Tải bản đầy đủ

NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG VI SINH VẬT BỔ SUNG VÀO QUÁ TRÌNH TẠO BÙN HẠT HIẾU KHÍ ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------

NGUYỄN NGỌC ÁNH

NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG
VI SINH VẬT BỔ SUNG VÀO QUÁ TRÌNH TẠO BÙN HẠT HIẾU
KHÍ ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN NGỌC ÁNH


NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG VI SINH VẬT
BỔ SUNG VÀO QUÁ TRÌNH BÙN HẠT HIẾU KHÍ ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC
THẢI CHẾ BIẾN TINH BỘT

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng
Mã số: 60 52 03 20

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Tăng Thị Chính
TS. Trần Thị Huyền Nga

Hà Nội - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Tất cả các số liệu
nghiên cứu của luận văn là trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận
văn nào khác và xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được
chỉ rõ nguồn gốc.
Tôi xin cảm ơn mọi sự giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện tốt
luận văn này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 01 năm 2016
Học viên

Nguyễn Ngọc Ánh

i


LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được thực hiện tại phòng thí nghiệm của phòng Vi sinh vật môi
trường, Viện công nghệ môi trường. Để hoàn thành được luận văn này tôi đã nhận
được rất nhiều sự động viên, giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Tăng Thị Chính
đã hướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu của mình.
Xin cùng bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Nguyễn Thị Hòa và tập thể
cán bộ phòng Vi sinh vật môi trường đã đem lại cho tôi những kiến thức bổ trợ, vô
cùng có ích và tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi thực hiện nghiên cứu của mình.
Cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới TS. Trần Thị Huyền Nga, Bộ môn

Công nghệ môi trường, Khoa Môi trường, Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại
học - Đại học khoa học tự nhiên đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập
cũng như trong thời gian thực hiện nghiên cứu.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, những người đã luôn
bên tôi, động viên và khuyến khích tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu
của mình.
Hà Nội, ngày 10 tháng 01 năm 2016
Học viên

Nguyễn Ngọc Ánh

ii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................3
1.1. Thực trạng ô nhiễm nước thải từ các làng nghề chế biến tinh bột .......................3
1.1.1. Đặc điểm nước thải chế biến tinh bột ..................................................... 3
1.1.2. Thực trạng ô nhiễm nước thải các làng nghề chế biến tinh bột ................ 4
1.2. Tác động của nước thải chế biến tinh bột đến môi trường sinh thái ................... 6
1.2.1. Ô nhiễm nguồn nước............................................................................. 6
1.2.2. Ô nhiễm đất .......................................................................................... 7
1.2.3. Ô nhiễm không khí ............................................................................... 7
1.2.4. Ảnh hưởng đến con người ..................................................................... 8
1.3. Các phương pháp xử lý nước thải chế biến tinh bột ............................................ 8
1.3.1. Phương pháp hóa học ............................................................................ 8
1.3.2. Phương pháp hóa lý .............................................................................. 9
1.4. Công nghệ vi sinh trong xử lý nước thải chế biến tinh bột ................................ 16
1.4.1. Cấu tạo và quá trình phân hủy tinh bột ................................................. 16
1.4.2. Một số vi sinh vật phân hủy tinh bột và lợi ích thu được khi ứng dụng
chúng vào trong quá trình xử lý nước thải chứa nhiều tinh bột ......................... 18
1.4.3. Sự phát triển của vi sinh vật trong các công trình xử lý ......................... 19
1.4.4. Ưu thế của phương pháp vi sinh vật ..................................................... 20
1.4.5. Bùn hạt hiếu khí ................................................................................. 21
1.5. Xử lý nước thải bằng công nghệ SBR ................................................................ 24
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................27
2.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................27
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................... 27
2.1.2. Dụng cụ và hoá chất ............................................................................. 27
2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 28

iii


2.2.1. Phương pháp lấy mẫu nước thải ............................................................ 28
2.2.2. Phương pháp xác định sinh khối tế bào theo mật độ quang ..................... 28
2.2.3. Phương pháp phân lập vi sinh vật ......................................................... 28
2.2.4. Tuyển chọn chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải tinh bột ................. 29
2.2.5. Phương pháp tinh sạch, giữ giống và hoạt hóa vi sinh vật ..................... 29
2.2.6. Phương pháp đánh giá khả năng sinh amylase của các chủng vi sinh vật
tuyển chọn .................................................................................................... 30
2.2.7. Phương pháp xác định ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sự sinh
trưởng và sinh tổng hợp amylase của các chủng vi sinh vật đã tuyển chọn ....... 31
2.2.8. Phương pháp xác định các đặc điểm hình thái, sinh lý hoá của các chủng
vi khuẩn ............................................................................................................... 31
2.2.9. Phương pháp xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) ............................... 32
2.2.10. Phương pháp xác định nito tổng số .......................................................... 33
2.2.11. Phương pháp xác định photpho tổng số .................................................. 34
2.2.12. Phương pháp xác định amoni ................................................................... 34
2.2.13. Phương pháp xác định giá trị SV30 (solid value 30) ............................... 35
2.2.14. Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến tinh bột bằng phương pháp bùn hạt
hiếu khí ................................................................................................................ 35
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................36
3.1. Phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật sinh amylase có khả năng phân giải
tinh bột sống cao .......................................................................................................36
3.2. Đặc điểm sinh học của các chủng vi sinh vật tuyển chọn ..................................39
3.2.1. Đặc điểm hình thái của các chủng vi sinh vật tuyển chọn ........................ 39
3.2.2. Phân loại đến loài các chủng vi khuẩn tuyển chọn .................................... 42
3.3. Xác định khả năng sinh enzyme của các chủng vi sinh vật tuyển chọn ................... 44
3.4. Xác định ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sinh trưởng và sinh tổng hợp
amylase của các chủng vi sinh vật tuyển chọn.......................................................... 46
3.4.1. Ảnh hưởng của pH..................................................................................... 46
3.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................................ 48

iv


3.5. Nghiên cứu xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột bằng phương pháp
bùn hạt hiếu khí qui mô phòng thí nghiệm ............................................................... 52
3.5.1. Kiểm tra tính đối kháng của các chủng vi khuẩn tuyển chọn để sử
dụng vào quá trình xử lý nước thải chế biến tinh bột ....................................... 53
3.5.2. Sự phát triển của các chủng vi sinh vật tuyển chọn trong quá trình tạo
bùn hạt hiếu khí ................................................................................................... 54
3.5.3. Sự hình thành và phát triển của bùn hạt hiếu khí ...................................... 54
3.5.4. Kết quả xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột bằng phương pháp
bùn hạt hiếu khí qui mô phòng thí nghiệm .......................................................... 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................63
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 66

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BOD

Nhu cầu ôxi sinh hóa

COD

Nhu cầu ôxi hóa học

DO

Lượng ôxi hòa tan

MLSS

Nồng độ bùn hạt

KPH

Không phát hiện

SBR

Sequency Batch Reator

SS

Tổng chất rắn lơ lửng

QCVN

Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia

TBC

Tinh bột chín

TBS

Tinh bột sống

VK

Vi khuẩn

VSV

Vi sinh vật

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải của một số làng nghề ..........5
Bảng 1.2. Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính ................................................13
Bảng 1.3. Một số vi sinh vât có hệ amylase .............................................................19
Bảng 3.1. Hoạt tính amylase của các chủng VSV phân lập. .....................................36
Bảng 3.2. Hoạt tính amylase của 9 chủng VSV có đường kính...............................39
Bảng 3.3. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào của hai chủng VSV tuyển chọn .41
Bảng 3.4. Phản ứng sinh hóa của hai chủng VSV tuyển chọn ..................................42
Bảng 3.5. Khả năng sinh một số enzyme phân giải protein, xenlulose và tinh bột của
2 chủng VSV tuyển chọn .............................................................................44
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của VSV .....................................46
Bảng 3.7. Hoạt tính sinh enzyme amylase ở các độ pH khác nhau của môi trường .47
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh trưởng của VSV ..................49
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh amylase của VSV ...............50
Bảng 3.10. Mật độ vi sinh trong bùn hạt hiếu khí .....................................................54
Bảng 3.11. Kết quả phân tích đánh giá hiệu quả xử lý .............................................60

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Lưu lượng nước thải sản xuất của một số làng nghề chế biến ....................4
Hình 1.2. Cấu tạo tinh bột .........................................................................................18
Hình 1.3. Đường cong sinh trưởng của vi sinh vật ...................................................20
Hình 1.4. Màu sắc bùn hạt trưởng thành ...................................................................23
Hình 1.5. Đặc tính của bùn hạt và bùn hoạt tính truyền thống .................................23
Hình 1.6. Các pha trong chu trình hoạt động của SBR .............................................25
Hình 2.1. Sơ đồ bể phản ứng SBR sử dụng trong nghiên cứu tạo bùn hạt hiếu khí .35
Hình 3.1. Đánh giá hoạt tính amylase của các chủng VSV phân lập ......................38
Hình 3.2. Khuẩn lạc của chủng VSV tuyển chọn ....................................................40
Hình 3.3. Hình thái tế bào chủng PD17 trên kính hiển vi quang học .......................40
Hình 3.4. Hình thái tế bào chủng DL21 trên kính hiển vi quang học .......................41
Hình 3.5. Hoạt tính sinh enzyme của hai chủng vi khuẩn tuyển chọn ......................45
Hình 3.6. Sinh trưởng của VSV ở các độ pH khác nhau .........................................46
Hình 3.7. Hoạt tính sinh amylase ở các độ pH khác nhau. .......................................48
Hình 3.8. Sinh trưởng của VSV ở các mức nhiệt độ nuôi cấy khác nhau ................49
Hình 3.9. Khả năng sinh enzyme của chủng PD17 ở các mức nhiệt độ ...................50
Hình 3.10. Hoạt tính sinh amylase của chủng DL21 ở các mức nhiệt độ .................51
Hình 3.11. Hoạt tính sinh amylase ở các mức nhiệt độ nuôi cấy khác nhau ..........51
Hình 3.12. Tính đối kháng của hai chủng vi sinh vật tuyển chọn .............................53
Hình 3.13. Bùn hạt hiếu khí sau 3 tuần .....................................................................55
Hình 3.14. Sự phát triển của bùn hạt qua 4 tuần .......................................................56
Hình 3.15. Hiệu quả xử lý COD trong nước thải làng nghề chế biến tinh bột ........57
Hình 3.16. Kết quả xử lý amoni trong nước thải .....................................................57
Hình 3.17. Kết quả xử lý nito trong nước thải .........................................................58
Hình 3.18. Kết quả xử lý tổng photpho trong nước thải ..........................................59

viii


MỞ ĐẦU
Các làng nghề thủ công truyền thống là nét đặc trưng của nhiều vùng nông
thôn Việt Nam. Trong những năm qua, các làng nghề truyền thống ở Viêt Nam đã
và đang có nhiều đóng góp cho sự phát triển kinh tế của đất nước nói chung và nền
kinh tế nông thôn nói riêng. Nhiều làng nghề truyền thống hiện nay đã được khôi
phục, đầu tư phát triển với quy mô và kỹ thuật cao hơn. Hàng hóa thủ công truyền
thống không những phục vụ nhu cầu trong nước mà còn xuất khẩu ra thế giới với
giá trị lớn.
Một trong những loại hình làng nghề phổ biến nhất ở nông thôn Việt Nam là
làng nghề chế biến lương thực (làm bún, miến, bánh đa, chế biến tinh bột…). Sự ô
nhiễm môi trường nước ở các làng nghề này đang ở mức báo động, gây bức xúc cho
xã hội. Nước thải từ các làng nghề chế biến lương thực có chứa hàm lượng các chất
hữu cơ rất cao (các loại đường đơn, axit hữu cơ, protein, xenluloza,...), đây là nguồn
dinh dưỡng thích hợp cho nhiều loại vi sinh vật phát triển. Sự phát triển của các loài
vi sinh vật trong môi trường nước thải giàu hữu cơ không có sự kiểm soát của con
người thường tạo ra các sản phẩm có mùi hôi thối như là H2S, CH4, NH4+… tác
dụng xấu đến môi trường sinh thái. Do vậy, nước thải cần được xử lý trước khi thải
ra môi trường tự nhiên. Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý nước thải làng nghề
như: phương pháp cơ học, hoá lý, hoá học và sinh học… đã được áp dụng và cho
hiệu quả xử lý khác nhau. Trong đó, phương pháp sinh học (bể sinh học hiếu khí)
cho hiệu quả xử lý tốt và thân thiện với môi trường.
Hiện nay, quá trình bùn hoạt tính vẫn đang là công nghệ xử lý nước thải phổ
biến đang được áp dụng trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Tuy nhiên, nhược
điểm của quá trình bùn hoạt tính thông thường chỉ xử lý được chất thải ô nhiễm tải
lượng thấp (<5kgCOD/m3.ngày) và khả năng chịu sốc tải rất kém. Các nghiên cứu
về quá trình tạo bùn hạt trong điều kiện hiếu khí và ứng dụng nó chỉ mới được thực
hiện trên thế giới trong vòng 10 năm trở lại đây và bước đầu đã có một số kết quả

1


khả quan. Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng, bùn hạt hiếu khí có đặc điểm
nổi trội như khả năng lắng tốt, duy trì nồng độ sinh khối cao, khả năng xử lý chất
hữu cơ cao lên đến 10 – 15 kg COD/m3.ngày (trong khi đó khả năng xử lý của bùn
hoạt tính <5 kg COD/m3.ngày), chịu sốc tải trọng, xử lý đồng thời được nito. Mặc
dù có nhiều ưu điểm nhưng các nghiên cứu về tạo bùn hạt hiếu khí và áp dụng trong
xử lý nước thải ở nước ta còn hạn chế. Trước thực tế đó, chúng tôi tiến hành nghiên
cứu đề tài: “Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật bổ sung vào quá
trình tạo bùn hạt hiếu khí để xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột”
Mục tiêu của đề tài:
Nghiên cứu tạo bùn hạt hiếu khí để ứng dụng trong xử lý nước thải làng nghề
chế biến tinh bột từ quy mô phòng thí nghiệm.
Nội dung đề tài:
- Thu thập các tài liệu, dữ liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu.
- Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật hữu ích có khả năng phân
hủy tinh bột cao để bổ sung vào quá trình tạo bùn hạt hiếu khí.
- Nghiên cứu các đặc điểm sinh lý hóa của các chủng vi sinh vật tuyển chọn và
bổ sung vào bùn hạt hiếu khí để xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún miến
- Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún miến bằng phương
pháp xử lý hiếu khí theo mẻ (SBR) sử dụng bùn hạt hiếu khí ở quy mô phòng thí
nghiệm.

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Thực trạng ô nhiễm nƣớc thải từ các làng nghề chế biến tinh bột

1.1.1. Đặc điểm nước thải chế biến tinh bột
Sự phát triển của ngành chế biến tinh bột đã và đang nảy sinh ra những vấn
đề bất cập về môi trường, nó tác động không nhỏ đến môi trường sinh thái và sự
phát triển bền vững của làng nghề. Nước thải sinh ra từ hoạt động sản xuất, nước
thải do mưa chảy tràn tạo ra và nước thải sinh hoạt của người dân.
Đặc điểm chung của nước thải sinh hoạt là chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân
hủy sinh học như protein (40 – 50 %), hydratcacbon (40 – 50 %), chất béo (5 – 10
%), nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 - 450
mg/l [1].
Nước thải do hoạt động sản xuất có chứa hàm lượng tinh bột cao. Do nguyên
liệu dùng cho các hoạt động sản xuất bún miến là gạo, củ dong riềng. Trong gạo có
chứa khoảng 80% tinh bột, còn trong củ dong riềng là 70,9% [28]. Các làng nghề
chế biến nông sản thực phẩm tiêu thụ một khối lượng nước lớn, có nơi lên đến 7000
m3/ngày. Nước sử dụng cho sản xuất bún, miến chủ yếu ở khâu ngâm bột, tẩy màu,
mùi của bột, ngâm trước khi đem chế biến. Nước thải bún, miến có COD tương đối
cao 4000 – 6000 mg/l, độ đục tương đối lớn 400 – 600 NTU do trong quá trình
ngâm bột một lượng nhỏ tinh bột đi theo nước vào nước thải. Thành phần chủ yếu
của gạo, bột dong riềng là tinh bột nên hàm lượng amoni không cao khoảng 40 – 80
mg/l và nitrit thấp (< 3 mg/l), pH của nước thải khá thấp (2 – 3) và có mùi chua rất
khó chịu, tất cả nước thải của các công đoạn được thải chung xuống cống chung,
cùng với nước thải sinh hoạt gây ô nhiễm nặng về không khí và nguồn nước [2].

3


Hình 1.1. Lưu lượng nước thải sản xuất của một số làng nghề chế biến
lương thực, thực phẩm
1.1.2. Thực trạng ô nhiễm nước thải các làng nghề chế biến tinh bột
Hiện nay tại nông thôn, tình trạng ô nhiễm nước đang ở mức báo động trầm
trọng nhất là tại các làng nghề. Theo Báo cáo môi trường quốc gia – Môi trường
nông thôn năm 2014, đến hết năm 2014 số làng nghề và làng có nghề ở nước ta
khoảng 5.096, trong đó số làng nghề truyền thống được công nhận theo tiêu chí làng
nghề hiện nay của Chính phủ là 1.748 [1]. Tuy nhiên, mặt trái của các làng nghề
nông thôn cũng là tình trạng gây ô nhiễm môi trường: nước thải, chất thải do các
làng nghề tại các vùng quê gây ô nhiễm nguồn nước, không khí, đất đai ảnh hưởng
đến cây trồng, vật nuôi và sức khỏe người dân. Bên cạnh đó, tỷ lệ làng nghề sử
dụng thiết bị xử lý nước thải, chất thải độc hại chỉ đạt 4,1% và thực trạng này đang
cho thấy rõ nguy cơ gây ô nhiễm môi trường từ các làng nghề ở nông thôn nước ta
[1]. Đặc biệt là nước thải tại các làng nghề chế biến nông sản đang là vấn đề bức
xúc gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Nước thải của các làng nghề chế
biến lương thực, thực phẩm có đặc tính chung là rất giàu chất hữu cơ, dễ phân hủy
sinh học. Ví dụ, nước thải của quá trình sản xuất tinh bột từ sắn có hàm lượng ô
nhiễm rất cao (COD = 13.300 – 20.000 mg/l, BOD = 5.500 – 14.750 mg/l) [4].
Các làng nghề chế biến tinh bột đã có truyền thống lâu đời và đến nay vẫn
tiếp tục phát triển. Ví dụ làng bún Phú Đô, hàng năm sản xuất được khoảng 5000
tấn bún, cung cấp cho khoảng 50% thị trường bún ở Hà Nội. Tuy nhiên, quá trình

4


sản xuất bún, miến lại tốn rất nhiều nước vì có rất nhiều công đoạn. Nước thải của
sản xuất bún, miến chứa nhiều tạp chất hữu cơ dạng hòa tan hoặc lơ lửng, trong đó
chủ yếu là các hợp chất hydro cacbon như tinh bột, đường, các loại axit hữu cơ
(lactic)... cùng chất tẩy màu, mùi. Theo nhiều khảo sát, nước thải sản xuất bún của
làng nghề Phú Đô với giá trị COD trung bình là 3076,3 mg/l (vượt tiêu chuẩn cho
phép xấp xỉ 40 lần); BOD5 là 2152 mg/l (vượt tiêu chuẩn cho phép hơn 40 lần);
NH4+ là 29.89 mg/l (vượt tiêu chuẩn cho phép xấp xỉ 2 lần) [16]. Nhưng phần lớn
nước thải tại các làng nghề đều thải thẳng ra ngoài không qua bất kỳ khâu xử lý nào
làm cho nguồn nước nhuốm màu đen ngòm và bốc mùi hôi thối. Nước thải này tồn
đọng ở các cống rãnh thường bị phân hủy yếm khí gây ô nhiễm không khí và ngấm
xuống lòng đất gây ô nhiễm môi trường đất và suy giảm chất lượng nước ngầm.
Thực trạng trên không chỉ xảy ra với làng bún Phú Đô mà còn đối với hầu hết các
làng nghề truyền thống trên cả nước.
Tình trạng ô nhiễm môi trường đã khiến một tỷ lệ không nhỏ người dân làng
nghề hoặc ở các khu vực lân cận mắc các bệnh về đường hô hấp, đau mắt, bệnh
đường ruột, bệnh ngoài da... Nguyên nhân gây bệnh chủ yếu do môi trường sinh
hoạt không bảo đảm vệ sinh, nguồn nước sạch khan hiếm. Tỷ lệ mắc bệnh nghề
nghiệp ở làng nghề có tỷ lệ cao hơn rất nhiều những làng thuần nông khác...
Bảng 1.1. Thải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải của một số làng nghề
chế biến lương thực, thực phẩm [2]
Sản phẩm

COD

BOD5

SS

Tấn/năm

Tấn/năm

Tấn/năm

Tấn/năm

Bún Phú Đô

10200

7690

5314

9.38

Bún Vũ Hội

3100

2262

15.3

2.76

Bún bánh Ninh Hồng

4380

1508

10.42

1.84

Tinh bột Dương Liễu

52000

13050

934.4

2.133

Làng nghề

Để từng bước khắc phục ô nhiễm môi trường, đã có nhiều nghiên cứu và
triển khai một số mô hình thí điểm xử lý ô nhiễm làng nghề. Đó là các dự án: Thí
điểm xử lý nước thải cho làng nghề chế biến tinh bột sắn xã Tân Hòa (huyện Quốc

5


Oai);... Các dự án đều thực hiện bằng chế phẩm, đã được nghiệm thu và bàn giao
cho cơ sở sản xuất quản lý sử dụng; đồng thời đang được phổ biến nhân rộng mô
hình xử lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại khu vực làng nghề này.
Tuy vậy, quá trình triển khai vẫn còn chậm và gặp nhiều khó khăn như nguồn
kinh phí đầu tư công nghệ, xây dựng công trình xử lý ô nhiễm môi trường lớn; nhận
thức về trách nhiệm bảo vệ môi trường cho cộng đồng của các hộ sản xuất còn kém;
lực lượng và năng lực chuyên môn của cán bộ quản lý về môi trường cũng còn hạn
chế. Các cấp chính quyền địa phương lại chưa quan tâm đúng mức đến công tác bảo
vệ môi trường nên nhiều chương trình, nhiệm vụ chưa đạt kế hoạch đề ra.
1.2.

Tác động của nƣớc thải chế biến tinh bột đến môi trƣờng sinh thái

Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của kinh tế, xã hội nhiều ngành
thủ công truyền thống đã được khôi phục và phát triển khá mạnh. Tuy nhiên sự phát
triển của các làng nghề còn mang tính chất tự phát, tùy tiện, quy mô sản xuất nhỏ lẻ,
trang thiết bị còn lạc hậu. Tất cả những mặt hạn chế trên không chỉ ảnh hưởng đến
sự phát triển của các làng nghề mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng môi
trường làng nghề và sức khỏe cộng đồng. Một trong các loại hình làng nghề phổ
biến nhất ở nông thôn Việt Nam là làng nghề chế biến lương thực (làm bún, miến,
bánh đa, chế biến tinh bột). Sự ô nhiễm môi trường nước tại các làng nghề này đang
ở mức báo động, gây nhiều bức xúc cho xã hội.
1.2.1. Ô nhiễm nguồn nước
Không phải nói đến những hiệu quả nhiều mặt của làng nghề chế biến tinh bột:
Vừa tạo được công ăn việc làm cho nhiều lao động sở tại, vừa giữ được nghề truyền
thống và phần nào văn hóa đặc sắc của vùng miền. Tuy nhiên, những năm gần đây,
cộng đồng phải lo ngại, thậm chí bức xúc về nạn ô nhiễm môi trường do hoạt động
sản xuất gây ra. Trong đó, ô nhiễm nguồn nước đang là một trong những vấn đề ô
nhiễm nghiêm trọng. Hiện nay, việc sử dụng nước cho quá trình sản xuất tinh bột tại
các làng nghề càng gia tăng do nhu cầu thị trường ngày càng cao dẫn đến lượng
nước thải ngày càng lớn. Mỗi ngày có tới hàng chục nghìn mét khối nước thải chứa
nhiều tạp chất hữu cơ - tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển và chứa những chất

6


hóa học, kiềm, sắt, kim loại… theo các cống rãnh chảy ra ngoài ao, hồ và ngấm
xuống mạch nước ngầm làm ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt của người dân.
Nếu không kiểm soát được nước thải cũng như không áp dụng biện pháp xử lý phù
hợp sẽ gây ra những ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của con người.
Ô nhiễm nguồn nước ảnh hưởng trực tiếp đến các sinh vật nước, đặc biệt là ở
các ao, hồ, sông do đây là nguồn tiếp nhận nước thải. Nhiều loài thủy sinh do hấp
thụ các chất độc trong nước, thời gian lâu ngày đã gây ra những biến đổi trong cơ
thể, một số trường hợp gây biến đổi gen, tạo nhiều loài mới, thậm chí còn làm chết
nhiều loài. Nguồn nước thải không qua xử lý không chỉ gây ra ô nhiễm nguồn nước
mà nó còn thấm vào đất gây nên ô nhiễm đất và ô nhiễm nguồn nước ngầm. Ví dụ
như ở làng nghề Phú Đô mỗi ngày mỗi hộ sử dụng 50m3 nước, số nước này sau khi
sử dụng được thải trực tiếp vào hệ thống thoát nước chung, rồi đổ ra sông Nhuệ.
Một phần không nhỏ còn lại bị cuốn theo nước thải gây ô nhiễm nghiêm trọng nước
mặt, nước dưới đất [2,15].
1.2.2. Ô nhiễm đất
Nước bị ô nhiễm mang nhiều chất vô cơ và hữu cơ thấm vào đất gây ô nhiễm
nghiêm trọng. Khi các chất ô nhiễm từ nước thấm vào đất không những gây ảnh
hưởng đến đất mà còn ảnh hưởng đến cả các sinh vật đang sinh sống trong đất. Các
chất ô nhiễm làm giảm quá trình hoạt động phân hủy chất của một số vi sinh vật
trong đất. Ô nhiễm quá mức là nguyên nhân làm cho nhiều cây cối còi cọc, khả
năng chống chịu kém, không phát triển được hoặc có thể bị thối gốc mà chết [16].
1.2.3. Ô nhiễm không khí
Ô nhiễm môi trường nước không chỉ ảnh hưởng đến đất, nước mà còn ảnh
hưởng đến không khí. Các hợp chất hữu cơ, vô cơ độc hại trong nước thải thông qua
vòng tuần hoàn nước, theo hơi nước vào không khí làm cho mật độ bụi bẩn trong
không khí tăng lên. Không chỉ vậy, các hơi nước này còn là giá bám cho các vi sinh
vật và các loại khí bẩn công nghiệp độc hại khác. Đối với không khí, nguồn gây ô
nhiễm đặc trưng nhất của làng nghề là mùi chua, hôi thối do quá trình phân hủy của
các chất hữu cơ, quá trình ủ, lên men của bún. Quá trình này tạo ra các khí độc gây

7


ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Kết quả phân tích mẫu khí thải ở Phú Đô của
ngành chức năng cho thấy hầu hết đều vượt tiêu chuẩn cho phép gấp nhiều lần,
riêng đối với nồng độ bụi vượt từ 113 đến 230 lần cho phép [16].
1.2.4. Ảnh hưởng đến con người
Báo cáo môi trường quốc gia năm 2014 cho thấy, tại nhiều làng nghề, tỷ lệ
người mắc bệnh (đặc biệt là nhóm người trong độ tuổi lao động) đang có xu hướng
gia tăng. Trong vòng 30 năm qua, có khoảng 40 bệnh mới đã phát sinh và đều có
nguồn gốc ô nhiễm từ môi trường [1]. Tại các làng nghề chế biến nông sản thực
phẩm, bệnh phụ khoa chiếm chủ yếu (13 – 38 %), bệnh về đường tiêu hóa (8 – 30
%), bệnh viêm da (4,5 – 23 %), bệnh đường hô hấp (6 – 18 %), bệnh đau mắt (9 –
15 %). Tỉ lệ mắc bệnh nghề nghiệp ở làng bún Dương Liễu là 70%, làng bún Phú
Đô là 50% [1]. Tác hại của ô nhiễm môi trường qua các chỉ số là hết sức lo ngại.
Vào những ngày hè nắng nóng, nước bốc mùi nồng nặc ảnh hưởng nghiêm trọng
đến cuộc sống của người dân. Nhưng vì cuộc sống mưu sinh, người dân ở đây vẫn
phải sống trong môi trường đó dù biết rằng sức khỏe đang bị đe dọa hàng ngày.
Những vấn đề nổi cộm trên không chỉ làm ô nhiễm nghiêm trọng không khí,
nguồn nước, mất mỹ quan làm suy thoái môi trường nghiêm trọng mà còn tác động
xấu tới sức khỏe người dân của làng nghề và cộng đồng dân cư lân cận, đe dọa tới
sự phát triển bền vững làng nghề Việt Nam.
1.3.

Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chế biến tinh bột
1.3.1. Phương pháp hóa học

Phương pháp hóa học ít được sử dụng, thường dùng để điều chỉnh pH của
nước thải về giá trị thích hợp, hoặc dùng ở bước cuối cùng của quá trình xử lý. Cơ
sở của phương pháp hóa học là các phản ứng hóa học, các quá trình hóa lý diễn ra
giữa chất bẩn với hóa chất cho vào. Phương pháp hóa học gồm phương pháp trung
hòa và phương pháp oxy hóa-khử [5].
- Trung hòa: Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau. Muốn nước
thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều

8


chỉnh pH về vùng 6,6 – 7,6. Các hóa chất thường dùng là NaOH, KOH, Na2CO3 với
nước thải có tính axit và H2SO4, HCl, HNO3 với nước thải có tính kiềm.
- Phương pháp oxi hóa – khử: Tiến hành oxi hóa - khử các hợp chất hữu cơ,
vô cơ. Phương pháp này tốn một lượng lớn xúc tác hóa học, chỉ dùng khi nước thải
không thể xử lý được bằng phương pháp khác. Thường được sử dụng ở giai đoạn
cuối của quá trình xử lý. Các hóa chất thường sử dụng là chất oxi hóa như: Clo và
hợp chất của Clo, O3, KMnO4, I2, H2O2. Chất khử như: Cr, As, Hg.
1.3.2. Phương pháp hóa lý
Có nhiều phương pháp hóa lý được sử dụng trong xử lý nước thải.
- Phương pháp keo tụ: Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất
rắn huyền phù có kích thước ≥ 10-2mm, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không thể
lắng được. Ta có thể làm tăng kích cỡ các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt
phân tán liên tiếp vào các tập hợp hạt để có thể lắng được. Muốn vậy, cần trung hòa
điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau. Quá trình tạo thành bông
lớn từ các hạt nhỏ được gọi là quá trình keo tụ. Các hóa chất thường sử dụng: phèn
Fe, phèn Al. Khi cho hóa chất vào sẽ tạo điều kiện cho các chất rắn lơ lửng liên kết
lại với nhau tạo thành bông lơ lửng có kích thước lớn, có thể lọc được [5].
- Phương pháp hấp phụ: dùng để loại bỏ hết các chất hòa tan vào nước mà
phương pháp xử lý sinh học và các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm
lượng rất nhỏ. Thông thường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính hoặc các chất
có màu hoặc mùi khó chịu. Các chất hấp phụ thường sử dụng là: than hoạt tính, xỉ,
đất xét hoạt tính, silicagen, mạt sắt… Lượng chất hấp phụ tùy thuộc vào khả năng
hấp phụ của từng chất và hàm lượng chất bẩn có trong nước. Phương pháp này có
khả năng hấp phụ 58 – 95% các chất hữu cơ và màu [5].
- Phương pháp tuyển nổi: Phương pháp tuyển nổi dựa trên nguyên tắc: các
phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính
vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt nước, sau đó người ta tách các bọt khí cùng các
phần tử dính ra khỏi nước. Quá trình này được thực hiện nhờ thổi không khí thành
bọt nhỏ vào trong nước thải. Ưu điểm của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn

9


các hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn. Khi các hạt đã nổi lên bề mặt,
chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớt lọc [5].
- Phương pháp trao đổi Ion: Thực chất của phương pháp này là quá trình
trong đó các ion trên bề mặt chất rắn trao đổi với các ion có cùng điện tích trong
dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là ionit (chất trao đổi ion). Chúng
hoàn toàn không tan trong nước. Phương pháp trao đổi Ion được ứng dụng để xử lý
nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Ni, Hg, Mn…cũng như các hợp chất của
Asen, Photpho, Xyanua và chất phóng xạ. Phương pháp này đạt được mức độ xử lý
cao, là phương pháp được sử dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước cấp và
nước thải. Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hay hữu cơ có nguồn gốc tự
nhiên hay tổng hợp. Nguồn gốc tự nhiên như zeolit, đất sét, than đá… tổng hợp như
silicagen, pecmutit, nhựa tổng hợp… [5]
1.3.4. Phương pháp sinh học
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là một quá trình phức tạp bởi đó
là quá trình phát triển của vi sinh vật xảy ra trong thiết bị xử lý, bị ràng buộc bởi các
hiện tượng hóa lý liên quan đến chuyển chất và năng lượng. Tính phức tạp của nó
còn ở chỗ các quá trình đó xảy ra ở mức độ vi mô. Các quá trình xử lý sinh học có
thể chia thành hai loại chính: Quá trình hiếu khí và quá trình yếm khí. Trong các hệ
thống hiếu khí, các vi sinh vật phân huỷ các hợp chất hữu cơ và vô cơ có sự tham
gia của oxy. Còn trong quá trình yếm khí các chất bị phân huỷ không cần sự có mặt
của oxy [21].
Trong thực tế người ta thường kết hợp cả hai phương pháp xử lý yếm khí và
hiếu khí trong một công nghệ xử lý nước thải. Các phương pháp yếm khí được sử
dụng chủ yếu trong quá trình xử lý nước thải công nghiệp có hàm lượng chất hữu cơ
cao (BOD5 = 1500 – 5000 mg/l). Để thực hiện phương pháp này có thể sử dụng
phương pháp lọc yếm khí, bể ổn định tiếp xúc - hầm biogas, hồ yếm khí.
* Lọc sinh học
Bể lọc sinh học là một hệ thống thiết bị sinh học trong đó vi sinh vật được cố
định trên lớp vật liệu xốp, tạo màng. Khi nước thải được cấp khí và tiếp xúc với

10


màng lọc sinh học, các chất hữu cơ bị oxy hoá, do vậy nước thải được làm sạch
[10]. Bể gồm các bộ phận chính:
- Phần chứa vật liệu lọc (lớp đệm bằng đá hoặc các vật liệu khác như: quả
bóng nhựa, hoa nhựa, tấm nhựa tổng hợp… có đường kính trung bình 20-30 mm và
30-80 mm).
- Hệ thống phân phối nước thải đảm bảo tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt lớp
lọc.
- Hệ thống dẫn và phân phối khí bố trí dưới đáy bể lọc.
Bể lọc sinh học được phân thành các loại:
- Lọc nhỏ giọt (thông khí tự nhiên)
- Lọc tải lượng cao (thông khí nhân tạo)
- Tháp lọc, đĩa lọc sinh học
Vi sinh vật sử dụng trong quá trình lọc sinh học chủ yếu là vi khuẩn. Mặc dù lớp
màng này rất mỏng khoảng 1 – 3 mm nhưng cũng phân biệt thành hai lớp: Lớp yếm
khí ở sát bề mặt đệm và lớp hiếu khí ở bên ngoài. Các chất hữu cơ được oxy hoá do cả
hai quá trình hiếu khí và yếm khí. Thực chất của quá trình lọc sinh học là nhờ hệ thống
vi sinh vật hiếu khí và yếm khí phân huỷ các chất hữu cơ có trong nước thải khi nước
thải chảy qua lớp màng sinh học này [10].
So với hệ thống bùn hoạt tính, lọc sinh học có ưu điểm là ít nhạy cảm hơn
đối với sự thay đổi tải trọng, tiêu tốn ít năng lượng hơn khi không có bộ phận thông
khí cưỡng bức, ưu điểm nữa của phương pháp lọc sinh học là lượng bùn tạo ra ít.
Thiết bị lọc có chiều cao lớn tiết kiệm được mặt bằng cần thiết để xây dựng hệ
thống xử lý. Tuy nhiên, hệ thống này đòi hỏi kinh phí lớn, vận hành tương đối phức
tạp và đặc biệt yêu cầu phải có khu hệ vi sinh vật ổn định cho quá trình xử lý.
* Bể Aeroten
Bể Aeroten là hệ thống xử lý bằng cấp khí nhân tạo. Trong quá trình xử lý, các
vi sinh vật sinh trưởng, phát triển và tồn tại ở trạng thái huyền phù. Quá trình xử lý
nước thải được thực hiện trong bể oxy hoá có cấp khí [10]. Việc sục khí ở đây đảm
bảo cho hai yêu cầu của quá trình:

11


- Đảm bảo độ oxy hoà tan cao, cung cấp đủ khí cho vi sinh vật sinh trưởng và
thực hiện quá trình oxy hoá các chất hữu cơ.
- Duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng trong nước xử lý, tạo ra hỗn hợp
huyền phù, giúp sinh vật tiếp xúc liên tục với các chất hữu cơ hoà tan trong nước,
thực hiện quá trình hô hấp hiếu khí làm sạch nước thải.
Nếu không đủ điều kiện hiếu khí hoặc ngừng thổi khí, khuấy trộn các hạt bùn
sẽ kết lại thành khối và lắng xuống đáy.
Như vậy, trong tất cả các phương pháp sinh học xử lý nước thải, vi sinh vật
luôn là một nhân tố chủ đạo. Vi sinh vật tham gia vào quá trình oxy hoá các chất
gây ô nhiễm, làm sạch nước thải. Tuy nhiên, không phải bất kỳ loài vi sinh vật nào
cũng có khả năng làm sạch nước và tạo độ kết lắng tốt. Có những loài sau khi phát
triển chúng không những không tạo kết lắng mà còn sinh ra chất nhầy làm tăng độ
nhớt của nước thải làm cho quá trình làm sạch càng khó khăn hơn. Thậm trí một số
vi sinh vật còn sinh ra các sản phẩm phụ có ảnh hưởng xấu tới môi trường là mầm
gây bệnh cho con người và gia súc. Do vậy, bên cạnh việc lợi dụng những tính năng
ưu việt của các loài vi sinh vật thì chúng ta cần phải lựa chọn những chủng vi sinh
vật thích hợp vừa có khả năng làm sạch, vừa tạo độ kết lắng tốt vừa không gây độc
hại cho môi trường [11].
* Xử lý nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính
Trong nước thải, sau một thời gian làm quen, các tế bào vi khuẩn bắt đầu
sinh trưởng, sinh sản và phát triển. Nước thải bao giờ cũng có các hạt chất rắn lơ
lửng khó lắng. Các tế bào vi khuẩn sẽ dính vào các hạt lơ lửng này và phát triển
thành các hạt bông cặn có hoạt tính phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn nước thể
hiện bằng BOD. Các hạt bông bùn này nếu được thổi khí và khuấy đảo sẽ lơ lửng ở
trong nước, được lớn dần lên do hấp thu nhiều hạt chất rắn lơ lửng nhỏ, tế bào vi
sinh vật, nguyên sinh động vật và các chất độc. Các hạt bông này khi ngừng thổi khí
hoặc các chất hữu cơ làm cơ chất dinh dưỡng cho vi sinh vật trong nước cạn kiệt
chúng sẽ lắng xuống đáy bể hoặc hồ thành bùn. Bùn này được gọi là bùn hoạt tính.

12


Bùn hoạt tính lắng xuống là “bùn già”, hoạt tính giảm. Nếu được hoạt hóa (trong môi
trường thích hợp có sục khí) sẽ sinh trưởng trở lại và hoạt tính được phục hồi.
Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính rất phong phú với các loại vi khuẩn,
nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, động vật nguyên sinh. Số lượng vi khuẩn trong bùn
hoạt tính dao động trong khoảng 108 – 1012 trong 1 mg chất khô. Phần lớn chúng là
Pseudomonas, Achomobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus, Flavobacterium…
Trong khối nhầy có các loài Zooglea, đặc biệt là Zooglea ramigola, rất giống
Pseudomonas, chúng có khả năng sinh ra một bao nhầy xung quanh tế bào. Bao nhầy
này là một polyme sinh học, thành phần là polysaccarit, có tác dụng kết các tế bào vi
khuẩn lại thành các hạt bông [13]. Ngoài ra, trong bùn hoạt tính còn có mặt các vi
khuẩn phân hủy các polyme, vi khuẩn phản nitrat hóa, vi khuẩn khử sunfat. Một số
giống vi khuẩn điển hình có mặt trong bùn hoạt tính được thể hiện trên bảng 1.2.
Bảng 1.2. Quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính [5]
TT

Vi khuẩn

Vai trò
Phân huỷ cacbonhydrat, protein, các hợp chất hữu cơ

1

Pseudomonas

2

Arthrobacter

Phân huỷ cacbonhydrat

3

Bacillus

Phân huỷ cacbonhydrat, protein

4

Cytophaga

Phân huỷ các polyme

5

Zooglea

Tạo thành chất nhầy, hình thành các chất keo tụ

6

Acinetobacter

Tích luỹ polyphotphat, phản nitrat

7

Nitrobacter

Nitrat hoá

8

Sphaerotilus

Sinh nhiều tiên mao, phân hủy các chất hữu cơ

9

Acaligenes

Phân hủy protein, phản nitrat hóa

10

Flavobacterium

Phân hủy protein

11

Acinetobacter

Phản nitrat hóa

12

Hyphomicrobium

Phản nitrat hóa

13

Desulfovibrio

Khử sunfat, khử nitrat

và phản nitrat hóa

13


Các động vật nguyên sinh cũng có mặt trong bùn hoạt tính và tham gia vào
quá trình làm sạch nước thải. Chúng ăn các vi khuẩn già hoặc đã chết, tăng cường
loại bỏ vi khuẩn gây bệnh, làm đậm đặc màng nhầy nhưng lại làm xốp khối bùn, kích
thích vi sinh vật tiết enzyme ngoại bào để phân hủy chất hữu cơ nhiễm bẩn và làm kết
lắng bùn nhanh.
Để xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính có hiệu quả, cần sử dụng nhiều biện
pháp khác nhau để tạo bùn hoạt tính nhằm tăng số lượng cũng như hoạt lực của các vi
sinh vật có trong đó như: lấy bùn hoạt tính ở nơi xử lý khác có tính chất giống như
nước thải nghiên cứu, hồi lưu bùn đã dùng ở những bể xử lý nước thải trước trở lại
các bể sục khí. Ngoài ra, cần chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát
triển của vi sinh vật có trong bùn hoạt tính như:
- Nhiệt độ của nước thải: Nếu nhiệt độ cao thì phải có thiết bị hạ nhiệt độ
xuống khoảng 25 – 300C;
- pH của nước thải: Cần phải điều chỉnh pH của nước thải đạt khoảng 6,5 – 7,5;
- Các nguyên tố có tính độc có thể tiêu diệt hoặc kìm hãm sinh trưởng của vi
sinh vật. Nước thải có chứa các độc tố đặc biệt này cần phải có biện pháp xử lý riêng
trước khi được xử lý bằng bùn hoạt tính;
- Tỷ số BOD5: N: P: Đây là các chỉ số cần được quan tâm khi cân bằng dinh
dưỡng cho VSV trong nước thải. Tỷ lệ BOD5: N: P được đề xuất tối ưu là 100: 5: 1.
Ngoài chất hữu cơ, nitơ và photpho là hai nguồn dinh dưỡng quan trọng cho sự tạo
thành tế bào mới và hoạt động của vi sinh vật trong bùn hoạt tính. Ngoài ra, để phát
huy được vai trò của bùn hoạt tính đến điều kiện hiếu khí hay nồng độ oxy hòa tan
trong nước, chúng ta phải quan tâm trong các quy trình công nghệ xử lý nước thải
bằng bùn hoạt tính. Có thể làm tăng nồng độ oxy hòa tan bằng cách tăng mặt thoáng
của ao hồ, áp dụng các biện pháp sục khí và khuấy cưỡng bức [13].
* Phương pháp xử lý nước ô nhiễm bằng vi tảo
Tảo là thực vật bậc thấp, sống theo kiểu quang tự dưỡng, dị dưỡng hoặc tạp
dưỡng. Có loại tảo có cấu trúc đơn bào, có loại mọc nhánh dài. Chúng là thực vật

14


phù du, có thể trôi nổi ở trong nước hay móc vào các giá đỡ (loài thực vật khác).
Trong số khoảng 50.000 loài tảo trên thế giới thì vi tảo chiếm đến 2/3. Nhiều loài
tảo, như vi tảo còn được xếp vào nhóm vi sinh vật, tảo lam được xếp vào nhóm vi
khuẩn lam. Tảo phát triển làm nước có màu sắc, thực chất là màu sắc của tảo (tảo
lam Anabaena cylindrica làm cho nước có màu xanh lam, Oscilatoria rubecens làm
cho nước ngả màu hồng, các loài khuê tảo Melorisa, Navicula làm cho nước có màu
vàng nâu...) [13].
Trong nước thải giàu nguồn N và P là điều kiện tốt cho tảo phát triển. Nguồn
CO2 có thể do vi sinh vật hoạt động thải ra trong nước, phân hủy các chất hữu cơ tạo
thành và cung cấp cho tảo hoặc từ không khí.
Cơ sở sinh học của việc sử dụng một số loài tảo để xử lý nước thải là dựa
vào đặc tính sinh trưởng tự nhiên của chúng. Tảo sử dụng CO2 hoặc bicacbonat làm
nguồn cacbon và nguồn nitơ, photpho vô cơ để cấu tạo tế bào dưới tác dụng của
năng lượng ánh sáng mặt trời, đồng thời thải ra khí oxy. Quá trình quang hợp của
tảo được biểu diễn như sau:

CO2 + NH4 + PO43-

Ánh sáng

Tế bào tảo mới (tăng sinh khối) + O2

Các khí oxy phân tử sinh ra làm giàu thêm hàm lượng oxy hòa tan trong
nước, tạo điều kiện thuận lợi giúp vi khuẩn hiếu khí phát triển và thúc đẩy các phản
ứng oxy hóa - khử trong quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ xảy ra nhanh
hơn.
Vai trò chính của tảo và thực vật thủy sinh là khử nguồn amonium hoặc
nitrat, cùng nguồn photphat có trong nước. Việc làm giảm các chất hữu cơ ô nhiễm
trong nước chủ yếu là nhờ một số loại vi khuẩn, tảo và thực vật khác chỉ sinh oxy
và có rễ để vi khuẩn bám vào, cùng tán lá che chắn làm giảm tác động của ánh sáng
mặt trời giúp vi khuẩn khỏi chết và tạo điều kiện cho chúng hoạt động tốt hơn.
Các loài vi tảo có thể làm thức ăn tự nhiên trong nuôi trồng thủy sản. Một số
loài tảo có khả năng phát triển trên một số loại nước thải đóng vai trò quan trọng

15


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×