5. Cấu trúc luận văn
1.3.2. Phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, sulfit, NH3,... dựa trên cơ sở hoạt động của các vi sinh vật hoặc thực vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh học thường là các chất khí (CO2, N2, CH4, H2S), các chất vô cơ (NH4+, PO43-)
và tế bào mới. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. Các quá trình oxy hóa sinh hóa sử dụng trong xử lý nước thải bao gồm 5 nhóm chính: quá trình hiếu khí, quá trình thiếu khí, quá trình kỵ khí, thiếu khí và kỵ khí kết hợp, và quá trình hồ sinh học. Mỗi quá trình riêng còn có thể phân chia chi tiết hơn, phụ thuộc vào việc xử lý được thực hiện trong hệ thống tăng trưởng lơ lửng, hệ thống tăng trưởng dính bám, hoặc hệ thống kết hợp [19]. Nhưng các phương pháp này đòi hỏi vốn đầu tư, kỹ thuật và công nghệ phức tạp. Ngày nay với sự phát triển của công nghệ sinh học đặc biệt là công nghệ vi sinh vật, thì việc ứng dụng sinh học trong xử lý nước thải nói chung và việc ứng dụng chế phẩm sinh học trong xử lý nước thải nói riêng đang được nhiều nhà khoa học quan tâm nhằm tìm ra một phương pháp xử lý nước thải công nghiệp cho hiệu quả, ít tốn chi phí và dễ ứng dụng.
Sử dụng các vi sinh vật hữu ích (Probiotic) được phân lập từ bùn đáy và nước hồ nuôi để giải quyết vấn đề quản lý nước nuôi là xu hướng hiện nay trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Nhóm nghiên cứu Phan Thị Hồng Ngân và Phạm Khắc Liệu (Đại học Huế) ứng dụng công nghệ xử lý hiếu khí với lớp đệm ngập nước (SAFB), sử dụng bùn hoạt tính hiếu khí đã thích nghi, xử lý tốt nước thải nuôi trồng thủy sản nước lợ với hiệu suất loại COD đạt 73,7%, loại NH4-N đạt 97,4%. Đại học Nông Lâm Huế cũng có nghiên cứu về khả năng xử lý chất hữu cơ của cá rô phi, cá đối và ốc đinh trong nước thải nuôi tôm chân trắng thâm canh. Kết quả cho thấy, với nước thải đầu vào có các thông số oxy hòa tan, NH3, BOD5, COD, TSS, Coliform vượt quá ngưỡng giới hạn so với quy định nhiều lần, nghiên cứu sử dụng tỉ lệ thích hợp các đối tượng nuôi đã giúp nước sau xử lý đạt yêu cầu quy định, ngoại trừ chỉ tiêu Coliform vẫn còn cao hơn ngưỡng cho phép [7, 10].
Chế phẩm sinh học là tập hợp các vi sinh vật hữu hiệu (Effective microorganisms - EM) chính thức được đưa vào Việt Nam từ tháng 4 năm 1997.
Ở nước ta đã có nhiều công trình nghiên cứu, tuyển chọn, sản xuất các chế phẩm vi sinh sử dụng vào quá trình xử lý chất thải, trong đó phải kể đến các công trình nghiên cứu do Tiến sỹ Tăng Thị Chính cùng các cán bộ của Phòng Vi sinh vật môi trường - Viện Công nghệ Môi trường - Viện Khoa học công nghệ Việt Nam thực hiện trong thời gian qua và đã đạt được các kết quả rất khả quan. Chế phẩm Biomix 1 (Micromix 3) đã được đưa vào thử nghiệm đầu tiên ở nhà Nhà máy Chế biến phế thải đô thị Hà Nội (Cầu Diễn), sau đó ở Việt Trì và Thái Bình. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung chế phẩm Biomix 1 đã rút ngắn được thời gian xử lý phải thổi khí từ 45 ngày xuống còn 30 ngày, tiết kiệm được 1/3 thời gian xử lý hiếu khí, tiết kiệm năng lượng, đặc biệt không có mùi hôi thối bốc lên. Chế phẩm vi sinh Biomix 2 đã được áp dụng để xử lý nước chăn nuôi tại 02 trang trại nuôi lợn tập trung ở xã Liêm Tuyền - huyện Thanh Liêm - Hà Nam và nước thải làm bún, bánh đa tại các rãnh thoát nước tại xã Hợp Thịnh, huyện Tam Dương, Vĩnh Phúc trong năm 2006, 2007, và đều cho kết quả rất tốt: giảm được mùi hôi thối, các chỉ tiêu ô nhiễm như COD, BOD, vi sinh vật gây bệnh giảm 5- 6 lần so với khi không sử dụng chế phẩm. Năm 2008, chế phẩm Biomix2 đã được sử dụng kết hợp với chế phẩm LHT100 của công ty Cổ phần Xanh để xử lý Hồ Văn của Hà Nội, cho hiệu quả xử lý tốt [15]. Tính đến nay số lượng công trình nghiên cứu điều chế cũng như ứng dụng chế phẩm vi sinh để giải quyết các vấn đề môi trường đã tăng lên nhanh chóng.