Đề tài Nghiên cứu và đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng chế phẩm sinh học

MỞ ĐẦU I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Con người và môi trường có mối quan hệ mật thiết với nhau. Trong lịch sử phát triển của con người, để giải quyết các nhu cầu thiết yếu của cuộc sống cũng như sự gia tăng dân số một cách nhanh chóng trong thời gian gần đây đã và đang gây ra nhiều tác động đến cân bằng sinh học trong hệ sinh thái. Thiên nhiên bị tàn phá, môi trường ngày càng xấu đi và việc ô nhiễm môi trường nước đang là một vấn đề lớn mà con người chúng ta đang phải đối mặt. Hầu hết nước thải trong các ngành: công nghiệp, dịch vụ, y tế,… và nước thải sinh hoạt đều chưa được xử lý triệt để đã thải trực tiếp ra ngoài môi trường, gây ra ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng, gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, mỹ quan đô thị cũng như đời sống của các loài động thực vật. Hiện nay có rất nhiều biện pháp xử lý và công nghệ được đưa vào áp dụng trong xử lý nước thải với các quy mô lớn, nhỏ và đạt được hiệu quả xử lý khá cao. Việc xử lý nước thải bằng chế phẩm sinh học đã và đang được áp dụng ở nhiều nơi trên thế giới với các ưu điểm là không độc hại, chi phí không cao, thân thiện với môi trường tận dụng được một số nguồn chất thải hữu cơ,bảo vệ môi trường. Để hiêu rõ hơn về lợi ích, vai trò của chế phẩm trong xử lý nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt, vì vậy tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu và đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng chế phẩm sinh học”. ( chỉnh lại dãn dòng và căn lề) II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng chế phẩm sinh học - So sánh hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng chế phẩm sinh học và các kết quả nghiên cứu trước - Đề ra giải pháp nhằm kết hợp các phương pháp khác với chế phẩm sinh học III. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu về thành phần, tính chất của nước thải sinh hoạt - Tìm hiểu một số quy trình và phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt - Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của chế phẩm sinh học - Đánh giá hiệu quả xử lý nước đầu ra sau khi xử lý và kết luận CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1.1. Khái niệm về nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt là hỗn hợp phức tạp thành phần các chất , trong đó chất bẩn thuộc nguồn gốc hữu cơ thường tồn tại dưới thành phần không hoà tan, dạng keo và dạng hoà tan. Thành phần và tính chất của chất bẩn phụ thuộc vào mức độ hoàn thiện thiết bị, trạng thái làm việc của hệ thống mạng lưới vận chuyển, tập quán sinh hoạt của người dân, mức sống xă hội, điều kiện tự nhiên…do tính chất hoạt động của đô thị mà chất bẩn của nước thải thay đổi theo thời gian và không gian.(chỉnh lề) 1.2. Nguồn gốc của nước thải sinh hoạt ( thống nhất đề mục này không gạch chân bên dưới) Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở, … Thông thường, nước thải sinh hoạt của hộ gia đình được chia làm hai loại chính: nước đen và nước xám. Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là: chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng. Nước xám là nước phát sinh từ quá trình rửa, tắm, giặt, với thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể. Lượng nước thải của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn cấp nước. Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng của các nhà máy cấp nước hay trạm cấp nước hiện có. Cấc trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn. Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vung ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc bằng biên pháp tự thấm. 1.3.Thành phần và đặc tính của nước thải sinh hoạt. Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại: • Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh • Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà. Nước thải sinh hoạt chứ nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra cồn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chât hữu cơ chứ trong nươc thải bao gồm các hợp chất như protein (40%-50%); hydrat cacbon (40%-50%). Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-450mg/l theo trọng lượng khô. Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học. Ở những khu dân cư đông đúc, vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. 3. Tác hại đến môi trường. Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra. • COD, BOD: sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây ra thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4,...làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường. • SS: lứng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí. • Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh vật nước. • Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,… • Ammonia, P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa ( sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vattj, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra ). • Màu: mất mỹ quan. • Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tấn oxy trên bề mặt. CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI. 2.1. Các đặc trưng của nước thải sinh hoạt ( phần này em nên đưa vào chương 1) Lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư được xác định trên cơ sở nước cấp. Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt của các khu dân cư đô thị thường là từ 100 đến 250 l/người/ngày (đối với các nước đang phát triển) và từ 150 đến 500 l/người/ngày (đối với các nước phát triển). Tiêu chuẩn cấp nước các đô thị nước ta hiện nay dao động từ 120 đến 180 l/người/ngày. Đối với khu vực nông thôn, tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt từ 50 đến 120 l/người/ngày. Tiêu chuẩn nước thải phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước. Thông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt lấy bằng 80 đến 100% tiêu chuẩn cấp nước cho mục đích nào đó. Ngoài ra, lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư còn phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập quán sinh hoạt của nhân dân. Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng phụ thuộc vào loại công trình, chức năng, số người tham gia, phục vụ trong đó. Tiêu chuẩn thải nước của một số loại cơ sở dịch vụ và công trình công cộng này được nêu trong bảng 1.1. Bảng 1.1. Tiêu chuẩn thải nước của một số cơ sở dịch vụ và công trình công cộng. Nguồn nước thải Đơn vị tính Lưu lượng, l/ngày Nhà ga, sân bay Hành khách 7,5-15 Khách sạn Khách 152-212Nhân viên phục vụ 30-45 Nhà ăn Người ăn 7,5-15 Siêu thị Người làm việc 26-50 Bệnh viện Giường bệnh 473-908 ( 500-600)* Nhân viên phục vụ 19-56 Trường Đại học Sinh viên 56-113 Bể bơi Người tắm 19-45 Khu triển lãm, giải trí Người tham quan 15-30 Lượng nước thải tập trung của đô thị rất lớn. Lượng nước thải của thành phố 20 vạn dân khoảng 40 đến 60 nghìn m3/ngày. Tổng lượng nước thải thành phố Hà Nội(năm 2006) gần 500.000 nghìn m3/ngày. Trong quá trình sinh hoạt, con người xả vào hệ thống thoát nước một lượng chất bẩn nhất định, phần lớn là các loại cặn, chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng. Ở nước ta Tiêu chuẩn TCXD 51:2007 quy định về lượng chất bẩn tính cho một người dân xả vào hệ thống thoát nước trong một ngày theo bảng 1.2 sau đây. (Căn chỉnh lề) Bảng 1.2. Lượng chất bẩn của một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước (theo quy định của TCXD 51:2007 ). Các chất Giá trị , g/ng.d - Chất lơ lửng (SS ) - BOD5 của nước thải chưa lắng - BOD5 của nước thải đã lắng - Nitơ amôn (N-NH4) - Phốt phát (P2O5) - Clorua (Cl-) 60¸65 65 30¸35 8 3,3 10 Thành phần nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước, đặc điểm hệ thống thoát nước điều kiện trang thiết bị vệ sinh... và có thể tham khảo theo bảng 1.3 sau đây. Bảng 1.3. Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư Chỉ tiêu Trong khoảng Trung bình Tổng chất rắn ( TS), mg/l 350-1.200 720 -Chất rắn hoà tan (TDS) , mg/l 250-850 500 -Chất rắn lơ lửng (SS), mg/l 100-350 220 -BOD5, mg/l 110-400 220 -Tổng Nitơ, mg/l 20-85 40 -Nitơ hữu cơ, mg/l 8-35 15 -Nitơ Amoni, mg/l 12-50 25 -Nitơ Nitrit, mg/l 0-0,1 0,05 -Nitơ Nitrat, mg/l 0,1-0,4 0,2 -Clorua, mg/l 30-100 50 -Độ kiềm , mgCaCO3/l 50-200 100 -Tổng chất béo, mg/l 50-150 100 -Tổng Phốt pho, mg/l 8 Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơ lớn (từ 50 đến 55%), chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có vi sinh vật gây bệnh. Đồng thời trong nước thải còn có nhiều vi khuẩn phân huỷ chất hữu cơ, cần thiết cho các quá trình chuyển hoá chất bẩn trong nước. Trong nước thải đô thị còn có vi khuẩn gây bệnh phát triển, tổng số coliform từ 106 đến 109 MPN/100ml, fecal coliform từ 104 đến 107 MPN/100ml. Như vậy nước thải sinh hoạt của đô thị, các khu dân cư và các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng có khối lượng lớn, hàm lượng chất bẩn cao, nhiều vi khuẩn gây bệnh là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính đối với môi trường nước. 2.2 Các phương pháp thường sử dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt. 2.2.1. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ LÝ HỌC(VậT LÝ) ( KHÔNG VIếT HOA NHữNG Đề MụC NÀY) Trong nước thải thường chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng. Để tách các chất này ra khỏi nước thải. Thường sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực li tâm và lọc. Tùy theo kích thước, tính chất lý hóa, nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp. Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải qua song chắn rác. Tại đây các thành phần có kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, rác cây, bao nilon… được giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn. Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm. Theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác. Song chắn rác cũng có thể đặt cố định hoặc di động. Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 45 – 600 nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng một góc 75 – 850 nếu làm sạch bằng máy. Tiết diện của song chắn có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp. Song chắn tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các vật giữ lại. Do đó, thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía sau và cạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy. Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn trong khoảng từ 0,6 -1m/s. Vận tốc cực đại giao động trong khoảng 0,75 -1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song. Vận tốc cực tiểu là 0,4m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải rắn. (căn chỉnh lề và dãn dòng) A. LẮNG CÁT Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các công trình sinh học phía sau. Bể lắng cát có thể phân thành 2 loại: bể lắng ngang và bể lắng đứng. Ngoài ra để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổi khí cũng được sử dụng rộng rãi. Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt qua 0,3 m/s. Vận tốc này cho phép các hạt cát, các hạt sỏ và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không lắng và được xử lý ở các công trình tiếp theo. B. LẮNG Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bể lắng đợt 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng. Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước thừ 1,5 – 2,5 h. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15000 m3/ngày. Đối với bể lắng đứng, nóc thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc từ 0,5 – 0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động khoảng 45 – 120 phút. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 – 20 %. C. TUYỂN NỔI Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng. Trong một số trường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt nổi lên bề mặt. Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí, hàm lượng chất rắn. Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng 15 – 30 micromet (bình thường từ 50 – 120 micromet). Khi hàm lượng hạt rắn cao, xác xuất va chạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên, do đó, lượng khí tiêu tốn sẽ giảm. Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng. ( chỉnh lề và dãn dòng) 2.2.2. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ A. TRUNG HÒA Nước thải chứa acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo. Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách: - Trộn lẫn nước thải acid và nước thải kiềm; – Bổ sung các tác nhân hóa học; - Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa; – Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước acid. B. KEO TỤ – TẠO BÔNG Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước các hạt thường dao động từ 0,1 – 10 micromet. Các hạt này không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại. Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng. Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút Vander Waals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra nhờ chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. Tuy nhiên trong trường hợp phân tán cao, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với các hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông. 2.2.3. 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, Sunfit, ammonia, Nito… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất để làm thức ăn. Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2 loại: - Phương pháp kị khí sử dụng nhóm vi sinh vật kị khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy. - Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan, cả chất keo và chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo 3 giai đoạn chính như sau: – Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng đến bề mặt tế bào vi sinh vật. – Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào. – Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới. Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hoá là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các yếu tố vi lượng. ( chỉnh lề) A. PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC KỴ KHÍ Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau: Vi sinh vật Chất hữu cơ ——————> CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới Một cách tổng quát quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn: - Giai đoạn 1: thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử; - Giai đoạn 2: acid hóa; - Giai đoạn 3: acetate hóa; - Giai doạn 4: methan hóa. Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin,…trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắt mạch tạo những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn. Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn, và chất béo thành các acid béo. Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và CO2. Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acid, propionic acid và lactic acid. Bên cạnh đó, CO2 và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrate. Vi sinh vật chuyển hóa methan chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamines, và CO. Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành: - Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB); - Qúa trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process). ( chỉnh lề) B. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn: - Oxy hóa các chất hữu cơ; - Tổng hợp tế bào mới; - Phân hủy nội bào. Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều. Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành: - Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng để khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí. Trong số các quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổ biến nhất. - Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate với màng cố định. (chỉnh lề) 2.2.4. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KỴ KHÍ TỰ ĐỘNG. Quy trình công nghệ xử lý gồm bốn công đoạn chính, gồm: thu gom, điều hòa, xử lý kị khí trong các môđun, xử lý mùi và để lắng. Theo đó, nước thải được đưa về bể thu gom; sau đó bơm lên bể điều hòa, để lắng cặn sơ bộ; rồi được bơm vào các môđun kỵ khí có gắn chất mang vi sinh vật bằng polyetylen qua hệ thống khuấy bổ trợ và được đưa vào bể lắng tiếp theo để xử lý mùi, kết hợp với lắng cặn. Sau quá trình xử lý, nước thải nhiễm hữu cơ đạt tiêu chuẩn môi trường. Tuy nhiên, phương pháp hiếu khí chỉ xử lý được nước thải có mức độ ô nhiễm thấp, chi phí vận hành cao và tạo ra nhiều bùn thải. Đối với phương pháp xử lý kỵ khí thì cần phải thời gian dài, lại không chủ động về nhiệt độ môi trường nước, hàm lượng vi sinh vật, nước sau xử lý vẫn còn mùi hôi thối. Để khắc phục các nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí và kỵ khí nêu trên, hiện nay đã có quy trình công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm chất hữu cơ bằng phương pháp kỵ khí điều khiển tự động. 2.2.5. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUẦN HOÀN TỰ NHIÊN. Hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn tự nhiên dựa trên nguyên tắc hoạt động của các vi sinh vật có sẵn để phân hủy các hợp chất hữu cơ cũng như các quá trình vật lý và hóa học tương tự như các quá trình xảy ra trong tự nhiên để làm sạch nước thải. Hệ thống có thể xử lý với hiệu quả cao các chất ô nhiễm hữu cơ dễ phân hủy, hợp chất nitơ, phốtpho, các chất hoạt động bề mặt, vi khuẩn, các chất rắn lơ lửng, màu và mùi có trong nước thải. 2.2.6. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG BỘT THAN HOẠT TÍNH. Bột than hoạt tính và nước thải (thường là nước thải sau xử lý sinh học) được cho vào một bể tiếp xúc, sau một thời gian nhất định bột than hoạt tính được cho lắng, hoặc lọc. Do than hoạt tính rất mịn nên phải sử dụng thêm các chất trợ lắng polyelectrolyte. Bột than hoạt tính còn được cho vào bể aeroten để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải. Than hoạt tính sau khi sử dụng thường được tái sinh để xử dụng lại, phương pháp hữu hiệu để tái sinh bột than hoạt tính chưa được tìm ra, đối với than hoạt tính dạng hạt người ta tái sinh trong lò đốt để oxy hóa các chất 10% hạt¸hữu cơ bám trên bề mặt của chúng, trong quá tŕnh tái sinh 5 than bị phá hủy và phải thay thế bằng các hạt mới.. ( căn chỉnh lề) 2.2.7. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG ĐẤT SÉT, RƠM RẠ,TRẤU, SƠ DỪA, CÁM GẠO, ENZYM,…( xử lý nước thải bằng các phương pháp khác) +Bằng đất sét: Từ thành phần chủ yếu là đất sét, thạc sĩ Lê Ngọc Ninh, công tác tại Trường cao đẳng công nghiệp Phúc Yên, Vĩnh Phúc, đã chế ra một loại nguyên liệu xử lý mùi, màu và giảm ô nhiễm nước có tên là Kabenlis. Chất Kabenlis là hỗn hợp làm từ đất sét cao lanh với chất xúc tác lis - một hỗn hợp nước biển hay muối ăn với chất CaO được điều chế theo một tỷ lệ nhất định. Kabenlis chứa nhiều SiO2, Al2O3, MgO - là các thành phần cơ bản tạo ra nhân keo chủ đạo, giúp hút các ion kim loại và các hợp chất lơ lửng không tan trong nước. Hợp chất này lành tính, không ảnh hưởng đến động thực vật thủy sinh. Nước ô nhiễm được xử lý qua Kabenlis sẽ trở nên trong, không mùi, giữ sự sống bình thường cho các động vật dưới nước. Quy trình xử lý nước ô nhiễm bằng chất này rất đơn giản, chỉ việc hòa tan nó vào nước. Giá thành Kabenlis lại rất rẻ, 1kg sản phẩm Kabenlis có giá từ 500 đến 1.000 đồng. +Xử lý Crôm trong nước thải bằng rơm rạ: Từ phế phẩm của nông nghiệp là rơm, rạ, sinh viên Trần Thị Kiều Chinh, khoa Hóa của Trường đại học Sư phạm Quy Nhơn, Bình Định, đã thực hiện thành công đề tài nghiên cứu khoa học: "Thăm dò khả năng xử lý crôm trong nước thải bằng rơm rạ". Là một nguyên tố kim loại nặng có trong nước thải, crôm và các hợp chất của chúng đều độc, đặc biệt các hợp chất có bậc ôxy hóa cao như cromat, biromat,v.v... Vì vậy, mục đích ban đầu của đề tài là hướng đến xử lý các chất thải này bằng các vật liệu tự nhiên và nếu có hiệu suất cao thì có thể ứng dụng vào thực tế. Theo tác giả, rơm, rạ chính là dạng phế phẩm nông nghiệp rất gần gũi với người nông dân, có quá nhiều ở miền đất nông nghiệp mà phần lớn hiện đang có một công dụng đơn giản là đun bếp.. Vì thế, tác giả đã hoàn thành giải pháp xử lý crôm, loại bỏ bớt được sự độc hại của nguyên tố này trong nước thải. Qua phân tích thành phần hóa học trong rơm, rạ, cho thấy thành phần chính của rạ là xenlulôza, nếu tính theo khối lượng khô thì trong rơm có từ 3 - 4,5% chất có đạm, 1,2 - 2% chất béo, 30% các chất dẫn xuất không chứa đạm, 35 - 36% xenlulôza và 14-15% chất khoáng. Sau khi phân tích các thành phần hóa học của rơm, rạ, và rơm, rạ có khả năng hấp thụ crôm rất tốt. Phương pháp này vừa rẻ tiền, vừa có hiệu quả xử lý rất cao. +Bằng than xỉ : Với việc dùng than xỉ làm các vách ngăn trong bể tự hoại, hiệu suất của bể xử lý nước thải được nâng lên rõ rệt với chi phí thấp. Đây là giải pháp của tiến sĩ Nguyễn Việt Anh, Đại học Xây dựng Hà Nội. Nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Việt Anh đã cải tiến thành công các bể tự hoại truyền thống bằng việc thay đổi cấu tạo bể, thêm các vách ngăn mỏng hướng dòng chảy thẳng đứng trong bể. Theo quy trình này, nước thải không đi qua bể theo chiều ngang mà chuyển động từ dưới lên trên, đi xuyên qua lớp bùn đáy bể. Các vi khuẩn kỵ khí có rất nhiều trong lớp bùn cặn đáy sẽ hấp thu, phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải. Các vách ngăn còn cho phép tăng hệ số sử dụng thể tích bể, tránh được các vùng nước chết. Ngăn lọc kỵ khí được bố trí ở cuối bể, tiếp tục lọc các chất lơ lửng và hữu cơ còn trong nước thải. Nước thải đầu ra lại được xử lý bằng bãi lọc trồng các loài cây thủy sinh. Vì thế chất lượng nước sau xử lý luôn đạt tiêu chuẩn môi trường. Các hộ gia đình chỉ cần xây bể một ngăn lắng và hai ngăn có dòng chảy hướng lên. Còn ngăn lọc kỵ khí chỉ nên áp dụng đối với trường hợp bể được xây ngoài nhà, phục vụ đông người, vì ngăn lọc cho phép tách cặn lắng, tránh tắc trong quá trình xử lý nước thải phân tán nên phải bảo dưỡng, làm vệ sinh cho nó. +Dùng xơ dừa : Các vật liệu dùng làm giá thể cho sinh vật bám trong quy trình xử lý nước thải sinh học thường có ít nhất một trong 4 điểm yếu sau: đắt tiền, trọng lượng lớn, chiếm chỗ và dễ gây tắc nghẽn dòng chảy. Xơ dừa là một vật liệu có thể tránh được những bất lợi đó. Theo Thạc sĩ Nguyễn Ngọc Bích (Viện Nghiên cứu cao su VN), một trong những biện pháp nâng cao hiệu suất xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học là nâng cao mật độ vi sinh vật trong hệ thống. Khi xử lý nước thải bằng quá trình sinh trưởng lơ lửng (không có giá thể cho sinh vật bám), thì nước thải qua xử lý đi ra ngoài, đã mang theo một lượng đáng kể vi sinh vật. Từ kết quả trên, thạc sĩ Bích đã khẳng định khả năng và hiệu quả sử dụng xơ dừa thô trong bể xử lý kỵ khí để xử lý nước thải ngành chế biến cao su. Ngoài ra, có thể áp dụng công nghệ trên trong việc xử lý các loại nước thải có chứa chất ô nhiễm hữu cơ cao. Xơ dừa là một vật liệu rẻ tiền và sẵn có ở nhiều vùng trong nước ta, nên đây có thể được coi như một hướng phát triển các công nghệ xử lý nước thải đơn giản và rẻ tiền. +Bằng vỏ lạc (đậu phộng) : Vỏ của củ lạc, một trong phế phẩm công nghiệp thực phẩm lớn nhất, có thể được sử dụng để tách các ion đồng có hại cho môi trường ra khoải nước thải, theo các nhà nghiên cứu Thổ Nhĩ Kỳ. Các nhà khoa học kết luận rằng, cả vỏ của củ lạc, một phế phẩm rẻ tiền của công nghiệp thực phẩm và mụn cưa của cây thông từ công nghiệp gỗ có thể dùng để làm sạch nước để làm giảm lượng đồng độc hại một cách đáng kể. +Bằng hoa : Đây là phát minh của nhóm sinh viên đến từ ĐHKHTN (ĐHQG Hà Nội).Ngọc Anh - cô sinh viên năm cuối khoa Môi trường ĐHKHTN và là một thành viên trong nhóm luôn bức xúc về một giải pháp xử lý vấn đề ô nhiễm cho hồ.Có lần tình cờ Ngọc Anh đọc được bài báo viết về cách trồng những loài cây thủy sinh có khả năng lọc nước nhiễm bẩn ở Trung Quốc của GS Nguyễn Lân Dũng, ý tưởng về một giải pháp cho hồ B52 đã hình thành. Chắt lọc từ hàng chục giống hoa Ngọc Hà, 3 loại cây là loa kèn, thủy trúc, rong diềng được nhóm nghiên cứu lựa chọn do có khả năng sống cao, có thể trồng thủy canh. Để chuyển cây từ môi trường đất sang môi trường nước, cả nhóm phải mất rất nhiều công sức chăm sóc cây trồng qua nhiều giai đoạn. Giúp cây có thể thích nghi trong môi trường mới, cây phải được trồng trong nước hồ qua nhiều lần pha loãng. Khi những bè cây vẫn xanh tươi trong nước hồ, qua trực quan nước trong lên trông thấy. Phân tích cho thấy các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước đã giảm rõ rệt. Đem bè hoa thả thí nghiệm trên hồ Tây, những gương mặt trẻ bừng lên khi cây sống mạnh khỏe trong điều kiện nước hồ ô nhiễm nặng. Kế hoạch của nhóm là tiếp tục nghiên cứu đề tài nhằm tìm những giải pháp tốt hơn, tìm thêm nhiều loài hoa đẹp hơn, phong phú hơn. Các nhà nghiên cứu trẻ mong muốn khi ra trường sẽ có điều kiện đưa đề tài ứng dụng vào thực tiễn để những cây hoa không chỉ nở trên hồ B52 mà còn rực rỡ ở những hồ nước ô nhiễm. +Bằng chế phẩm sinh học : Trung tâm Phát triển Công nghệ, Tài nguyên và Môi trường (Liên hiệp các Hội KHKT Việt Nam) vừa nghiên cứu sản xuất thành công chế phẩm sinh học xử lý nước thải chăn nuôi. Nghiên cứu đã được ứng dụng tại trang trại ông Trần Văn Thanh, thông Đông Hưng, phường Đồng Tâm, TP. Vĩnh Yên (Vĩnh Phúc). Sau khi được xử lý bằng chế phẩm sinh học mật độ vi sinh vật gây bệnh trong nước thải chăn nuôi giảm hàng chục lần, riêng hàm lượng COD nguy hại giảm 4-5 lần; nước thải có thể xả thẳng ra môi trường xung quanh mà không gây hại đến sức khoẻ người dân. Đặc biệt, chế phẩm có giá thành rẻ 18.000đ/kg, tác dụng lâu dài (2 tháng). Thạc sỹ Trần Cẩm Phong, chủ đề tài nghiên cứu, cho biết: Nguyên liệu sản xuất chế phẩm sinh học gồm: Cám gạo (bột ngô) 30%, tham bùn 65%, đường vàng 5%, một chút muối NaCl, muối C7H5NaO2. Trung bình 1kg chế phẩm xử lý từ 5-10m2 nước thải. ( căn chỉnh lề) 2.3. Các công nghệ xử lý nước thải 2.3.1. Sơ đồ công nghệ: Nước thải từ các nguồn phát sinh theo mạng lưới thu gom nước thải chảy vào hố thu của trạm xử lý. Tại đây, để bảo vệ thiết bị, hệ thống đường ống công nghệ, …, song chắn rác thô được lắp đặt để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải. Sau đó nước thải sẽ được bơm lên bể điều hòa. Tại bể điều hòa, máy khuấy trộn chìm sẽ hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể sinh ra mùi khó chịu. Bể điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào trạm xử lý. Điều hòa lưu lượng là phương pháp được áp dụng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự dao dộng của lưu lượng, cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình tiếp theo, giảm kích thước và vốn đầu tư xây dựng các công trình tiếp theo. Các lợi ích của việc điều hòa lưu lượng là: (1) quá trình xử lý sinh học được nâng cao do không bị hoặc giảm đến mức thấp nhất “shock” tải trọng, các chất ảnh hưởng đến quá trình xử lý có thể được pha loãng, pH có thể được trung hòa và ổn định; (2) chất lượng nước thải sau xử lý được cải thiện do tải trọng chất thải lên các công trình ổn định. Bơm được lắp đặt trong bể điều hòa để đưa nước lên các công trình tiếp theo. Nước thải sau khi qua bể điều hòa của hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt sẽ tự chảy vào bể aerotank. Bể aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ và khử NO3- thành N2, khử Phospho. Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen giữa quá trình xử lý thiếu khí, hiếu khí sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng cacbon từ ngoài vào khi cần khử NO3-, tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrat hóa khử NH4+ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO3-. Nồng độ bùn hoạt tính trong bể dao động từ 1.000-3.000 mg MLSS/L. Nồng độ bùn hoạt tính càng cao, tải trọng hữu cơ áp dụng của bể càng lớn. Oxy (không khí) được cấp vào bể aerotank bằng các máy thổi khí (airblower) và hệ thống phân phối khí có hiệu quả cao với kích thước bọt khí nhỏ hơn 10 µm. Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích: (1) cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thành nước và carbonic, nitơ hữu cơ và ammonia thành nitrat NO3-, (2) xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các cơ chất cần xử lý, (3) giải phóng các khí ức chế quá trình sống của vi sinh vật, Các khí này sinh ra trong quá trình vi sinh vật phân giải các chất ô nhiễm, (4) tác động tích cực đến quá trình sinh sản của vi sinh vật. Tải trọng chất hữu cơ của bể trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt ở giai đoạn xử lý aerotank dao động từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm. Các quá trình sinh hóa trong bể hiếu khí được thể hiện trong các phương trình sau: Oxy hóa và tổng hợp COHNS (chất hữu cơ) + O2 + Chất dinh dưỡng + vi khuẩn hiếu khí —> CO2 + H2O + NH3 + C5H7O2N(tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khác hô hấp nội bào C5H7O2N(tế bào) + 5O2+ vi khuẩn —> 5CO2 + 2H2O + NH3 + E 113 160 1 1,42. Bên cạnh quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ thành carbonic CO2 và nước H2O, vi khuẩn hiếu khí Nitrisomonas và Nitrobacter còn oxy hóa ammonia NH3 thành nitrite NO2- và cuối cùng là nitrate NO3-. Vi khuẩn Nitrisomonas: 2NH4+ + 3O2 —> 2NO2- + 4H+ + 2H2O Vi khuẩn Nitrobacter: 2NO2- + O2 —> 2 NO3- Tổng hợp 2 phương trình trên: NH4+ + 2O2 —> NO3- + 2H++ H2O. Lượng oxy O2 thiết để oxy hóa hoàn toàn ammonia NH4+ là 4,57g O2/g N với 3,43g O2/g được dùng cho quá trình nitrite và 1,14g O2/g NO2 bị oxy hóa. Trên cơ sở đó, ta có phương trình tổng hợp sau: NH4+ + 1,731O2 + 1,962HCO3- —> 0,038C5H7O2N + 0,962NO3- + 1,077H2O+ 1,769H+.Phương trình trên cho thấy rằng mỗi một (01)g nitơ ammonia (N-NH3) được chuyển hóa sẽ sử dụng 3,96g oxy O2, và có 0,31g tế bào mới (C5H7O2N) được hình thành, 7,01g kiềm CaCO3 được tách ra và 0,16g carbon vô cơ được sử dụng để tạo thành tế bào mới. Quá trình khử nitơ (denitrification) từ nitrate NO3- thành nitơ dạng khí N2 đảm bảo nồng độ nitơ trong nước đầu ra đạt tiêu chuẩn môi trường. Quá trình sinh học khử Nitơ liên quan đến quá trình oxy hóa sinh học của nhiều cơ chất hữu cơ trong nước thải sử dụng Nitrate hoặc nitrite như chất nhận điện tử thay vì dùng oxy. Trong điều kiện không có DO hoặc dưới nồng độ DO giới hạn ≤ 2 mg O2/L (điều kiện thiếu khí) C10H19O3N + 10NO3- —> 5N2 + 10CO2 + 3H2O+ NH3 + 100H+. Quá trình chuyển hóa này được thực hiện bởi vi khuẩn khử nitrate chiếm khoảng 10-80% khối lượng vi khuẩn (bùn). Tốc độ khử nitơ đặc biệt dao động 0,04 đến 0,42 g N-NO3-/g MLVSS.ngày, tỉ lệ F/M càng cao tốc độ khử tơ càng lớn. Nước sau bể aerotank tự chảy vào bể lắng. Bùn được giữ lại ở đáy bể lắng. Nước trong thải được bơm qua cột khử trùng để loại bỏ vi khuẩn, các cặn lơ lửng còn sót lại trong nước trước khi nước được xả vào nguồn tiếp nhận. Bùn ở bể chứa bùn được lưu trữ trong khoảng thời gian nhất định, sau đó được các cơ quan chức năng thu gom và xử lý theo quy định. Không khí được cấp vào bể chứa bùn để tránh mùi hôi sinh ra do sự phân hủy sinh học kị khí các chất hữu cơ trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt. (Căn chỉnh lề và dãn dòng) 2.3.2. xử lý nước thải sinh hoạt bằng mương oxy hóa Nước thải từ các cộng đồng dân cư thải ra có tính chất ô nhiễm chất hữu cơ cao. Do đó hầu hêt các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đều sử dụng công nghệ sinh học để xử lý là cgur yếu. Dưới đây là một số công nghệ xử lý đang được áp dụng rộng rãi: • Công nghệ xử lý nước thải AAO: chi phí đầu tư rẻ nhưng cần diện tích lớn. • Công nghệ AAO & MBBR: chất lượng nước sau xử lý rất tốt, tiết kiệm diện tích, tuổi thọ cao nhưng chi phí lớn. • Công nghệ AAO & MBR: chất lượng nước sau xử lý rất tuyệt vời, tiết kiệm diện tích, nhưng chi phí khá lớn. • Công nghệ aerotank: không xử lý được N, P, BOD triệt để theo cột A nên đang được thay thế dần bằng các công nghệ khác. Mương oxi hóa sử dụng duy nhất một bể để õi hóa sinh học các chất ô nhiễm hữu cơ. Cơ cấu hoạt động của mương là khép kín các công đoạn xử lý ba trong một: kỵ, thiếu và hiếu khiis. Nước thải được bơm lên bể trộn vi sinh selector. Các quạt hướng dòng sẽ đẩy nước thải qua các vùng thiếu khí, hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí rồi tuần hoàn lại chu trình xử lý. Nước từ bể kỵ khí, chảy tràn qua bể lắng ngang tăng cường tấm lắng lamenla. Nước sau bể lắng đạt độ trong như quy định sẽ chảy tràn qua bể khử trùng rồi xả thải ra môi trường. 2.4. Sử dụng chế phẩm sinh học trong xử lý nước thải sinh hoạt. 2.4.1 .Định nghĩa: Chế phẩm sinh học là sản phẩm có chứa vi sinh vật sống nhằm mục đích cải thiện sức khỏe con người và vật nuôi. Trong nuôi thủy sản, sử dụng chế phẩm sinh học(còn gọi là men vi sinh) nhằm mục đích cải thiện môi trường (nước và nền đáy ao), tăng sức khỏe vật nuôi, tăng khả năng hấp thu thức ăn...góp phần tăng năng suất và sản lượng. 2.4.2.Mục đích của việc sử dụng chế phẩm sinh học - Ổn định chất lượng nước - Phân giải khí độc được tạo thành từ các nguôn nước thải trong quá trình sinh hoạt - Cải thiện môi trường sống - Hạn chế sự phát triển quá mức của vi khuẩn có hại, giảm cơ hội gây bệnh cho con người - Phân giải chất hữu cơ tích tụ từ các nguôn thải ra của nước thải sinh hoạt Do đó, sử dụng men vi sinh hay chế phẩm sinh học có tác dụng phòng bệnh, nâng cao chất lượng xử lý. Hơn thế nữa, sử dụng men vi sinh còn có tác dụng hạn chế việc sử dụng hóa chất bừa bãi, gây tác động xấu đến môi trường sinh thái và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. 2.4.3.Các chế phẩm sinh học trong xử lý nước thải 1. Chế phẩm sinh học BIO – EM THÀNH PHẦN: Gồm tổ hợp chủng vi sinh vật được phân lặp sản xuất lên men từ hệ thống lên men từng chủng vi sinh vật, hoạt tính các chủng vi sinh vật chứa trong sản phẩm BIO-EM rất cao. - Tổng số vi sinh vật >= 10^^9 Cfu/g. Xử lý nhanh nguồn nước thải ô nhiễm, phân giải nhanh các chất hữu cơ trong nước thải, Xử lý làm sạch hệ thống xử lý nước thải. Khử mùi hôi chất thải hữu cơ. Phân hủy nhanh các chất khó tiêu như: Protein, tinh bột, xenlluloza, Kitin, Pectin, Lipít... Chuyển hóa thành phần khó tiêu thành dễ tiêu trong nước thải. Khôi phục lại hệ vi sinh trong hệ thống xử lý và môi trường. Diệt mầm bệnh và các vi khuẩn gây mùi hôi thối. CÁCH DÙNG: Đối với nước thải bệnh viện, dệt nhuộm, thủy sản. Hệ thống xử lý mới vận hành cần sử dụng với hàm lượng theo thể tích bể ( liều lượng cấy mới à bổ sung có bảng đính kèm ) Đối với nước thải Chế biến thực phẩm, sinh hoạt, khu công nghiệp . Hệ thống xử lý mới vận hành cần sử dụng với hàm lượng theo thể tích bể ( liều lượng cấy mới à bổ sung có bảng đính kèm ) BẢO QUẢN: để nơi khô ráo thoáng mát, tránh ánh sáng trực tiếp. Số hiệu tiêu chuẩn: TCVN 7304-1:2003 2. Chế phẩm PMET Chế phẩm sinh học P.Met là dung dịch Enzyme ngoại bào được tiết ra từ tổ hợp vi sinh vật hữu ích, được sản xuất bằng công nghệ Enzym qua quá trình lên men yếm khí. Tổ hợp vi sinh vật có ích trong chế phẩm PMET có khả năng tồn tại và hoạt động trong môi trường đa dạng, dưới nhiều hình thức khác nhau, là một sản phẩm enzyme thô, chứa nhiều chủng vi sinh vật hữu ích ở quy mô công nghiệp. Chúng không mang mầm bệnh, không sinh độc tố, vô hại con người và vật nuôi, có khả năng tồn tại, phát triển và xử lý nước ô nhiễm hữu cơ cao. Vai trò của nhóm vi sinh vật này được thể hiện qua quá trình phân giải các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan từ chất thải, chất hữu cơ dư thừa…., giảm nồng độ BOD, COD, SS… có trong nước thải ô nhiễm cao, đặt biệt là nước rỉ rác - Xử lý nước thải ô nhiễm hữu cơ cao (BOD, COD,…cao) Các vi sinh vật trong chế phẩm sinh học PMET có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm cao; góp phần giảm thiểu BOD, COD trong nước thải. Mỗi tế bào vi sinh vật có khả năng sản sinh ra khoảng 1000 loại enzyme xử lý trong môi trường nước. Các enzyme ngoại bào có vai trò trong việc chuyển hóa các hợp chất hữu cơ điển hình như: amylase, protease, peptidase, cellulase, là những hoạt chất có chức năng chuyển hóa các chất: acid amin, protid, peptid, lipid, celluloza. Ngoài ra còn có các Enzyme phân giải lân, kali, cố định đạm chuyển hóa những chất dinh dưỡng đơn giản, chúng còn có khả năng phân giải các loại khí độc hại như NH3, H2S, CH4, SO2…làm sạch môi trường nước đồng thời cấp một lượng oxy hòa tan trong nước.Đặc biệt chế phẩm PMET còn chuyên đặc trị mùi hôi phát sinh ở các hồ chứa nước thải ô nhiễm nặng. 3. Chế phẩm EMINA Chế phẩm EMINA là tên viết tắt của Effective Microorganisms of Institute os Agrobiology, là chế phẩm sinh học mới do Viện Công nghệ sinh học sản xuất. Chế phẩm EMINA là tập hợp của 5 loài vi sinh vật có ích. Đó là Bacillus, vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn. Đây là những vi khuẩn chuyên sống cộng sinh trong cùng môi trường, giúp tăng cường đa dạng vi sinh vật đất, bổ sung các vi sinh vật có ích vào môi trường tự nhiên, giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường do các vi sinh vật có hại gây ra. Chế phẩm sinh học EMINA là dung dịch có màu nâu vàng, vị chua có mùi thơm dịu, pH<4. Từ chế phẩm gốc ban đầu, người ta có thể tạo ra các dẫn xuất EMINA thứ cấp, EMINA thảo dược, EMINA dinh dưỡng. EMINA thảo dược có tác dụng xua đuổi các loài côn trùng gây hại cho cây, EMINA dinh dưỡng khi được phun trực tiếp lên lá còn có tác dụng tăng cường dinh dưỡng cho cây trồng , ngoài ra còn làm giảm sự ô nhiễm môi trường nước và được ứng dụng trong xử lý nước thải. ( căn chỉnh lề và một số lỗi chính tả)