Nghiên cứu ứng dụng phương pháp sinh học trong xử lý nước thải tại Nhà máy bia

Quá trình sinh trởng và phát triển của vi sinh vật

Số lợng tế bào của vi sinh vật ở pha này hầu nh không tăng lên, nhng sinh lý sinh hoá của tế bào thay đổi mạnh. Tuỳ từng loại vi sinh vật pha tiềm phát có thể ngắn hay dài, thông thờng với vi khuẩn pha tiềm phát thờng kéo dài khoảng 2-4h còn ở nấm men, nấm mốc pha tiềm phát thờng kéo dài từ 4-6h. * Pha log: Sau khi pha tiềm phát kết thúc vi sinh vật bắt đầu phát triển mạnh , số lợng tế bào tăng theo số mũ.

Cơ chất đợc vi sinh vật sử dụng hàm lợng các chất dinh dỡng trong môi trờng giảm nhanh. * Pha cân bằng: Khi nồng độ các chất dinh dỡng trong môi trờng đã cạn dần tốc độ của vi sinh vật cũng chậm lại và đạt mức cân bằng. * Pha suy vong: Khi nguồn dinh dỡng cạn kiệt số lợng tế bào sống giảm theo luỹ thừa, vi sinh vật giảm nhanh số lợng.

Vì khi vi sinh vật chết tế bào bị phân huỷ các chất hữu cơ của tế bào hòa tan vào môi tr- ờng nớc làm cho COD, BOD tăng lên gây hiện tợng tái ô nhiễm trở lại. Tuỳ thuộc vào đặc tính của nớc thải và yêu cầu làm sạch của nớc ở mức độ nào thì ngời ta chọn ph-.

Phơng pháp cơ học

- Phơng pháp cơ học - Phơng pháp hoá học - Phơng pháp hoá lý - Phơng pháp sinh học. Trong số các phơng pháp trên thì phơng pháp hoá lý và phơng pháp sinh học.

Phơng pháp hoá lý

Cô chân không: Nớc thải đợc đa vào hệ thống cô để bay hơi, nớc đợc tách ra dới dạng ngng tụ và đợc quay vòng lại sản xuất. Các chất khô còn lại đợc đa vào hệ thống sấy khô có thể sử dụng nh là các chất bổ xung vào thức ăn chăn nuôi. Dạng này sử dụng phổ biến ở các nhà máy sản xuất sinh khối nấm men với chu trình nớc khép kín ở Liên Xô cũ nh nhà máy Kirov [22].

Trao đổi ion: Là phơng pháp thu hồi các cation và anion bằng các chất trao. Phơng pháp này thờng sử dụng để tách các ion kim loại nặng ra khỏi nớc. Tách thẩm tích: Là phơng pháp tách các chất bẩn ra khỏi nớc bằng cách phân ly thẩm tích qua màng bán thấm.

Đốt để thu hồi các hoá chất: Phơng pháp này thờng đợc sử dụng ở các nhà máy sản xuất bột giấy nấu sunphat. Dịch kiềm đen trong đó có chứa Na2S, NaOH và các chất hữu cơ đợc đa vào lò hơi đốt cùng với than hoặc dầu để tạo ra năng l- ợng.

Phơng pháp xử lý sinh học

Nhng phơng pháp này chỉ áp dụng với nớc thải có độ ô nhiễm thấp, không độc với sản xuất nông nghiệp và chỉ áp dụng với các nhà máy ở gần khu vực sản xuất nông nghiệp, có hệ thống mơng dẫn nớc ra ngoài cánh đồng. Hồ sinh học là các lu vực đợc đảm nhiệm luôn chức năng để xử lý nớc thải bằng sinh học, nớc thải trong hồ tự làm sạch trên cơ sở tác dụng của vi sinh vật tự nhiên kết hợp với các sinh vật khác chủ yếu là tảo và động vật nguyên sinh (protoroa). Dùng để lắng và phân huỷ cặn lắng bằng phơng pháp sinh hoá tự nhiên dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật kỵ khí.

Hồ này hoạt động ở ba vùng khác nhau: Lớp trên là vùng hiếu khí, lớp giữa là vùng trung gian, lớp dới là vùng kỵ khí, chiều sâu của hồ từ 2-3m. Nguồn ôxy cung cấp cho quá trình ôxy hoá các hợp chất hữu cơ ở vùng hiếu khí chủ yếu là ôxy đợc giải phóng ra trong quá trình quang hợp của rong, tảo dới tác dụng của bức xạ mặt trời, ôxy khuếch tán qua mặt nớc dới tác dụng của sóng giã. - Một phần chất hữu cơ có đợc chuyển hoá thành sinh khối vi sinh vật ( các protein của tế bào) bằng quá trình oxy hoá.

- Trong một số trờng hợp nớc thải có chứa các chất hữu cơ phức tạp nh các hợp chất clo hữu cơ cần chọn các chủng vi sinh vật đặc biệt có hệ enzim phân huỷ. Các vi khuẩn thờng dùng để tạo bùn hoạt tính trong xử lý nớc thải Pseudononas, Nitrobacter, flavobacterium, Alcaligenes. Các nguyên sinh động vật có tác dụng làm cho bùn xốp dễ kết lắng và một số loại sử dụng xác vi khuẩn chết làm nguồn thức ăn tạo cho bùn có tỷ lệ vi khuẩn sống cao, hoạt tính mạnh.

Vi sinh vật đợc đa vào dới dạng huyền phù (bùn hoạt tính) không khí đợc cấp vào cỡng bức dới dạng khí nén hoặc do khuấy bằng tuyếc bin. Phơng pháp này giúp giảm chi phí khi nén và làm cho bể aeroten hoạt động hiệu quả ở tất cả các tầng theo chiều sâu của bể. Phơng pháp này đợc sử dụng để xử lý nớc thải với BOD chủ yếu ở dạng lơ lửng và dạng keo, thời gian lu trong bể ổn định 1,5-5 giờ, thời gian lu trong bể tiếp xúc hiếu khí 20-40 phút.

Các thông số cơ bản của aeroten: Trong quá trình vận hành việc theo dõi các thông số của bể aeroten giúp cho quá trình xử lý có hiệu quả và tiết kiệm, đồng thời giảm khả năng tái nhiễm do vi sinh vật trong bùn hoạt tính bị phân huỷ. Vi sinh vật tạo thành màng sinh học cố đinh trên mặt đĩa, khi đĩa quay vào nớc thải, các chất hữu cơ có trong nớc bị vi sinh vật hấp phụ và phân huỷ. Khi màng quay ra khỏi mặt nớc, nhờ oxy của không khí vi sinh vật sẽ oxy hoá các chất hữu cơ đã hấp thụ trên mặt đĩa.

Vi sinh vật trong màng sinh học, đĩa quay thờng là các loại vi khuẩn hiếu khí tuỳ tiện nh: Preudomonas, micrococcurs, còn các vi khuẩn hiếu khí là Bacillus ở lớp trên màng sinh học. Là phơng pháp sử dụng phổ biến để xử lý nớc thải sinh hoạt, nớc thải có các chất hữu cơ chứa hàm lợng nitơ cao nh các nớc thải nhà máy chế biến thuỷ sản, lò mổ, nớc thải chăn nuôi.

Vật liệu và phơng pháp

Số lợng vi sinh vật trong mẫu đợc xác định theo phơng pháp pha loãng tới hạn, đếm số lợng khuẩn lạc trên môi trờng thạch [1]. - vi khuẩn xác định trên môi trờng MPA - Nấm mốc xác định trên môi trờng Czapek - nấm men xác định trên môi trờng Hansen. Mẫu cần đợc xác định phải ly tâm để tách hết sinh khối, đợc xác định ngay hoặc bảo quản trong tủ lạnh trong trờng hợp cha kịp xác định.

Song song với mẫu thí nghiệm, tiến hành với mẫu trắng các bớc nh trên nhng thay 25ml mẫu bằng 25ml nớc cất. Để xác đinh BOD thờng tiến hành xác định DO trớc và sau khi nuôi. BOD5 đợc xác định bằng lợng oxy hoà tan (DO) đã bị sử dụng trong 5 ngày khi nớc thải đợc nuôi cấy ở 20oC trong bóng tối.

Từ gía trị COD đã xác định ở trên tra bảng hoặc tính độ pha loãng cần thiết của mẫu để xác định BOD sao cho lợng oxy hoà tan đợc vi sinh vật sử dụng để oxy hoá chất hữu cơ trong nớc thải sau 5 ngày không < 3mg/l. * Xác định DO của nớc thải trớc khi nuôi nh phơng pháp đã trình bày ở phần trên. Tổng lợng rắn là lợng chất rắn còn lại trong bình sau khi chng bốc mẫu nớc và sấy mẫu trong tủ sấy ở nhiệt độ nhất định.

Cách tiến hành giống nh phần xác định chất rắn tổng số, nhng khác ở chỗ cho lợng mẫu thích hợp vào ống, ly tâm ở 10.000 vòng/phút trong 5-7 phút.