Có rất nhiều phương pháp sinh học đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong xử lý ô nhiễm môi trường, đặc biệt là các chất thải hữu cơ. Tiêu biểu là việc sử dụng hệ sinh vật để phân hủy hoặc hấp thụ/hấp phụ các chất ô nhiễm hữu cơ, vô cơ từ chất thải sản xuất và sinh hoạt.
Có thể nêu lên một số phương pháp sau :
- Sử dụng hệ vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong chất thảị - Sử dụng hệ động thực vật thủy sinh để hấp thụ các chất hữu cơ.
a) Phương pháp sử dụng hệ vi sinh vật
Có một số loài vi sinh vật có khả năng sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng, sinh trưởng và nhờ vậy sinh khối của chúng tăng lên. Các vi sinh vật này được sử dụng để phân huỷ các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ có trong chất thải từ NTTS. Quá trình phân hủy này được gọi là quá trình phân hủy ôxy hóa sinh hóa[11].
Có thể phân phương pháp này thành hai loại là:
- Phương pháp hiếu khí : là phương pháp sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí. Ðể đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp oxy liên tục cho chúng và duy trì ở nhiệt độ khoảng 20 – 400C
- Phương pháp yếm khí : là phương pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí. Trong xử lý nước thải công nghiệp, phương pháp xử lý yếm khí được sử dụng rộng rãị Chuntapa Benjamas và ctv đã tiến hành thả vi khuẩn lam
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……….. 23
Spirulina platensistrong bể nuôi tôm hùm để kiểm soát chất lượng nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng nitơ vô cơ (NH4, NO2, NO3) được xử lý khá hiệu quả. Khi số lượng vi khuẩn này tăng có nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước thì sẽ được vớt ra khỏi bể (kích thước vi khuẩnlam khá lớn)[35].
b) Phương pháp sử dụng hệ động thực vật để hấp thụ các chất ô nhiễm
Bản chất của việc sử dụng hệ động, thực vật để loại bỏ các chất ô nhiễm dựa trên cơ sở quá trình chuyển hóa vật chất trong hệ sinh thái thông qua chuỗi thức ăn.
Thông thường người ta sử dụng thực vật làm các sinh vật hấp thụ các chất dinh dưỡng là nitơ và phốt pho, cácbon để tổng hợp các chất hữu cơ làm tăng sinh khối (sinh vật tự dưỡng), đó là tảo hay thực vật phù du, rong câu và các loài thực vật ngập mặn khác. Jones và ctv (2002) cho thấy loài sò đá Sydney (Saccotreacommercialis) có khả năng làm giảm đáng kể hàm lượng các chất lơ lửng, mùn bã hữu cơ[39].
Kế tiếp trong chuỗi thức ăn là các động vật bậc 1 - động vật ăn thực vật. Ðiển hình của các động vật bậc 1 ở vùng nước ven biển là các loại ngao, vẹm, hàu các loài này có thể tiêu thụ các thực vật phù du và cải thiện điều kiện trầm tích đáỵ Các loài cá ăn thực vật phù du và mùn bã hữu cơ như cá măng, cá đối cũng được thử nghiệm sử dụng ở các kênh thoát nước thải[40].
Rừng ngập mặn (RNM) là một hệ sinh thái ở vùng đất ngập nước rất phổ biến ở ven biển Việt nam. Có thể sử dụng RNM như một bể lọc sinh học các chất ô nhiễm hữu cơ từ chất thải đô thị, công nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Theo tính toán lý thuyết, ở điều kiện Việt Nam, 1ha RNM mỗi năm tăng trưởng 56 tấn sinh khối và có thể hấp thụ được 219 kg nitơ, 20 kg phôt phọ Ngoài ra, RNM với bộ rễ có cấu tạo đặc biệt là nơi bẫy các trầm tích có chứa các kim loại nặng, các hóa chất bảo vệ thực vật. Thực vật ngập mặn cùng với toàn bộ hệ sinh thái trong RNM là một bể lọc sinh học đối với các chất thải từ
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp……….. 24
hoạt đông nuôi trồng thủy sản ven biển[38].
Trong thực tế, để đảm bảo đạt hiệu suất xử lý cao các chất ô nhiễm với chi phí vận hành tối thiểu, người ta thường sử dụng kết hợp nhiều phương pháp, kết hợp nhiều hệ thống và các tác nhân khác nhaụ Tùy theo hàm lượng chất ô nhiễm trong nước thải và điều kiện cụ thể của từng khu vực[41].