Các vi sinh xử lý nước thải có khả năng phân hủy và chuyển hóa các chất hữu cơ trong nước thải, phân tách chúng thành các tế bào mới và sử dụng chúng làm nguồn dinh dưỡng, đồng thời kích hoạt các phản ứng sinh học tổng hợp. Bài viết dưới đây từ Môi Trường VinaEnvi sẽ cung cấp thông tin về những chủng vi sinh vật hiệu quả nhất trong việc xử lý nước thải, hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý hiện nay.
Vi sinh xử lý nước thải là gì?
Vi sinh vật xử lý nước thải là các sinh vật cực nhỏ, không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Chúng có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải, từ đó giúp cải thiện chất lượng nước.
Các loại vi sinh vật phổ biến như nấm men, nấm mốc, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, giun, dòi,... trong đó, vi khuẩn chiếm phần lớn, lên đến 90%. Các vi sinh vật này được phân loại theo điều kiện môi trường và phương thức xử lý, bao gồm vi sinh vật kỵ khí (yếm khí) và vi sinh hiếu khí, đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước thải.
Vi sinh vật xử lý nước thải là các sinh vật cực nhỏ
Tác dụng của chế phẩm vi sinh xử lý nước thải
Chế phẩm vi sinh đang ngày càng được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý nước thải nhờ những ưu điểm nổi bật sau:
- Chế phẩm vi sinh giúp ngừng sự phát triển của các vi khuẩn gây hại trong nước thải, giảm nguy cơ lây lan bệnh tật.
- Loại bỏ các mùi hôi khó chịu từ nước thải.
- Phân giải các chất hữu cơ như lipit, protein, kitin, tinh bột, xenlulo,… thành các chất dễ dàng bị phân hủy.
- Giảm mức độ COD và BOD trong nước thải về ngưỡng an toàn.
- Các vi sinh vật có lợi trong chế phẩm sẽ hấp thu chất ô nhiễm và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh.
- Làm sạch tảo trong các môi trường nước như ao, hồ, sông, đầm, phá.
- Biến nước thải hữu cơ thành nguồn nước có thể sử dụng cho việc tưới tiêu, phục vụ cho các mục đích hữu ích.
- Phân hủy bùn thải trong hệ thống xử lý nước thải, từ đó giúp tiết kiệm chi phí xử lý bùn.
Chế phẩm vi sinh xử lý nước thải có tác dụng gì?
Xem ngay:
Khám phá hệ thống xử lý nước thải mực in chuẩn xác, chi tiết NHẤT
Tìm hiểu công nghệ xử lý nước thải thủy sản đạt chuẩn theo pháp luật
Cần chuẩn bị những gì trước khi sử dụng công nghệ xử lý nước thải bằng vi sinh vật?
Trước khi bắt đầu quá trình nuôi cấy vi sinh để xử lý nước thải sinh hoạt, có những yếu tố quan trọng cần được xem xét và chuẩn bị kỹ lưỡng để đảm bảo quá trình diễn ra một cách trơn tru và đạt hiệu quả cao.
Kiểm tra trước khi nuôi cấy
Chuẩn bị trước khi nuôi cấy vi sinh có vai trò quyết định đối với hiệu quả tổng thể của quá trình xử lý nước thải sinh hoạt. Nếu bỏ qua bước này, có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng như vi sinh không phát triển, chết hàng loạt, gây ra sự lãng phí và ô nhiễm môi trường.
Kiểm tra lưu lượng nước thải đầu vào
Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng vi sinh yêu cầu hệ thống xử lý phải đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật như sau:
- Bể Aerotank: Cần đảm bảo thể tích đủ lớn và điều kiện sục khí thích hợp để hỗ trợ sự phát triển của vi sinh vật.
- Bể lắng: Phải có khả năng lắng bùn hoạt tính và tách biệt nước sau khi xử lý.
- Hệ thống bơm và đường ống: Đảm bảo khả năng vận chuyển nước thải và bùn hoạt tính một cách liên tục và hiệu quả.
- Thiết bị đo lường và kiểm soát: Cần có các thiết bị giám sát và điều chỉnh các thông số như pH, DO, nhiệt độ trong quá trình nuôi cấy.
Kiểm tra lưu lượng nước thải đầu vào
Để quá trình nuôi cấy vi sinh diễn ra hiệu quả, các yếu tố tự nhiên và nhân tạo cần phải được kiểm tra kỹ lưỡng:
- Lưu lượng nước thải sinh hoạt thường dao động từ 100 đến 200 lít/người/ngày.
- Nhiệt độ lý tưởng cho vi sinh hiếu khí là từ 20 đến 30 độ C.
- Độ pH: Phải duy trì trong khoảng từ 6.5 đến 8.5 để tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật.
- Nhiệt độ: Cần duy trì trong khoảng từ 10 đến 40 độ C, phù hợp với sự phát triển của phần lớn vi sinh vật.
- Nồng độ oxy hòa tan (DO): Nên giữ mức DO trong khoảng 2 - 4 mg/l để đảm bảo vi sinh vật hiếu khí hoạt động hiệu quả.
- Tổng hàm lượng muối hòa tan (TDS): Cần dưới 15 g/l để tránh ảnh hưởng đến sự sống của vi sinh vật.
- Chỉ tiêu BOD5: Không vượt quá 500 mg/l đối với hệ thống xử lý thông thường, hoặc từ 1000 - 1500 mg/l đối với hệ thống cải tiến.
- Tổng chất rắn: Giới hạn dưới 150 mg/l để giảm thiểu ảnh hưởng đến quá trình lắng và xử lý sinh học.
- Không chứa chất độc hại: Cần loại bỏ dầu mỡ, xà phòng, chất tẩy rửa và các chất độc hại khác để bảo vệ sự sống và phát triển của vi sinh vật.
- Cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng: Đảm bảo tỷ lệ BOD5:N:P = 100:5:1 để cung cấp dinh dưỡng tối ưu cho vi sinh vật và đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải.
Quy trình xử lý nước thải bằng vi sinh vật chi tiết
Công nghệ vi sinh trong xử lý nước thải sinh hoạt đang trở thành một phương pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường. Dưới đây là quy trình chi tiết và các thông tin liên quan đến việc áp dụng công nghệ này trong xử lý nước thải sinh hoạt:
Vi sinh vật kỵ khí
Trong điều kiện thiếu oxy, các vi sinh vật kỵ khí phân hủy chất hữu cơ trong nước thải thành khí metan (CH4) và carbon dioxide (CO2). Quá trình này bao gồm các bước sau với sự tham gia của nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau:
- Thủy phân: Các hợp chất hữu cơ phức tạp như carbohydrate, protein, lipid được phân hủy thành các phân tử đơn giản hơn như đường, axit amin và axit béo.
- Acidogenesis: Các sản phẩm thủy phân được chuyển hóa thành axit béo dễ bay hơi (VFAs), rượu và các hợp chất trung gian khác.
- Acetogenesis: Axit béo dễ bay hơi và rượu sẽ được chuyển hóa thành axit axetic (CH3COOH), hydro (H2) và carbon dioxide (CO2).
- Methanogenesis: Axit axetic, hydro và carbon dioxide sẽ tiếp tục chuyển hóa thành khí metan (CH4) và carbon dioxide (CO2).
Vi sinh vật kỵ khí
Vi sinh vật hiếu khí
Khác với phương pháp kỵ khí, xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí yêu cầu cung cấp oxy liên tục để vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ thành nước, carbon dioxide và sinh khối mới. Quá trình này diễn ra trong các bể aerotan, nơi không khí được bơm vào để cung cấp oxy. Phương pháp này mang lại hiệu quả cao và thời gian xử lý ngắn.
Nuôi cấy vi sinh vật
Quá trình nuôi cấy vi sinh vật là yếu tố quan trọng đảm bảo hiệu quả xử lý. Các bước bao gồm:
- Giai đoạn nuôi mới: Thêm nước sạch vào bể và vi sinh vật dạng bùn, sục khí liên tục để cung cấp oxy và tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển.
- Giai đoạn thích nghi: Dần dần bổ sung nước thải vào bể để vi sinh vật làm quen với môi trường mới.
- Giai đoạn bổ sung vi sinh: Sau khi hệ thống ổn định, có thể bổ sung thêm chế phẩm vi sinh để tăng cường hiệu quả xử lý.
Nuôi cấy vi sinh vật
Các chủng vi sinh vật được nuôi cấy
Việc lựa chọn các chủng vi sinh vật phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm của nước thải và mục tiêu xử lý. Các loại vi sinh vật phổ biến trong xử lý nước thải sinh hoạt gồm:
- Vi khuẩn: Phân hủy các chất hữu cơ như protein, carbohydrate và chất béo.
- Nấm: Phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy như cellulose và lignin.
- Protozoa: Tiêu thụ vi khuẩn và các chất hữu cơ khác, giúp làm sạch nước thải.
Việc ứng dụng công nghệ vi sinh trong xử lý nước thải sinh hoạt yêu cầu hiểu biết sâu sắc về quy trình, cách nuôi cấy và các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật. Khi tuân thủ đúng các nguyên tắc này, hệ thống xử lý sẽ đạt hiệu quả tối ưu, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.
Các chủng vi sinh vật được nuôi cấy
Xem ngay:
Quy trình xử lý nước thải dệt nhuộm phổ biến hiện nay
Sơ đồ và quy trình xử lý nước thải xi mạ chuẩn chỉnh từ A - Z
Các chủng vi sinh vật trong xử lý nước thải phổ biến
Tùy vào từng đặc điểm và tính chất của nước thải, việc lựa chọn các chủng vi sinh vật phù hợp là yếu tố quan trọng giúp tối ưu hóa hiệu quả xử lý nước thải.
Vi khuẩn Nitrosomonas
Nitrosomonas là một chi vi khuẩn có hình dạng que, thuộc nhóm vi sinh vật tự dưỡng và gram âm. Loại vi khuẩn này đóng vai trò then chốt trong quá trình Nitrat hóa, có khả năng chuyển hóa Amoniac thành Nitrit, qua đó giúp loại bỏ Amoniac hiệu quả.
Trong quá trình Nitrat hóa, vi khuẩn Nitrosomonas sử dụng Amoniac (NH3) làm nguồn năng lượng, chuyển hóa chúng thành Nitrit (NO2) khi có oxy. Phản ứng hóa học cụ thể như sau:
NH4+ + 1,5 O2 → NO2- + 2H+ + H2O
Vi khuẩn Nitrosomonas
Vi khuẩn Nitrobacter
Nitrobacter là một chi vi khuẩn gram âm, có hình dạng que và thuộc nhóm tự dưỡng. Vi khuẩn này tham gia vào quá trình Nitrat hóa, giúp chuyển hóa Nitrit thành Nitrat (NO3), từ đó làm giảm sự ảnh hưởng của Nitrit dư thừa đến môi trường.
Nitrit là sản phẩm trung gian trong quá trình Nitrat hóa, và vi khuẩn Nitrobacter thực hiện việc chuyển đổi Nitrit thành Nitrat thông qua một phản ứng oxy hóa quan trọng, giúp duy trì môi trường sinh thái ổn định. Phản ứng này diễn ra như sau:
2NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e−
2H+ + 2e− + ½O2 → H2O
Nhóm vi khuẩn Nitrat hóa như Nitrosomonas và Nitrobacter là các chủng vi sinh vật hiệu quả trong việc xử lý Nitơ và Amoniac trong nước thải, góp phần quan trọng trong quá trình làm sạch.
Vi khuẩn Nitrobacter
Vi khuẩn Pseudomonas
Khi quá trình Nitrat hóa kết thúc, bước tiếp theo là khử Nitrat, và vi khuẩn Pseudomonas đảm nhận vai trò này. Đây là loại vi khuẩn gram âm, hình que, không bào tử, có khả năng di chuyển nhờ roi và rất dễ thích nghi với nhiều điều kiện môi trường khác nhau, như hiếu khí, kỵ khí hoặc tùy nghi. Pseudomonas giúp xử lý nước thải bằng các cơ chế như:
- Phân hủy chất hữu cơ có trong nước.
- Thực hiện các phản ứng oxy hóa khử, tạo ra H2O và CO2.
- Khử Nitrat, Nitrit, Amoniac và Nitơ trong nước thải.
- Với khả năng xử lý Nitrat mạnh mẽ, vi khuẩn Pseudomonas là lựa chọn phổ biến trong các phương pháp xử lý nước thải sinh học.
Vi khuẩn Pseudomonas
Vi khuẩn Bacillus Amyloliquefaciens
Bacillus Amyloliquefaciens là một loài vi khuẩn gram dương, hình que, có khả năng phân hủy chất hữu cơ và tham gia vào quá trình Amoni hóa. Loại vi khuẩn này còn có tác dụng ức chế sự phát triển của nhiều sinh vật gây hại. Trong xử lý nước thải, Bacillus Amyloliquefaciens có các chức năng như:
- Phân hủy chất hữu cơ và thủy phân chất béo phức tạp.
- Chuyển hóa cellulose thành đường, giúp giảm tải chất thải hữu cơ.
- Ức chế vi khuẩn gây hại bằng cách cạnh tranh sắt và tạo kháng sinh tiêu diệt các vi khuẩn này.
Vi khuẩn Bacillus Amyloliquefaciens
Vi khuẩn Bacillus Thuringiensis Israelensis
Bacillus Thuringiensis Israelensis là một loài vi khuẩn gram dương, có khả năng sản sinh protein để tiêu diệt các loài côn trùng như muỗi, ruồi đen và nấm Gnats. Loại vi khuẩn này được sử dụng để kiểm soát và tiêu diệt muỗi trong môi trường xử lý nước thải, giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
Bacillus Thuringiensis Israelensis là một phương pháp an toàn cho môi trường và sức khỏe con người, đặc biệt hiệu quả trong các khu vực nước đọng, nơi mà muỗi và các loài côn trùng gây hại có thể sinh sôi nhanh chóng.
Vi khuẩn Bacillus Thuringiensis Israelensis
Các yếu tố tác động đến hiệu quả xử lý vi sinh xử lý nước thải
Khả năng xử lý nước thải của vi sinh vật có thể khác nhau tùy theo từng vùng, chịu tác động bởi các yếu tố như:
- Số lượng vi sinh vật cung cấp cho quá trình nuôi cấy.
- Hàm lượng dinh dưỡng có trong nước thải.
- Nồng độ oxy được bổ sung vào quá trình xử lý.
- Các yếu tố về nhiệt độ và độ pH trong nước thải.
Tùy thuộc vào đặc tính của mỗi loại nước thải, các công ty chuyên xử lý sẽ lựa chọn loại vi sinh vật phù hợp để nuôi cấy. Nếu bạn chưa có kinh nghiệm trong lĩnh vực này, việc tìm đến một công ty chuyên nghiệp sẽ giúp bạn đạt được kết quả xử lý tối ưu.
Xem thêm:
5 Phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi hiệu quả
Xử lý nước thải chung cư: Giải pháp hiệu quả bảo vệ môi trường
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải
Tùy theo thành phần và đặc tính của từng loại nước thải, việc lựa chọn phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt bằng vi sinh vật phù hợp là rất quan trọng. Dưới đây là các loại vi sinh và chế phẩm vi sinh dùng để xử lý nước thải, được nuôi cấy trong môi trường nước:
- Nuôi cấy trong môi trường tự nhiên: Phương pháp phân loại sinh học giúp lựa chọn vi sinh vật thích hợp.
- Bùn vi sinh: Vi sinh vật thường sử dụng trong nuôi cấy vi sinh xử lý nước thải.
- Bùn vi sinh xử lý nước thải: Bùn hoạt tính dưới dạng bùn lỏng, bao gồm pha rắn và nước.
- Vi sinh dạng lỏng: Vi sinh nhân tạo, tổng hợp từ nhiều nguồn, tồn tại dưới dạng lỏng và chờ kích hoạt.
- Vi sinh dạng bột: Vi sinh kết hợp nhiều chủng khác nhau, tồn tại dưới dạng bột khô, chờ kích hoạt.
- Men vi sinh xử lý nước thải công nghiệp: Phương pháp phổ biến trong các bể lọc sinh học hiếu khí.
- Men EcoClean: Độ pH từ 6.8-8.5, dạng bột, mùi nhẹ, màu nâu nhạt.
- Men EcoClean (tiếp): Phù hợp với hợp chất khó phân hủy, chứa tạp chất rắn hữu cơ và cellulose cao.
- Vi sinh Bioclean: Sản phẩm từ Hoa Kỳ, cam kết 100% tự nhiên, hiệu quả cao.
- Men vi sinh Bio-EMS: Kết hợp các chủng vi sinh vật diệt mầm bệnh và loại bỏ mùi hôi.
- Vi sinh MicrobeLift IND: Nuôi cấy dạng lỏng, hoạt tính cao, thiết kế cho hệ thống nước thải khu đô thị.
- Vi sinh xử lý dầu mỡ BIO FG: Xử lý dầu mỡ độc lập, hiệu quả cao mà không cần kết hợp với sản phẩm khác.
Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải
Vừa rồi, chúng ta đã cùng tìm hiểu về các ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải. Việc áp dụng vi sinh vật không chỉ giúp nâng cao hiệu quả xử lý mà còn bảo vệ môi trường. Hy vọng bài viết đã cung cấp những thông tin hữu ích, giúp bạn lựa chọn phương pháp phù hợp cho hệ thống xử lý của mình. Nếu bạn cần giải pháp tối ưu cho cơ sở của mình, hãy liên hệ ngay để được tư vấn chi tiết!
Thông tin liên hệ
Nguyễn Thị Thu Sang
Email: thusang@vinaenvi.vn - thusang@vinaenvi.net
Mobi - Zalo - Viber: 0903.774.112