Khóa luận Tìm hiểu và đánh giá hiệu quả của một số giá thể trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dính bám

ác chất hữu cơ phân hủy hiếu khí sinh ra CO2 và nước, phân hủy kị khí sinh ra CH4 và CO2 làm tróc màng ra khỏi vật mang, bị nước cuốn theo. Trên mặt giá mang là vật liệu lọc lại hình thành lớp màng mới. Hiện tượng này được lặp đi lặp lại nhiều lần. Kết quả là BOD của nước thải bị vi sinh vật sử dụng làm chất dinh dưỡng và bị phân hủy kị khí cũng như hiếu khí: nước thải được làm sạch. Vật liệu lọc: Vật liệu lọc khá phong phú: từ đá giăm, đá cuội, đá ong, vòng kim loại, vòng gốm, than đá, than cốc, gỗ mảnh, chất dẻo tấm uốn lượn v.v… Phân lớn các vật liệu lọc có trên thị trường đáp ứng các yêu cầu sau: Diện tích riêng lớn, thay đổi từ 80 – 220 m2/m3. Chỉ số chân không cao để tránh lắng đọng (thường cao hơn 90%). Nhẹ. Có thể sử dụng ở độ cao lớn (từ 4 đến 10m hoặc cao hơn) Có độ bền cơ học đủ lớn. Khi làm việc, vật liệu dính màng sinh học và ngậm nước nặng tới 300 – 350 kg/m3. Để tính toán, giá đỡ thường lấy giá trị an toàn là 500 kg/m3. Quán tính sinh học cao. Ổn định hóa học. Bảng 2.2 : Tính chất vật lý của một số vật liệu dùng ở cho lọc nhỏ giọt Vật liệu Kích thước (in) Khối lượng/đơn vị thể tích (Ib/ft3) Diện tich bề mặt (ft2/ft3) Độ thông thoáng (%) Đá cuội: Nhỏ Lớn 1 – 2,5 4 – 5 78 – 90 50 – 62 17 – 21 12 – 50 40 – 50 50 – 60 Xỉ lò cao: Nhỏ Lớn 2 – 3 3 – 5 55 – 75 50 – 62 17 – 21 14 – 18 40 – 50 50 – 60 Chất dẻo (tấm): Thông thường Bề mặt riêng cao 24 x 24 x 48 24 x 24 x 48 2 – 6 2 – 6 24 – 30 30 – 60 94 – 97 94 – 97 Gỗ đỏ 48 x 48 x 20 9 – 11 12 – 15 70 – 80 Quả cầu chất dẻo 1 – 3,5 3 - 6 38 – 85 90 – 95 Ghi chú: Kích thước của tấm chất dẻo và gỗ đỏ là kích thước modun. Đơn vị tính: 1 in = 25,4 mm 1 b/ft3 x 16,0185 = 1 g/m3 ft2/ft3 x 3,2808 = 1 m2/m3 Thông khí ở bể lọc sinh học: Bể lọc sinh học làm việc trong điều kiện thoáng khí. Ngoài việc cấp oxi cho vi sinh vật ở màng sinh học hoạt động, thoáng khí còn có tác dụng loại ra khỏi lọc các khí tạo thành do quá trình phân hủy các chất hữu cơ có trong nước, như CO2 và có thể có cả CH4, H2S v.v… Thông khí ở đây có thể bằng cách tự nhiên hay nhân tạo. Thông khí tự nhiên là do sự chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài bể. Nếu nhiệt độ của nước thải lớn hơn nhiệt độ của không khí thì không khí sẽ đi từ cửa thông khí ở thành phía dưới gần đáy bể, qua lớp vật liệu lọc đi lên. Ngược lại, nếu nhiệt độ của nước thải thấp hơn nhiệt độ của không khí thì không khí sẽ thâm nhập qua bề mặt lớp vật liệu lọc theo nước thải xuống đáy bể. Trường hợp nhiệt độ của nước thải và không khí bằng nhau thì bể lọc không thông khí. Trường hợp này khắc phục bằng thong khí nhân tạo. Trong thong khí nhân tạo, người ta dùng quạt gió thổi vào khoảng trống ở đáy bể và không khí từ đó đi lên qua các khe hở của lớp vật liệu. Lượng không khí cần thiết cho lọc sinh học tính theo công thức: BOD20 (g / m3 .ngày) 21 Wkk= Wkk : lượng không khí cần thiết (m3/m3 nước thải. ngày) 21 : tỉ lệ % của oxi trong không khí. Qua thực tế xác định được lượng oxi sử dụng trong lọc sinh học và trong các công trình sinh học thường không quá 7 – 8% lượng oxi cung cấp. Khi nhiệt độ dưới 60C, quá trình oxi hóa chất hữu cơ trong nước thải không xảy ra. Phân loại lọc phun: Lọc phun được phân loại theo tải trọng thủy lực hoặc tải trong các chất hữu cơ. Do vậy, có lọc tải trọng thấp và lọc tải trọng cao (cao tải). Các loại lọc này được giới thiệu ở bảng sau: Bảng 2.3: Phân biệt tải trọng trong các bể lọc sinh học nhỏ giọt: ( Các tiêu thiết kế) Thông số Đơn vị đo Tải trọng thấp Tải trong cao Chiều cao lớp vật liệu (m) 1 – 3 0,9 – 2,4 (đá) 6 – 8 (nhựa tấm) Loại vật liệu Đá cục, than cục, đá ong, cuội lớn Đá cục, than cục, sỏi lớn, tấm nhựa đúc, cầu nhựa Tải trọng theo chất hữu cơ theo thể tích vật liệu lọc Kg BOD5/ 1 m3 vật liệu / ngày 0,08 – 0,4 0,4 – 1,6 Tải trọng thủy lực theo diện tích bề mặt m3/m2 .ngày 1 – 4,1 4,1 – 40,7 Hệ số tuần hoàn R=QTQ Tùy chọn 0 – 1 0,5 – 2 Tải trọng thủy lực trên bề mặt của bể lắng đợt 2 m3/m2 .ngày 25 16 Hiệu quả khử BOD sau bể lọc và bể lắng 2 Phần trăm 80 – 90 – 85 Ghi chú: Tải trọng thủy lực nêu trong bảng là tỉ số của lưu lượng nước xử lí Q (m3 / ngày) cộng với lưu lượng tuần hoàn QT (m3 / ngày) (nếu có) chia cho diện tích bề mặt của bể lọc S (m2). Bể lọc sinh học nhỏ giọt tải trọng thấp quản lí đơn giản, hiệu quả xử lí ổn định cả khi nước nguồn có chất lượng dao động lớn, hiệu quả xử lí của bể lọc phụ thuộc vào chế độ tưới nước tức là phụ thuộc vào vòng quay của thiết bị tưới, hay thể tích thùng đo và tích nước rồi lấy ra bằng xi phông. Thời gian tưới gián đoạn khoảng ≤ 5 phút. Lọc sinh học với lớp vật liệu ngập trong nước: Trong quá trình làm việc, lọc có thể khử được BOD và chuyển hóa NH4+ thành NO3- , lớp vật liệu lọc có khả năng giữ lại cặn lơ lửng. Để khử được tiếp tục BOD và NO3- , P người ta thường đặt 2 lọc nối tiếp. Giàn phân phối khí của lọc sau khi ở giữa lớp vật liệu với độ cao sao cho lớp vật liệu nằm ở phía dưới là vùng thiếu khí (anoxic) để khử NO3- và P. Ở lọc này nước và không khí cùng chiều đi từ dưới lên và cho hiệu quả xử lí cao. Lọc sinh học với vật liệu nổi ít bị tróc màng sinh học bám quanh các hạt vật liệu, mặc dù tốc độ thông gió lớn, hàm lượng cặn lơ lửng có ở trong nước ra khỏi lọc đều nhỏ hơn 20 mg/l. Do đó có thể không cần bố trí bể lắng 2 trong hệ thống xử lý. Kĩ thuật này được áp dụng cho việc xử lí nước thải sinh hoạt đô thị đồng thời khử được hợp chất hữu cơ cacbon và nitơ, loại bỏ được chất rắn huyền phù. Đối với nước sạch sinh hoạt phương pháp lọc sinh học với vật liệu ngập nước rất thích hợp để nitrat hóa và khử nitrat. Kĩ thuật này dựa trên hoạt động của quần thể vi sinh vật tập trung ở màng sinh học có hoạt tính mạnh hơn ở bùn hoạt tính. Do vậy nó có thể có những ưu điểm sau: Chiếm ít diện tích vì không cần bể lắng trong (bể lắng 2). Đơn giản, dễ dàng cho việc bao, che công trình, khử độc hại (ít mùi và ít ồn), đảm bảo mĩ quan. Không cần phải rửa lọc, vì quần thể vi sinh vật được cố định lên giá đỡ cho phép chống lại sự thay đổi tải lượng của nước thải. Dễ dàng phù hợp với nước thải pha loãng. Đưa vào hoạt động rất nhanh, ngay cả sau một thời gian dừng làm việc kéo dài hàng tháng. Có cấu trúc modun và dễ dàng tự động hóa. Lọc sinh học với lớp vật liệu là các hạt cố định: Phương pháp này gần như là phương pháp cải tiến của phương pháp lọc trên. Nó đặc biệt là rất gần với phương pháp lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước. Hãng Degremont đã chế tạo ra một loại vật liệu có tên là Biolite (L, P, F ) có kích cỡ từ 1 – 4mm, khối lượng hạt từ 1,4 đến 1,8 g/cm3, có các đặc điểm chung như sau: Trạng thái bề mặt rất ưu thích cho vi khuẩn dính bám. Ít bi vỡ vụn và chịu đựng được axit. Các vật liệu có hai nhiệm vụ: Làm giá thể mang màng sinh học (các vi sinh vật). Tác dụng lọc. Các lọc sinh học có lớp vật liệu hạt Biolite rất thích hợp cho việc xử lí nước sạch sinh hoạt, nước thải đô thị, nước thải công nghiệp. Các loại nước thải này cần phải xử lí sơ bộ, đặc biệt là qua lắng 1, trước khi cho vào lọc. Lọc sinh học với lớp vật liệu lọc dạng hạt được chia thành: Biofor : bể lọc sinh học với chiều hỗn hợp dòng khí – nước đi từ dưới đi lên trên. Biodrof : bể lọc sinh học với chiều dòng khí – nước đi từ trên xuống dưới. Nitrazur : lọc có hòa tan trước không khí hoặc oxi kĩ thuật vào nước. BIOFOR: Mô tả : Đây là một hệ thống lọc sinh học với vi khuẩn hiếu khí có dòng khí – nước dâng lên. Trước khi dòng hỗn hợp khí – nước đi ngược từ dưới lên trên lọc, nước được khí sục trộn đều rồi dâng lên trên tràn qua rãnh thu nước rồi có thể xả tiếp vào nguồn hoặc đưa trở lại lọc. BIOFOR thường được dùng sau lắng sơ bộ hoặc tuyển nổi. Lĩnh vực sử dụng kĩ thuật này có đặc điểm: Loại bỏ BOD5 của chất thải chứa nồng độ nhỏ hơn 300 mg / l. Giữ lại huyền phù của chất thải có nồng độ nhỏ hơn 150 mg / l. Loại bỏ amoniac bằng oxi hóa. Khử nitrat của nước chứa nitrat bằng không khí nén. Khi xử lí nước thải đô thị, hiệu quả làm giảm các chất huyền phù có trong nước tới 70 – 85%, với tốc độ dòng chảy từ 2 đến 6 m/h, dung lượng huyền phù khoảng 1,5 – 2 kg/m3. Hàm lượng BOD trong nước thải trung bình (2 – 6 kg BOD5/m3 .ngày) Biofor có thể loại được 75 – 85%. BIODROF Nước cần được xử lí sẽ đi qua lớp vật liệu lọc dạng hạt. Dòng này cho phép chuyển oxi trong khối tác dụng mà không cần tới vòi phun khí trực tiếp vào bể phản ứng (bể lọc). Lưu lượng khí cùng với dòng nước tạo nên một giảm áp trong bể phản ứng. OXIAZUR ( Lọc có hòa tan trước không khí hoặc oxi) Nước trước khi đi vào lọc được hòa tan không khí hoặc oxi. Với vật liệu Biolite dùng trong trường hợp này không bị nhiễu loạn do sự có mặt của các bọt khí. Hiệu suất loại bỏ huyền phù của Oxiazur khá cao. Bộ lọc thông dụng có dòng chảy xuôi và thích hợp cho các loại nước thải có hàm lượng BOD5 nhỏ. Lọc NITRAZUR Lọc Nitrazur dùng để loại bỏ nitơ để sản xuất nước uống, bao gồm 2 kĩ thuật : kĩ thuật nitrat hóa (NITRAZUR N) và khử nitrat (NITRAZUR DN). Đĩa quay sinh học RBC: Đĩa quay sinh học gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng được làm bằng PVC (poly vinyl clorit) hoặc PS (poly styren), lắp trên một trục. Các đĩa này được đặt ngập vào nước một phần (khoảng 30 – 40% theo đường kính có khi ngập tới 70 – 90%) và quay chậm khi làm việc. Đây là công trình hay thiêt bị xử lý nước thải kĩ thuật màng sinh học dựa trên sự sinh trưởng găn kết của vi sinh vật trên bề mặt của các vật liệu đĩa. Đĩa quay sinh học được áp dụng đầu tiên ở CHLB Đức năm 1960 sau đó ở Mỹ. Ở Mỹ và Canada, 70% hệ thống RBC được sử dụng để loại BOD, 25% để loại BOD và nitrat, 5% để loại nitrat. Hệ đĩa quay gồm những đĩa tròn poly styren hoặc poly vinyl clorit đặt gần sát nhau nhúng chìm khoảng 40 – 90% trong nước thải hoặc quay với vận tốc chậm. Tương tự như bể lọc sinh học, một lớp màng sinh học được hình thành và bám chắc vào vật liệu đĩa quay. Khi quay màng sinh học tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tiếp xúc với oxi khi ra khỏi nước thải. Đĩa quay được nhờ môtơ hoặc sức gió. Nhờ quay liên tục mà màng sinh học vừa tiếp xúc được với không khí vừa tiếp xúc được với chất hữu cơ trong nước thải, vì vậy chất hữu cơ được phân hủy nhanh. Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hoạt động của RBC là lớp màng sinh học. Khi bắt đầu vận hành các vi sinh vật trong nước bám vào vật liệu và phát triển ở đó cho đến khi tất cả vật liệu được bao bởi lớp màng nhầy dầy chừng 0,16 – 0,32 cm. Sinh khối bám chắc vào RBC tương tự như ở màng sinh học. Vi sinh vật trong màng bám trên đĩa quay gồm các vi khuẩn kị khí tùy tiện như Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, Micrococcus, các vi sinh vật hiếu khí như Bacillus thì thường có ở lớp trên của màng. Khi kém khí hoặc yếm khí thì tạo thành lớp màng vi sinh vật mỏng và gồm các chủng vi sinh vật yếm khí như Desulfovibrio và một số vi khuẩn sunfua. Đĩa quay sinh học thường được thiết kế trên cơ sở yếu tố tải trọng rút ra từ kết quả nghiên cứu ở trạm thử nghiệm, mô hình sản xuất, mặc dù (có thể phân tích) năng suất của nó theo phương pháp tiệm cận, tương tự như đối với các bể lọc sinh học. Cả hai chỉ tiêu tải trọng thủy lực và tải trọng chất hữu cơ đều được dùng để xác định kích thước công trình xử lý bậc hai. Các loại tải trọng đối với thời tiết ấm áp và toàn năm về nitrat hóa sẽ thấp hơn nhiều so với tải trọng khi xử lý bậc hai. Năng suất tải của đĩa RBC vào khoảng 0,5 – 1 kg BOD/m3 . ngày . Nên giảm bớt chất hữu cơ vào ở giai đoạn đầu để đề phòng xảy ra hiện tượng thiếu khí oxi. Tải lượng nước trên bề mặt vật liệu của RBC thay đổi trong khoảng 0,03 – 0,06 m3/m2.ngày với nước thải xử lý lần 2 và 0,01 m3/m2.ngày với nước cần xử lý nitrat. Mối liên hệ giữa thể tích bồn chứa và bề mặt vật liệu có ý nghĩa rất lớn. Dung tích tối ưu của bồn chứa xử lý nước thải sinh hoạt là khoảng 4,88 l/m2 bề mặt vật liệu và thời gian lưu nước khoảng 40 – 90 phút cho oxi hóa các hợp chất cacbon hữu cơ và 90 – 240 phút cho nitrat hóa. Các vi sinh vật tham gia vào quá trình xử lý nước thải: Ở loại nước thải thường có những vi sinh vật đặc trưng riêng, phụ thuộc chủ yếu vào thành phần vật chất có trong nước thải. Phần lớn vi sinh đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình chuyển hóa, chúng có tác dụng làm giảm chất hữu cơ trong nước thải, đồng thời giúp ổn định nồng độ chất hữu cơ trong các dòng chảy. Trong nước thải số lượng và chủng loại vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhất là các chất hữu cơ hòa tan trong nước, các chất độc, pH của môi trường, những yếu tố quyết định đến sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật như các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng của chúng. Do đó, để tăng cường vai trò của vi sinh vật hoạt động trong xử lý nước thải thì cần phải thiết kế điều kiện môi trường phù hợp. Nước càng bẩn, càng chứa nhiều chất hữu cơ, nếu thích nghi và sinh trưởng được thì sự phát triển của vi sinh vật càng nhanh. Tuy nhiên, không phải tất cả các vi sinh vật đều có lợi cho các quá trình chuyển hóa trong xử lý nước thải. Nếu như điều kiện môi trường không còn thích hợp cho hoạt động của các loài vi sinh vật, hoặc số lượng các vi sinh vật trong hệ thống xử lý tăng đột biến, điều này sẽ ngăn cản trở quá trình chuyển hóa và làm giảm hiệu suất xử lý nước thải. Trong nước thải có nhiều loại vi sinh vật khác nhau: vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, xoắn thể, xạ khuẩn, virus, thực khuẩn thể…nhưng chủ yếu là vi khuẩn. Đặc biệt nước thải sinh hoạt của các xí nghiệp chế biến thực phẩm, rất giàu các chất hữu cơ, vì vậy số lượng vi sinh vật trong nước là rất lớn. Trong số này chủ yếu là vi khuẩn, chúng đóng vai trò phân hủy các chất hữu cơ, cùng với các khoáng chất khác dùng làm vật liệu xây dựng tế bào đồng thời làm sạch nước thải. Vi khuẩn (Bacteria): Vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong các bể xử lý vì nó chịu trách nhiệm phân hủy các thành phần hữu cơ trong nước thải. Trong các bể phân hủy bằng vi sinh trong điều kiện hiếu khí, một phần chất thải hữu cơ sẽ được các vi khuẩn hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc sử dụng để lấy năng lượng để tổng hợp các chất hữu cơ, còn lại thành tế bào vi khuẩn mới. Theo quan điểm hiện đại (NCBI – Nation Center for Biotechology Information, 2005) thì vi khuẩn bao gồm các ngành sau này: Aquificae, thermotogae, defferribacteres, cyanobacteria, proteobacteria, firmicutes, actinobacteria, planetomycetes, chlamydiae/Nhóm verrucomicrobia, spirochaetes, fibrobacteres/Nhóm axitobacteria. Bacteroidetes/Nhóm chlorobia, fusobacteria, dictyoglomy. Việc phân ngành dựa trên các đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa, sinh thái. Hình 2.5: Aquificae Hình 2.6: Thermotogae Vi khuaån laø sinh vaät ñôn baøo, coù kích thöôùc nhoû töø 0,3-1μm, cô theå chöùa khoaûng 85% laø nöôùc vaø 15% laø caùc khoaøn chaát hay chaát nguyeân sinh. Chaát nguyeân sinh phaàn lôùn laø S, K, Na, Cl vaø moät löôïng nhoû Fe, Si vaø Mg. chuùng ñöùng rieâng reõ hoaëc xeáp thaønh ñoâi, thaønh 4 teá baøo hoaëc hình thaønh khoái vôùi 8 teá baøo, xeáp thaønh chuoãi hoaëc thaønh chuøm. Vi khuaån sinh saûn baèng caùch chia ñoâi teá baøo. Trong ñieàu kieän chaát dinh döôõng, oxi, pH vaø nhieät ñoä moâi tröôøng thích hôïp thì thôøi gian theá heä laø 15-30 phuùt. Caùc vi khuaån trong nöôùc thaûi coù theå chia laøm 4 nhoùm lôùn: nhoùm hình caàu (Cocci) coù ñöôøng kính khoaûng 1-3 μm; nhoùm hình que (Bacillus) coù chieàu roäng khoaûng 0,3-1,5 μm chieàu daøi khoaûng 1-10 μm (ñieån hình cho nhoùm naøy laø vi khuaån E. coli coù chieàu roäng 0,5 μm chieàu daøi 2 μm); nhoùm vi khuaån hình que cong vaø xoaén oác (Spirilla), vi khuaån hình que cong coù chieàu roäng khoaûng 0,6-1,0 μm vaø chieàu daøi khoaûng 2-6 μm; trong khi vi khuaån hình xoaén oác coù chieàu daøi coù theå leân ñeán 50 μm; nhoùm vi khuaån hình sôïi coù chieàu daøi khoaûng 100 μm hoaëc daøi hôn. Caùc vi khuaån ñoùng vai troø quan troïng baäc nhaát trong quaù trình phaân huûy caùc hôïp chaát höõu cô trong töï nhieân cuõng nhö trong caùc beå xöû lyù, bieán chaát höõu cô thaønh chaát oån ñònh taïo thaønh boâng caën deã laéng, laøm saïch nöôùc thaûi trong voøng tuaàn hoaøn vaät chaát Vi khuaån ñöôïc chia thaønh 2 nhoùm chính: Vi khuaån kyù sinh (Paracitic Bacteria) laø vi khuaån soáng baùm vaøo vaät chuû, thöùc aên cuûa noù laø thöùc aên ñaõ ñöôïc vaät chuû ñoàng hoùa, chuùng thöôøng soáng trong ñöôøng ruoät cuûa ngöôøi vaø ñoäng vaät, ñi vaøo nöôùc thaûi theo phaân vaø nöôùc tieåu. Hình 2.7: Paracitic Bacteria Vi khuaån hoaïi sinh (Saprophytic Bacteria) duøng chaát höõu cô khoâng hoaït ñoäng laøm thöùc aên, noù phaân huûy caën höõu cô laøm chaát dinh döôõng ñeå soáng vaø sinh saûn, vaø thaûi ra caùc chaát goàm caën höõu cô coù caáu taïo ñôn giaûn vaø caën voâ cô. Baèng quaù trình hoaït ñoäng nhö vaäy, vi khuaån hoaïi sinh ñoùng vai troø cöïc kì quan troïng trong vieäc laøm saïch nöôùc thaûi. Neáu khoâng coù hoaït ñoäng soáng vaø sinh saûn cuûa vi khuaån, quaù trình phaân huûy seõ khoâng xaûy ra. Coù raát nhieàu loaøi vi khuaån hoaïi sinh, moãi loaøi ñoùng vai troø raát ñaëc bieät trong moãi coâng ñoaïn cuûa quaù trình phaân huûy hoaøn toaøn caën höõu cô coù trong nöôùc thaûi vaø moãi loaøi seõ töï cheát khi hoaøn thaønh quy trình soáng vaø sinh saûn ôû giai ñoaïn ñoù. Hình 2.8: Saprophytic Bacteria Taát caû caùc loaøi vi khuaån kyù sinh vaø hoaïi sinh can coù thöùc aên vaø oxi ñeå ñoàng hoùa. Moät soá loaøi trong soá vi khuaån naøy chæ coù theå hoâ haáp baèng oxi hoøa tan trong nöôùc goïi laø vi khuaån hieáu khí, coøn quaù trình phaân huûy chaát höõu cô cuûa chuùng goïi laø quaù trình hieáu khí hay quaù trình oxi hoùa. Moät soá loaøi khaùc trong soá caùc vi khuaån naøy khoâng theå toàn taïi ñöôïc khi coù oxi hoøa tan trong nöôùc, nhöõng vi khuaån naøy goïi laø vi khuaån kò khí vaø quaù trình phaân huûy goïi laø quaù trình kò khí, quaù trình naøy taïo ra caùc muøi khoù chòu. Coøn moät soá loaøi vi khuaån hieáu khí trong quaù trình phaân huûy chaát höõu cô, neáu thieáu hoaøn toaøn oxi hoøa tan, chuùng coù theå töï ñieàu chænh ñeå thích nghi vôùi moâi tröôøng goïi laø vi khuaån hieáu khí tuøy nghi. Ngöôïc laïi cuõng toàn taïi moät loaøi vi khuaån kò khí, khi coù oxi hoøa tan trong nöôùc chuùng khoâng bò cheát maø laïi laøm quen ñöôïc vôùi moâi tröôøng hieáu khí goïi laø vi khuaån kò khí tuøy nghi. Söï töï ñieàu chænh ñeå thích nghi vôùi moâi tröôøng coù söï thay ñoåi cuûa oxi hoøa tan cuûa vi khuaån hoaïi sinh laø raát quan trong trong quy trình phaân huûy chaát höõu cô cuûa nöôùc thaûi trong caùc coâng trình xöû lyù. Nhieät ñoä cuûa nöôùc thaûi coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán quaù trình hoaït ñoäng vaø sinh saûn cuûa vi khuaån, phaàn löôùn vi khuaån hoaïi sinh hoaït ñoäng coù hieäu quaû cao vaø phaùt trieån maïnh meõ ôû nhieät ñoä töø 20-400C. Moät soá loaøi vi khuaån trong xöû lyù caën phaùt trieån maïnh meõ ôû nhieät ñoä 50-600C. Khi duy trì caùc ñieàu kieän moâi tröôøng: thöùc aên, nhieät ñoä, pH, oxy, ñoä aåm thích hôïp ñeå vi khuaån phaùt trieån thì hieäu quaû xöû lyù sinh hoïc trong coâng trình seõ ñaït hieäu quaû cao nhaát. Tuy nhieân khoâng phaûi taát caû caùc loaøi vi khuaån ñeàu coù lôïi cho quaù trình sinh hoùa, moät vaøi trong soá chuùng laø loaøi gaây haïi, trong ñoù coù hai loaøi vi khuaån tieâu bieåu coù haïi cho heä thoáng. Moät laø caùc daïng vi khuaån daïng sôïi (Filamentous) laø caùc daïng phaân töû trung gian, thöôøng keát vôùi nhau thaønh lôùp löôùi nheï noåi leân maët nöôùc vaø gaây caûn trôû cho quaù trình laéng, laøm cho lôùp buøn ñaùy khoâng coù hieäu quaû, sinh khoái seõ khoâng gaén keát laïi vaø theo caùc doøng chaûy saïch ñaõ qua xöû lyù ra ngoaøi. Moät daïng vi khuaån coù haïi khaùc toàn taïi trong löôïng boït dö thöøa trong caùc beå phaån öùng sinh hoùa, phaùt sinh töø caùc heä thoáng thoâng gioù ñeå tuaàn hoaøn oxi trong heä thoáng. - Theo phöông thöùc dinh döôõng, vi khuaån ñöôïc chia laøm 2 loaïi nhö sau: Vi khuaån dò döôõng (Heterotroph): söû duïng caùc chaát höõu cô laøm nguoàn cacbon dinh döôõng vaø nguoàn naêng löôïng ñeå hoaït ñoäng soáng, xaây döïng vaø phaùt trieån teá baøo. Hình 2.9: Heterotroph Vi khuaån töï döôõng (Autotroph): coù khaû naêng oxi hoùa chaát voâ cô ñeå thu naêng löôïng vaø söû duïng CO2 laøm nguoàn cacbon cho quaù trình sinh toång hôïp. Trong nhoùm naøy coù vi khuaån nitrate hoùa, vi khuaån saét, vi khuaån löu huyønh… Virus vaø thöïc khuaån theå: Virus laø nhöõng sinh vaät cöïc nhoû (kích thöôùc khoaûng 20-100nm). Chuùng khoâng coù caáu taïo teá baøo, thaønh phaàn hoùa hoïc raát ñôn giaûn, chæ bao goàm protein vaø acid nucleic, virus chæ chöa AND hoaëc ARÛN, khoâng theå soáng ñoäc laäp maø phaûi soáng kí sinh vaøo teá baøo chuû. Moãi virus coù moät loaïi teá baøo chuû töông öùng, virus baùm vaøo teá baøo chuû roài xaâm nhaäp vaøo noäi baøo, phaàn acid nucleic ñöôïc giaûi phoùng ra khoûi voû boïc. Virus coù nhieàu daïng: virus cuûa ñoäng vaät coù hình quaû caàu, hình tröùng (virus ñaäu gaø), hình hoäp vuoâng hay hình chöõ nhaät (ñaäu boø), hay hình gaäy…virus thöïc vaät coù hình quaû caàu hay hình que daøi( virus ñoám laù, thuoác lao). Söï hieän dieän cuûa virus trong nöôùc thaûi seõ aûnh höôûng khoâng toát cho quaù trình xöû lyù. Thöïc khuaån theå laø virus cuûa vi khuaån, coù khaû naêng laøm tan caùc teá baøo vi khuaån raát nhaïnh. Thöïc khuaån coù hình daùng gioáng quaû chuøy, phaàn ñuoâi caùn coù sôïi moùc ñeå baùm vaøo voû cuûa teá baøo vi khuaån, roài laøm tan moät loã nhoû treân voû teá baøo, phaàn acid nucleic beân trong cuûa virus seõ nhanh choùng xaâm nhaäp vaøo noäi baøo. - Trong nöôùc thaûi thöôøng coù nhöõng vi khuaån gaây beänh cho ngöôøi vaø ñoäng vaät, keøm theo coù caû nhöõng thöïc khuaån theå töông öùng vôùi töøng loaïi vi khuaån ñoù. Do ñoù khi thaáy coù thöïc khuaån theå trong nöôùc thaûi ngöôøi ta coù theå keát luaän ñöôïc söï coù maët cuûa vi khuaån töông öùng. 2.3.3. Vi naám (Fungi) - Naám coù caáu taïo cô theå ña baøo, hieáu khí, vaø thöôøng thuoäc loaïi cô theå sinh vaät dò döôõng. Chuùng laáy döôõng chaát töø caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi. Cuøng vôùi vi khuaån, naám chòu traùch nhieäm phaân huûy caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi. Veà maët sinh thaùi hoïc naám coù hai öu ñieåm so vôùi vi khuaån: naám coù theå phaùt trieån trong ñieàu kieän aåm ñoä vaø pH thaáp. Khoâng coù söï hieän dieän cuûa naám, chu trình cacbon seõ chaäm laïi vaø caùc chaát thaûi höõu cô seõ tích tuï trong moâi tröôøng. Caùc gioáng naám thöôøng gaëp trong nöôùc thaûi laø Saplogeria vaø Leptomus Hình 2.10: Fungi 2.3.4. Naám men - Naám men thuoäc cô theå ñôn baøo, chuùng coù hình daïng khoâng oån ñònh, thöôøng laø hình caàu, hình elip, hình baàu duïc vaø caû hình daøi. Teá baøo naám men thöôøng coù kích thöôùc lôùn gaáp 5-10 laàn teá baøo vi khuaån, kích thöôùc trung bình cuûa naám men laø 9-10 µm vaø roäng 2-7 µm. - Naám men phaân huûy caùc chaát höõu cô haïn cheá hôn nhöng chuùng coù theå leân men ñöôïc moät soá ñöôøng thaønh röôïu, acid höõu cô, glycerin trong ñieàu kieän kò khí vaø phaùt trieån taêng sinh khoái trong ñieàu kieän kò khí. Hình 2.11: Naám men 2.3.5. Naám moác - Naám moác ñöôïc phaân boá roäng raõi trong töï nhieân, chuùng khoâng phaûi laø thöïc vaät cuõng khoâng phaûi laø ñoäng vaät neân chuùng hoaøn toaøn khaùc vôùi vi khuaån vaø naám men. - Naám moác coù khaû naêng phaân huûy ñöôïc caùc chaát höõu cô khoù phaân huûy nhö xenlulozo, hemixenlulozo vaø lignin. - Noùi chung vi sinh daïng naám coù kích thöôùc lôùn hôn vi khuaån vaø khoâng coù vai troø trong giai ñoaïn phaân huûy ban ñaàu caùc chaát höõu cô trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi. Maëc duø naám coù theå söû duïng caùc vaät chaát höõu cô tan trong moái quan heä caïnh tranh vôùi caùc vi khuaån, nhöng chuùng döôøng nhö khoâng caïnh tranh toát trong quaù trình sinh tröôûng lô löûng hay ôû ñieàu kieän baùm dính, trong moâi tröôøng bình thöôøng, vì vaäy khoâng taïo thaønh söï can ñoái trong heä thoáng vi truøng hoïc. Noùi caùch khaùc khi khoâng cung caáp ñuû oxi vaø nito hoaëc khi pH quaù thaáp, naám coù theå sinh saûn nhanh, gay ra caùc vaán ñeà aûnh höôûng töông töï nhö caùc vi khuaån daïng sôïi. Hình 2.12: Naám moác 2.3.6. Taûo (Algae) - Taûo laø nhoùm vi sinh vaät töï döôõng quang hôïp, coù dieäp luïc vaø coù khaû naêng söû duïng CO2 hoaëc bicacbonat laøm nguoàn cacbon vaø nguoàn nito, phosphor voâ cô ñeå caáu taïo teá baøo döôùi taùc duïng cuûa aùnh saùng maët trôøi. - Trong nöôùc giaøu nguoàn N vaø P, ñaëc bieät laø P seõ laø ñieàu kieän raát toát cho taûo phaùt trieån. Nguoàn CO2 coù theå do vi sinh vaät hoaït ñoäng trong nöôùc, phaân huûy caùc chaát höõu cô taïo thaønh cung caáp cho taûo hoaëc töø khoâng khí. - Maëc duø taûo khoâng phaûi laø sinh vaät gaây haïi, nhöng chuùng coù theå gaây ra moät soá vaán ñeà trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi. Taûo phaùt trieån laøm cho nöôùc coù maøu saéc, thöïc chaát laø maøu saéc cuûa taûo. Taûo xanh Aphanizomenon blosaquae, Anabaena microistic…laøm cho nöôùc coù maøu xanh lam. Taûo Oscilatoria rubecens laøm cho nöôùc ngaõ maøu hoàng Khueâ taûo ( Melosira, Navicula) laøm cho nöôùc coù maøu naâu. Chrisophit laøm cho nöôùc coù maøu vaøng nhaït. Taûo phaùt trieån coøn laøm cho nöôùc coù nhieàu muøi khoù chòu nhö muøi coû, muøi thoái… Hình 2