Bài 7 KHẢO SÁT HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP DÙNG BÙN HOẠT TÍNH.
7.2.1.6. Cấu trúc của các chất bẩn và bùn hoạt tính
Tác nhân tham gia vào quá trình phân hủy các chất bẫn hữu cơ là vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, và một số động vật hạ đaúng. Bên cạnh các chất dễ bị oxy hóa như hydrat cacbon còn có rất nhiều chất bị ôxy hóa một phần hoặc thậm chí hoàn toàn không bị phân hủy dù có những vi khuẩn thích nghi tham gia quá trình. Đó là những chất hữu cơ tổng hợp: hydrat carbon, rượu, andehyt, esthe,..
Khi nghiên cứu khả năng oxy hóa sinh hóa của các chất hữu cơ có cấu trúc khác nhau, nhiều tác giả đã đi đến kết luận:
- Những hợp chất với trọng lượng phân tử lớn, cấu trúc nhiều mạch nhánh bên là những chất không bị oxy hóa sinh hóa.
- Các chất không bị oxy hóa sinh hóa là những chất mà men (enzym) của vi sinh vật rất khó thâm nhập và cũng là những chất khó thẩm thấu khuếch tán qua màng tế bào. - Đối với những chất có nguyên tử carbon ở trung tâm, dù chỉ còn một liên kết H-C thì
mức độ ảnh hưởng của cấu trúc nhánh phân tử đối với qúa trình oxy hoá sinh hóa sẽ giảm đi.
- Trong liên kết H – C nếu thay nguyên tử hydro bằng các nhóm ankyl hoặc aryl thì sẽ khó bị oxy hóa sinh hóa đơn.
Ngoài carbon, nếu trong mạch còn có các nguyên tử khác nhau sẽ làm cho chất hữu cơ bền vững hơn đối với quá trình oxy hóa sinh hóa. AÛnh hưởng nhiều nhất là mạch có oxy rồi đến lưu huỳnh và Nitơ.
Bùn hoạt tính và màng vi sinh vật là tập hợp cácloại vi sinh vật khác nhau. Bùn hoạt tính là bông màu vàng nâu dễ lắng có kích thước 3 – 150 micromet. Những bông gồm có vi sinh vật sống và chất rắn (40%). Những sinh vật sống là vi khuẩn, động vật hạ đaúng, dòi, giun, nấm men, nấm mốc và xạ khuẩn.
Màng vi vật phát triển ở bề mặt các hạt vật liệu lọc có dạng nhầy, dày 1 – 3nm và hơn nữa. Màu của nó thay đổi theo thành phần của nước thải, từ vàng xám đến màu nâu tối. Màng vi sinh vật cũng gồm vi khuẩn, nấm mốc và các vi sinh vật khác. Trong quá trình xử lý , nước thải sau khi qua bể lọc sinh học, có mang theo các hạt (phần tử ) của màng vi sinh vật hình dạng khác nhau, kích thước 15 – 30 micromet với màu vàng sáng hoặc nâu.
Những loài vi khuẩn tham gia vào quá trình xử lý thường là các loài trực khuẩn không tạo nha bào gram âm. Sự có mặt các loài vi khuẩn dị dưỡng, với nhiều kiểu trao đổi chất sẽ làm
cho bùn hoạt tính nhanh chóng thích nghi với nhiều loại nước thải khác nhau. Ngoài ra chúng còn có khả năng sử dụng Nitơ hữu cơ. Nhiều loài có khả năng khử Nitrat.
Cho đến nay, người ta đã biết vi sinh vật có thể phân hủy tất cả chất hữu cơ có trong thiên nhiên và rất nhiều chất hữu cơ nhân tạo.