưu tồn nước thải ao (HRT): Thường người ta chọn thời gian lưu tồn nước thải ao lớn 1,8 ngày nhỏ ngày Tảo Chlamydomonas + Lượng BOD nạp cho ao tảo: lượng BOD nạp cho ao tảo ảnh hưởng đến suất tảo lượng BOD nạp cao môi trường ao tảo trở nên yếm khí ảnh hưởng đến q trình cộng sinh tảo vi khuẩn Một số thí nghiệm Thái Lan cho thấy điều kiện nhiệt đới độ sâu ao tảo 0,35 m, HRT 1,5 ngày lượng BOD nạp 336 kg/(ha/ngày) tối ưu cho ao tảo suất tảo đạt 390 kg /(ha/ngày) + Khuấy trộn hoàn lưu: trình khuấy trộn ao tảo cần thiết nhằm ngăn không cho tế bào tảo lắng xuống đáy tạo điều kiện cho dinh dưỡng tiếp xúc với tảo thúc đẩy trình quang hợp Trong ao tảo lớn khuấy trộn ngăn trình phân tầng nhiệt độ ao tảo yếm khí đáy ao tảo Nhưng việc khuấy trộn tạo nên bất lợi làm cho cặn lắng lên ngăn cản trình khuếch tán ánh sáng vào ao tảo, tốc độ dòng chảy ao tảo chỉ nên khoảng cm/s Hoàn lưu giúp cho ao tảo giữ lại tế bào vi khuẩn tảo hoạt động; giúp cho trình thơng thống khí, thúc đẩy nhanh phản ứng ao tảo Tảo Dinobryon Tảo Eulgena Tảo Pariditrum Một số mơ hình thí điểm thực hiên đạt hiệu quả: 3.1 Khu lọc thực vật hệ thống DEWATS Bệnh viện Kim Bảng- Hà Nam Kết nghiệm chất kiểm lượng nước sau xử lý DEWATS cho thấy: Nước thải sau trình lọc giúp loại vi khuẩn đến 95 - 97%, chỉ số BOD (nhu cầu ơxy hóa sinh học) đạt 4mg/lít (chuẩn Bộ Y tế 20), COD (nhu cầu ơxy hóa sinh học) 16mg/lít (chuẩn Bộ Y tế cho bệnh viện 80) 3.2 Biện pháp làm giảm thiểu ô nhiễm từ lò mổ gia súc gia cầm hệ thực vật gồm bèo tây, bèo tấm rau muống nhân dân phường Kim Long, TP Huế Quy trình xử lý: (gồm cơng đoạn) với hệ thống ao, hồ lien thong + Nước thải sinh hoạt lò mổ gia súc đưa vào trữ hồ chung Sau chảy qua thấm để loại bỏ chất thải rắn, nước thải đưa vào ao trồng bèo lục bình bèo Nhờ trình quang hợp, chất hữu giàu dinh dưỡng, cacbon hiđrat, kim loại nặng…sẽ bèo hấp thụ, chuyển đổi thành những sinh khối nó, làm cho mơi trường nước bớt ô nhiễm Sau “lọc” bèo, nước thải đưa qua hồ chứa thứ ba thả rau muống bè Cũng bèo hồ phía nước thải tiếp tục làm thêm + Qua thử nghiệm quy mô nhỏ, người dân đã khẳng định: xử lý nước thải sinh hoạt lị mổ gia súc phương pháp triển khai rộng quy mơ hộ gia đình, dễ thực hiện, tốn sử dụng bèo, rau muống làm phân bón, đem lại hiệu kinh tế KẾT LUẬN Tiềm áp dụng công nghệ DEWATS vào việc xử lý nước thải vào điều kiện Việt Nam lớn tính bền vững công nghệ việc giải vấn đề ô nhiễm môi trường nước thải hữu gây với chi phí thấp, hiệu xử lý cao Hiện công nghệ DEWATS nghiên cứu hợp tác giữa tổ chức BORDA Viện KHTL Việt Nam nhằm thích ứng với điều kiện Việt Nam, nhằm mục đích áp dụng rộng rãi phổ biến với số lượng lớn Việt Nam cho doanh nghiệp sản xuất vừa nhỏ, làng nghề, trang trại chăn ni, lị giết mổ, bệnh viện, trường học Tóm lại chỉ điểm qua vài khía cạnh sống đã thấy rõ vai trò to lớn quan trọng cơng nghệ vi sinh tiếp tục đóng góp cho nhân loại những điều kỳ thú hơn, hữu hiệu với tin tưởng mong đợi người: kỷ XXI kỉ nguyên công nghệ sinh học nói chung cơng nghệ vi sinh nói riêng