Vi sinh vật xử lý nước thải | Tìm hiểu về cơ chế, quy trình và đơn vị cung ứng uy tín

Chu Văn An

Vi sinh vật đóng vai trò thiết yếu trong công nghệ xử lý nước thải hiện đại nhờ khả năng phân hủy các chất ô nhiễm và chuyển hóa chúng thành các hợp chất đơn giản không gây hại cho môi trường. Chúng có kích thước vô cùng nhỏ nhưng lại sở hữu khả năng phân hủy mạnh mẽ các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước thải, giúp làm sạch nguồn nước hiệu quả. Trong các hệ thống xử lý nước thải, vi khuẩn chiếm tới 90% tổng số vi sinh vật, cùng với đó là sự có mặt của nấm men, nấm mốc, động vật nguyên sinh và một số sinh vật khác như giun, giòi. Công nghệ xử lý nước thải vi sinh ngày càng được áp dụng rộng rãi do tính hiệu quả, chi phí thấp và thân thiện với môi trường.

1. Bản chất và phân loại vi sinh vật trong xử lý nước thải

Vi sinh vật xử lý nước thải là tập hợp các vi sinh vật có khả năng phân hủy các chất ô nhiễm có trong nước thải, chủ yếu là các chất hữu cơ và một số chất vô cơ. Chúng được phân loại thành:

• Vi khuẩn: Là nhóm vi sinh vật chủ yếu, chiếm tỷ lệ lớn trong quá trình xử lý.
• Nấm men, nấm mốc: Hỗ trợ quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp.
• Động vật nguyên sinh: Góp phần kiểm soát và duy trì hệ vi sinh vật trong quá trình chế biến.
• Các sinh vật khác (giun, giòi, virus, tảo, vi khuẩn kỵ khí, vi khuẩn hiếu khí): Tham gia vào quá trình phân hủy và ổn định bùn thải.

2. Cơ chế hoạt động của vi sinh vật trong xử lý nước thải

Cơ chế hoạt động của vi sinh vật dựa trên quá trình phân hủy sinh học, giúp chuyển hóa các chất ô nhiễm thành sản phẩm an toàn hơn. Quá trình này diễn ra trong ba giai đoạn:

1. Vận chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng lên bề mặt tế bào vi sinh vật: Các hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước tiếp xúc với vi sinh vật.
2. Khuếch tán qua màng tế bào vi sinh vật: Nhờ sự chênh lệch nồng độ giữa môi trường bên ngoài và bên trong tế bào.
3. Chuyển hóa chất hữu cơ thành năng lượng và tế bào mới: Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ để tạo ra năng lượng, giúp chúng sinh trưởng và phát triển.

Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào các yếu tố như nồng độ chất hữu cơ, oxy hòa tan, nhiệt độ, pH, chế độ thủy động lực, hàm lượng dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng.

3. Quy trình xử lý nước thải bằng vi sinh vật hiếu khí

Vi sinh vật hiếu khí xử lý nước thải bằng oxy để thúc đẩy quá trình phân hủy chất hữu cơ. Quá trình này được chia thành ba giai đoạn:

• Giai đoạn oxy hóa chất hữu cơ: Vi sinh vật hấp thụ và phân hủy chất hữu cơ thành CO₂, H₂O và tế bào mới.
• Giai đoạn đồng hóa và tổng hợp tế bào mới: Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ để tạo sinh khối mới.
• Giai đoạn dị hóa và hô hấp nội bào: Vi sinh vật phân hủy, giải phóng năng lượng và khoáng hóa chất hữu cơ.

Các công nghệ phổ biến:

• Bùn hoạt tính
• Bể lọc sinh học (Biofilter)
• Hồ hiếu khí

Vi sinh vật hiếu khí Clostridium butyricum

4. Quy trình xử lý nước thải bằng vi sinh vật kỵ khí

• Phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật kỵ khí được áp dụng đối với nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao. Quá trình diễn ra qua bốn giai đoạn:
• Thủy phân: Sự phân hủy các hợp chất cao phân tử thành các chất đơn giản hơn.
• Axit hóa: Chuyển đổi chất hữu cơ thành axit béo dễ bay hơi, rượu, CO₂ và H₂.
• Acetation: Chuyển đổi axit béo thành axetat, H₂ và CO₂.
• Metan hóa: Vi khuẩn metan chuyển đổi axetat thành CH₄ và CO₂.

Lợi thế:

• Giảm lượng bùn dư thừa.
• Tiêu thụ ít năng lượng.
• Tạo ra khí metan có thể tái sử dụng.

Nhược điểm:

• Tốc độ xử lý chậm hơn so với hiếu khí.
• Nhạy cảm với điều kiện môi trường.

Vi sinh vật kỵ khí Pseudomonas

5. Công nghệ tiên tiến trong xử lý nước thải

Công nghệ xử lý nước thải ngày càng được cải tiến để tăng hiệu quả. Một số công nghệ nổi bật:

• Công nghệ MBR (Membrane Bioreactor): Kết hợp xử lý sinh học và lọc màng giúp loại bỏ các chất ô nhiễm một cách hiệu quả.

Công nghệ xử lý kỵ khí MBR

• Công nghệ XMBR: Phiên bản cải tiến của MBR, hoạt động ở áp suất thấp, giảm nguy cơ tắc màng và tiết kiệm chi phí.
• Công nghệ xử lý kỵ khí UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket): Xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, tạo khí sinh học để sản xuất năng lượng.

Công nghệ xử lý kỵ khí UASB

6. Quy trình nuôi cấy vi sinh và vận hành hệ thống

6.1. Nuôi cấy vi sinh vật

Nuôi cấy vi sinh vật là khâu quan trọng quyết định hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải. Các bước chính:

• Kiểm tra hệ thống: Đảm bảo các điều kiện pH (6,5 – 8,5), nhiệt độ (10 – 40°C), hàm lượng COD và BOD thích hợp.
• Chuẩn bị vi sinh vật: Sử dụng bùn hoạt tính hoặc chế phẩm vi sinh để kích hoạt hệ thống.
• Duy trì hệ vi sinh vật: Cung cấp chất dinh dưỡng theo tỷ lệ BOD:N:P = 100:5:1, kiểm soát oxy và đào thải các chất độc hại.

6.2. Vận hành hệ thống

• Giai đoạn khởi đầu: Bổ sung vi sinh vật 2 – 10 ppm/ngày trong 15 – 20 ngày.
• Giai đoạn vận hành ổn định: Kiểm tra lượng vi sinh vật, điều chỉnh nồng độ oxy và chất dinh dưỡng, kiểm soát tải lượng nước thải.
• Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý: Dinh dưỡng và tỷ lệ BOD:N:P, Lưu lượng oxy và nồng độ vi sinh vật, các chất độc hại như kim loại nặng, chất tẩy rửa, nhiệt độ, pH, tải lượng chất hữu cơ.

7. ENGCHEM – Nhà cung cấp hóa chất, thiết bị và thi công hệ thống xử lý nước thải uy tín

Trường Chu Văn An là một trong những đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực cung cấp hóa chất, thiết bị và giải pháp xử lý nước thải tại Việt Nam. Với hơn 24 năm kinh nghiệm, Trường Chu Văn An cam kết mang đến cho khách hàng:

Hóa chất xử lý nước thải chất lượng cao: Đáp ứng nhu cầu xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt.

Trang thiết bị hiện đại: Cung cấp hệ thống máy bơm, máy thổi khí, bể lắng, bể lọc và các thiết bị chuyên dụng.

Dịch vụ tư vấn và xây dựng hệ thống xử lý nước: Đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm hỗ trợ thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống xử lý nước thải hiệu quả.

Với phương châm “Chất lượng – Uy tín – Hiệu quả”, Vietchem không ngừng đổi mới công nghệ và tối ưu hóa các giải pháp giúp khách hàng xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn, bảo vệ môi trường và giảm thiểu chi phí vận hành.

Hãy liên hệ ngay với Vietchem để được tư vấn và hỗ trợ tốt nhất!

Đường dây nóng: 0826 010 010.

Website: vietchem.com.vn.

Email: sales@hoachat.com.vn

Hệ thống chi nhánh vietchem

• Khu vực HÀ NỘI: Số 41 Đường Trầm, P. Long Biên, Q. Long Biên, TP. Hà Nội.
• Khu vực HỒ CHÍ MINH: Số 43, Đường 19, P. An Phú, TP. Thủ Đức, TP.HCM.
• Khu vực CẦN THƠ: Số 55 đường 3/2, P. Hưng Lợi, Q. Ninh Kiều, TP. Cần Thơ.

Với những ưu điểm về hiệu quả, chi phí và thân thiện với môi trường, xử lý nước thải vi sinh ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp đến xử lý nước thải y tế, nông nghiệp. Đây là một hướng đi đúng đắn, góp phần quan trọng trong việc bảo vệ nguồn nước và môi trường sống của chúng ta.