Chương I
NGUỒN GỐC, LƯU LƯỢNG VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI
1. Nguồn gốc nước thải
Chất thải là toàn bộ các vật chất không sử dụng nữa của con người và gia súc thải ra môi trường.
Chúng được tạo ra trong quá trình sản xuất và sinh hoạt. Chúng có nguồn gốc là thực vật, động vật, hợp
chất carbua hydro và luôn cả bùn cặn thải ra sau quá trình xử lý nước thải.
Nguồn gốc nước thải
Chất thải hữu cơ
Chất thải hữu cơ từ sinh hoạt Chất thải hữu cơ từ sản xuất
Chất thải từ nhà bếp của gia đình, nhà
hàng, khách sạn, xí nghiệp
Chất thải từ khu thương mại
Chất thải từ khu vui chơi giải trí
Chất thải từ cơ sở chăn nuôi, sản xuất nông nghiệp
Chất thải từ nhà máy chế biến thực phẩm
Chất thải từ cơ sở sản xuất công nghiệp nhẹ như
thuộc da, giấy, gổ
Chất thải từ trạm xử lý nước
Chất thải từ khai thác, chế biến dầu mỏ
Nguồn gốc và sự vận chuyển các chất thải hữu cơ
Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thuỳ Dương (2003).
Nguồn phát sinh và trạng thái tồn tại chất thải đô thị
Chất thải công
nghiệp
Sản xuất công
nghiệp
Chất thải sinh
hoạt
Sinh hoạt
Nông
nghiệp

3 Chất thải từ rau 2,5 – 4 11 – 12
4 Cỏ hỗn hợp 2,4 19
5 Vỏ, vụn từ khoai tây 1,5 25
6 Trấu lúa mì 0,3 – 0,5 128 – 150
7 Trấu lúa nước 0,1 200 – 500
Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thuỳ Dương (2003).
Am độ một số chất thải ở các nước phát triển
Chất thải sinh
hoạt
Bùn
cặn
Chất thải đô
thị
Dạng lỏng: chất
lỏng chứa dầu mở,
bùn cặn cống rảnh,
cơ sở xử lý nước
Dạng khí: hơi, khói
độc hại
Chất thải
khác
Dạng rắn: các chất
thải từ sinh hoạt và
sản xuất công
nghiệp, nông
nghiệp
Chất thải công
Nghiệp và xây
dựng
2

T
Thành phần chất thải Khoảng giá trị Trung bình
1 Chất thải thực phẩm 3489 – 6978 4652
2 Giấy 11630 – 18608 16 – 747,2
3 Cotton 13956 – 17445 16282
4 Chất dẻo 27912 – 37216 32564
5 Vải vụn 15119 – 18608 17445
6 Cao su 20934 – 27912 23260
7 Da vun 15119 – 19771 17445
8 Lá cây, cỏ 2326 – 18608 6512,8
9 Gỗ 17445 – 19771 18608
10 Thuỷ tinh 116,3 – 220,6 18608
11 Hộp kim loại 232,6 – 1163 697,8
12 Kim loại 232,6 – 1163 697,8
13 Bụi, tro, gạch 2326 – 11630 6978
Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thuỳ Dương (2003).
Tỉ trọng các loại chất thải đô thị
ST
T
Thành phần chất thải Khoảng giá
trị
Trung
bình
1 Chất thải thực phẩm 128 – 280 228
2 Giấy 32 – 128 81,6
3 Cotton 38 – 80 49,6
4 Chất dẻo 32 – 128 81.6
5 Vải vun 32 – 96 64
3
6 Da vụn 32 – 96 160

3.1.4. Mùi vị
Nước tinh khiết không mùi, mùi là do nước chứa chất hữu cơ hay từ các chất khí hòa tan do vi sinh
vật phân hủy các chất hữu cơ sinh ra. Theo Trương Quốc Phú (2004) nước có mùi tanh hôi là nước có vi
khuẩn phát triển, nước có mùi tanh là nước có nhiều sắt, nước có mùi tanh là nước có nhiều sắt, nước có
mùi chlor do quá trình khử khuẩn, nước có mùi trứng thối có nhiều H
2
S. Nước có mùi bùn do các loài tảo
phát triển mạnh.
3.1.5 Nhiệt độ
Nhiệt độ có quan hệ mật thiết đến sự trao đổi chất của sinh vật đồng thời có liên hệ đến phản ứng
hóa học, sự trao đổi chất xảy ra trong thủy vực. Do đó theo dõi nhiệt độ trong thủy vực là rất cần thiết.
Nhiệt độ nước ổn định hơn nhiệt độ không khí vì nước có khả năng hấp thụ nhiệt lớn nhưng lại
truyền nhiệt kém. Ở nhiệt độ thích hợp nào đó thì nó tỷ lệ thuận với quá trình trao đổi chất, nhiệt độ càng
cao thì khả năng hòa tan càng cao. Sự gia tăng nhiệt độ sẽ đẩy nhanh tiến trành phân hủy chất hữu cơ và
các chất ô nhiễm trong nước (Nguyễn Văn Bé, 1995).
Nhiệt độ chủ yếu được cung cấp từ năng lượng mặt trời, đồng thời cũng thay đổi theo sự biến động
của khí hậu, thay đổi theo mùa và có sự biến động của ngày. Nhiệt độ trong nước còn ảnh hưởng rõ rệt
đến khả năng hòa tan chất ô nhiễm, nhiệt độ còn làm gia tăng tốc độ phản ứng thủy phân để chuyển chất ô
nhiễm thành chất có hoạt tính thấp hơn (Lê Trình, 1997).
4
Bên cạnh đó, nhiệt độ của nước còn ảnh hưởng đến trị số pH, đến các quá trình hóa học và sinh lý
xảy ra trong nước, nhiệt độ của tầng nước mặt phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ môi trường, nghĩa là phụ
thuộc vào thời gian, ngày, tháng, mùa vụ… lấy mẫu nước, nó còn phụ thuộc vào nhiệt độ của nước ngầm,
các lớp nước tầng đáy sâu của hồ…
Nhiệt độ của nước thay đổi theo vị trí địa lý, mùa, thời tiết theo ngày đêm. Nhiệt độ của nước
thường thấp và thấp nhất vào 5 - 6 giờ sáng, cao nhất là 2 - 4 giờ chiều. Biên độ dao động theo ngày đêm
phụ thuộc vào tính chất của thủy vực. Ngoài ra, nhiệt độ còn ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, phát
triển, sinh sản và di cư của tôm cá, cho nên để giữ nhiệt độ thích hợp cho ao nuôi cá thì ao nên có độ sâu
từ 1 - 1,5 m, 28 - 29
0

- Quá trình hô hấp của thủy sinh vật
3.2.2. Hàm lượng oxy hòa tan (DO: Dissolved Oxygen)
Là độ oxy hòa tan trong nước (mg/l) trong điều kiện nhiệt độ, áp suất nhất định.
Nước ô nhiễm có hàm lượng DO thấp, nước có nhiều vi sinh vật quang hợp, thường có DO cao.
Hàm lượng oxy hòa tan còn phụ thuộc vào chất thải đưa vào, mật độ động thực vật thuỷ sinh, lượng bùn
lắng ở đáy ao … DO vào lúc sáng sớm chưa có ánh sáng khoảng 1 – 2 mg/l.
Nếu hàm lượng O
2
giảm xuống 0,05 mg/l có nhiều thủy sinh vật chết (Nguyễn Ngọc Liên, 1994).
Hàm lượng <1 mg/l O
2
, cá không chết, nhưng không bắt mồi, lớn chậm. Nhỏ hơn 2 mg/l O
2
cá nổi đầu (Lê
Như Xuân và Phạm Minh Thành, 1994).
Trong tất cả các hệ sinh thái của nước, DO thường có nhịp điệu ngày đêm: cực tiểu vào ban đêm
và cực đại vào buổi trưa. Một số tài liệu cho rằng hàm lượng DO chuẩn để duy trì hệ sinh thái trong nguồn
nước là trên 6 – 8 mg/l, một số khác cho rằng DO phải đạt được ít nhất 80 – 90% mức bảo hòa. DO trong
nước dùng để tưới tiêu và cho gia súc uống cũng không được thấp hơn 3 – 4 mg/l (Nguyễn Thị Hoa Lý,
2004).
Mức oxy hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ chất hữu cơ, hoạt động
của thế giới thủy sinh, các hoạt động hóa sinh, hóa học và vật lý của nước. Trong môi trường nước bị ô
nhiễm nặng, oxy được dùng nhiều cho các quá trình hóa sinh và xuất hiện hiện thượng thiếu oxy trầm
trọng (Lương Đức Phẩm, 2002).
Hàm lượng oxygen tại dòng sông sau khi xả nước thải làm nước ô nhiễm là do COD, BOD tăng và
DO giảm. Sự giảm này do:
5
+ Khi thải vào sông, hồ, các loại nước thải có chứa các chất hữu cơ C
x
H

y
O
z
+ O
2
→ CO
2
+ H
2
O
Trong nước chứa nhiều vật chất như: ion hòa tan, chất rắn, vi sinh vật,… sự phân bố các hợp chất
trong nước quyết định bản chất nước tự nhiên: nước giàu dinh dưỡng, nước nghèo dinh dưỡng, ô nhiễm
nhẹ hay nặng được trình bày ở bảng 1.
Bảng 1. Phân loại hàm lượng COD trong nước (mg/l)
Hàm lượng Phân loại
2
2 – 5
5 – 12
12 – 30
>30
Rất nghèo dinh dưỡng
Nghèo dinh dưỡng
Dinh dưỡng trung bình
Giàu dinh dưỡng
Rất giàu dinh dưỡng
3.2.4. Nhu cầu oxy sinh học (Biological oxygen demand – BOD)
Nhu cầu oxy sinh học là lượng oxy (mg/l) hòa tan cần thiết để các vi sinh vật phân hủy các hợp
chất hữu cơ trong một thể tích nước và thời gian nhất định. BOD
5
là chỉ số BOD đo ở 20


−2
4
SO
H
2
S + S
−
3
NO
N
2
Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì phải phụ thuộc vào bản chất của chất hữu cơ, vào các
chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước. Bình thường 70% nhu cầu oxy được sử dụng trong 5 ngày
đầu, 20% trong 5 ngày tiếp theo và 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21.
Trong nước thải thường có hàm lượng chất hữu cơ khá lớn và lượng oxy hòa tan không đủ đáp ứng
trong 5 ngày ở 20
0
C. Để đo BOD
5
, thường dùng phương pháp pha loãng mẫu nước bằng cách bổ sung vào
nước một số chất khoáng và làm bão hòa oxy hòa tan.
3.2.5. Hàm lượng chất rắn
6
Vi khuẩn
Vi khuẩn
Vi khuẩn
Vi khuẩn
- Tổng số chất rắn (TS: Total Solid) là tổng số của tất cả các loại cặn có nguồn gốc hữu cơ và vô
cơ có trong nước hoặc nước thải ở trạng thái lơ lửng và hòa tan. Tổng số chắt rắn được xác định bằng

2
S)
Độ hòa tan H
2
S trong nước rất thấp và có tính chất một acid yếu. Trong môi trường axit và trung
tính chúng tồn tại ở dạng H
2
S và HS
-
, trong vùng pH kiềm chủ yếu tồn tại ở dạng S
2-
.
H
2
S hình thành chủ yếu trong môi trường nước yếm khí. Trong dòng chảy cũng có thể phát hiện
được H
2
S nhưng chỉ ở vùng tiếp giáp với môi trường yếm khí. Trong nước giàu oxy, H
2
S hầu như không
tồn tại vì nó chuyển hóa thành lưu huỳnh (S), Sunfat do phản ứng với oxy là một phần được giải phóng
hấp thu vào không khí. Môi trường nước có pH thấp thuận lợi cho quá trình này.

−2
4
SO
+ hợp chất hữu cơ S
2-
+ H
2

hợp chất hữu cơ nhất định và bởi quá trình thủy phân area.
7
Vi khuẩn
Vi khuẩn kỵ khí
Urease
(NH
2
)
2
CO + 2 H
2
O (NH
4
)
2
CO
3
2 NH
3
+ CO
2
+ H
2
O
Sau đó ammonia hình thành sẽ hòa tan trong nước tạo thành NH
4
+
cho đến khi cân bằng được thiết
lập.
NH

Khi NH
3
trong nước cao, NH
3
khó bài tiết từ máu cá ra môi trường ngoài, NH
3
trong máu và mô
gia tăng, làm tăng pH máu, làm rối loạn những phản ứng xúc tác của các phản ứng enzyme và độ bền
vững của màng tế bào, làm thay đổi độ thẩm thấu của màng tế bào đưa đến cá chết vì không điều khiển
được quá trình trao đổi muối giữa cơ thể với môi trường ngoài.
Hàm lượng NH
3
trong nước quá thấp kéo dài sẽ đưa đến hậu quả thiệt hại mô mang, ở nồng độ
0,006 – 0,34 mg/l cá sẽ phát triển chậm, nồng độ <0,02 mg/l sẽ làm cá bị dị hình, nồng độ N-NH
3
thích
hợp cho nuôi cá dao động trong khoảng <1 mg/l.
3.2.8. Nitrate (NO
3
-
)
Nitrate có trong nước bề mặt với hàm lượng rất thấp, còn trong nước ngầm có hàm lượng khá con.
Bản thân nitrate không phải là chất rất độc, nhưng trong một số trường hợp nó có thể bị khử thành nitrite,
một chất rất độc.
Trong nước thải tươi, hàm lượng nitrate khá thấp. Trong nước thải lâu ngày hay đã qua xử lý, hàm
lượng nitrate khá cao do sự phân hủy sinh học các hợp chất chứa nitơ. Trong nước, nitrate là nguồn dinh
dưỡng chính cho các sinh vật quang hợp.
Nước ngầm có thể nhiễm nitrate từ phân bón, từ sự phân hủy gia súc và người và chất thải công
nghiệp. Nitrate sinh ra từ sự phân hủy các chất hữu cơ sẽ hòa tan nhanh vào nước và di chuyển qua nước
ngầm lọc qua đất. Do đó, nước giếng có thể chức một hàm lượng nitrate cao mặc dù nguồn ô nhiễm cách

và N-NO
3
không quá 10 mg/l N-NO
2
. Nồng độ thích hợp cho các ao nuôi cá là từ 2 – 3 mg/l.
Nitơ trong nước thải hầm ủ khí sinh vật chủ yếu ở dạng nitơ hữu cơ và N-NH
3
, hàm lượng NO
3
tương đối thấp do quá trình lên men yếm khí. Nhưng khi nước thải được bổ sung bể nuôi tảo, sự quang
hợp của tảo sinh ra oxy, cộng với môi trường nuôi tảo là môi trường hiếm khí (được khuấy trộn 3
giờ/ngày) tạo điều kiện và thúc đẩy quá trình nitrat hóa xảy ra. Phản ứng xãy ra sẽ tạo N-NO
2
và N-NO
3
,
trong khi NH
3
giảm xuống. Tảo chủ yếu sử dụng lượng
−
3
NO
để phát triển (Ngô Thị Hương Trang, 1994).
3.2.9. Phosphate (PO
4
3-
)
Trong nước tự nhiên và nước thải, phosphor hiện diện dưới dạng duy nhất là phosphates
(Orthophosphate), các phosphate đa phân tử như mega-, pyro-, các dạng polyphosphates và phosphate gắn
trong hợp chất hữu cơ. Phosphate trong nước có nguồn gốc từ sự phân giải các chất thải động thực vật,

+ Nhóm clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridium perfringents
Trong 3 nhóm vi khuẩn trên, người ta thường dùng nhóm coliform vì chúng là nhóm quan trọng
nhất (chiếm 80% số vi khuẩn).
Trong nhóm coliform chia làm 2 loại
- Fecal coliform (E.coli) có nguồn gốc từ phân người và động vật, ở điều kiện ngoại cảnh thường
được tìm thấy trong nước và đất.
- Non-fecal coliform có thể đi vào nước từ các nguồn mục ruỗng và đất.
Ở Châu Âu và Bắc Mỹ thường dùng E.coli tổng để đánh giá chất lượng nước. Ở các nước nóng ẩm
thì thường tác thành hai chỉ tiêu riêng do hai nhóm phản ứng với nhiệt độ cao của môi trường xung quanh
rất khác nhau. Vì vậy, có thể coi E.coli là vi khuẩn đặc trưng cho mức độ nhiễm trùng nước, chỉ số E.coli
chính là số lượng vi khuẩn có trong một lít nước.
Coliform là những trực khuẩn gram âm không sinh bào tử, hiếu khí hoặc kỵ khí tùy ý, có khả năng
lên men lactose sinh acid và sinh hơi ở 37
0
C trong 24 - 48 giờ. Trong thực tế phân tích, Coliform còn được
định nghĩa là các vi khuẩn có khả năng lên men sinh hơi trong khoảng 48 giờ khi được ủ ở 37
0
C trong môi
trường canh Lauryl Sulphate và canh Brilliant Green Lactose Bile Salt. Nhóm Coliform gồm 4 giống là:
Escherichia với một loài duy nhất là E.coli; Citrobacter, Klebsiella và Enterobacter. Tính chất sinh hóa
đặc trưng của nhóm này được thể hiện qua các thực nghiệm Indol (I), Methyl Red (MR), Voges-Proskauer
(VP) và Citrate (IC) thường được gọi tắt chung là IMVIC.
9
Coliform chịu nhiệt là những coliform lên men lactose sinh hơi trong khoảng 24 giờ khi được ủ ở
44
0
C trong môi trường canh EC. Coliform phân (Fecal Coliform hay E.coli giả định) là coliform chịu
nhiệt có khả năng sinh Indole khi được ủ khoảng 24 giờ ở 44,5
0
C trong canh Trypton. Coliform phân là

0
C tảo chết hoàn toàn. Cường độ sánh sáng 4000 – 30000 lux, độ pH
thích hợp nhất 6,5 – 7,5, dưới 6 hay trên 8 ảnh hưởng đến tảo.
Tảo sử dụng các nguồn dinh dưỡng để tảo ra oxygen cho vi khuẩn oxy hóa chất hữu cơ. Tuy nhiên
có những loài tảo còn phụ thuộc vào sánh sáng hoặc carbon dioxit phát triển, chẳng hạn như Chlorella
pyrenoidosa thì cần ánh sáng, Scenedesmus costulatus var, Chlorelloides có thể sống trong điều kiện ánh
sáng bị hạn chế, Ochramonas malthamensis khi không có cả ánh sáng và carbon dioxit.
Ngoài ra, còn có các tảo Dunaliella spp, Spirulina, Chaetoceros spp đóng vai trò tích cực trong
quá trình oxy hóa chất hữu cơ, tảo Dunaliclla spp rất rộng nhiệt 35
0
C – 40
0
C, nhiệt độ tối ưu 20 – 40
0
C.
D. salina 14 – 30
0
C, D. biclata 25 – 29
0
C. Tảo Chatoceros nhiệt độ thích hợp nhất 25 – 30
0
C, cường độ
ánh sáng 500 – 10000 lux.
Tảo phát triển làm cho nước có màu sắc, tảo xanh làm cho nước có màu xanh lam, khuê tảo
melosira và navicula làm cho nước có mùa nâu. Chrisophit làm nước có màu vàng nhạt, tảo phát triển gây
cho nước có mùi khó chịu.
Theo một số nghiên cứu cho thấy nhiệt độ có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp lên thực vật dạng
lá trong nước, mùa đông xuất hiện nhiều D. magna và nhóm nhỏ M. dubia, sau đó D. magna được gia
tăng trong những tháng tiếp theo. Một phần khu vực ánh sáng dành cho vi sinh vật đồng hóa với không
khí và nước. Sự phát triển quá mức tảo hoặc thực vật phiêu sinh cũng làm cản trở ánh sáng chiếu xuống

- Endomycopsis fibuligera, E.
capsularis.
- Physarum polycepbalum
- Rhizopus javanicus
- Streptomyces aureofaciens
- Thermoactinomyces vnegaris
- Aspergillus awamorii, A.
oryzae
- Condida sitophila
- Clostridium acetobutylium
- Rh. javanicus
- Saccharomyces diastaticuc
- Saccharomyces cerevisiae.
- Asp. awamorii
Asp. usamii.
- Endomycopsis
E. buligera
E. capsularis
- Pulularia pulullans
- Rhizopus delemar
Rh. javanecus
Rh. niveus
Rh. peka
Rh. tonkinnensis
- Saccharomyces
diastatias, Sacch.
cerevisiae
Vi sinh vật tham gia phân huỷ cellulose
Vi khuẩn Nấm sợi Xạ khuẩn
Acetobacter xylinum

Trchoderma viride
Trichodermakoningi
Streptomyces antibioticus
Str. cellulosae
Str celluloflavus
Str. thermodiastaticus
Thermosporafusca
Thermoactinomyces glaucus
Nocardia cellulans
Vi sinh vật tham gia phân huỷ pectin
Vi khuẩn Nấm sợi
Bacillus polymyxa Aspergillus flavus
11
Erwinia catorovora
Erwinia aroideae
Clostridium multifermentans
Asp. omfzae
Selerotina libertina
Coniothycopsis diplodiella
Bysochlannys fulva
Rhizopustritici
Botngtis cinerea
Vi sinh vật tham gia phân huỷ xylan
Vi khuẩn Nấm sợi Xạ khuẩn
Bacillus lichenifornus
B. megatherium
B. polymyxa
B. pumilus
B. subtilis
B. xylophagus

T. roseum
Streptomyces albogriseolus
S. albus
S. olivaceus
S. xylopplagus
Lượng các chất chứa nitơ có trong tự nhiên
Vị trí tồn tại Số lượng dự đoán
1. Trong thực vật sống trên mặt đất
2. Trong động vật sống trên mặt đất
3. Trong xác hữu cơ trên mặt đất
4. Trong thực vật sống ở đại dương
5. Trong chất vô cơ trên mặt đất
6. Trong xác hữu cơ dưới đại dương
7. Trong chất vô cơ dưới đại dương
8. Trong tầng trầm tích
9. Trong vỏ trái đất
10 x 10
9
1 x 10
9
550 x 10
9
3 x 10
9
140 x 10
9
650 x 10
9
660 x 10
9

Valin
- -keto axit, axit axetic, axit propionic, axit lactic, NH
3
, CO
2
,
etanol, etrylamin.
- Indol, skatol, axit nicitinic, serotonin, axit kynurentic, axit
indolaxetic, omocrom
- Spernin, spermidin, putreaxin
- Các pyrimidin
- Glutution
- Các purin, glutation, creetin, phospho-cratin, các tetrapyrol
- Histamin
- Cadaverin, anabazin, coniin
- Hyoxaxiamin
- Sphingozin
- Epinephrin, norepinephrin, trelanin, pocphin, paraverin
- Axit pantotenic, penicillin
Các loại vi khuẩn tham gia quá trình amôn hoá protein trong chất thải
STT Vi khuẩn Loại protease pH tối ưu
1
2
3
4
5
6
7
8
9

B. stearothermophilus
B. subtilis
B. amyloliquefaciens
B. alkalopphilis
B. subtilis var amylosacchariticus
B. subtilis var natto
B. thermoproteolyticus
Clostridium botulinum
Cl. Histolyticum
Cl. Parabatilinum
E. coli
E. freundii
Micrococcus Sp
Proteus mirabitis
P. vulgaris
Pseudomonas aerasinosa
Ps. Fluorescens
Ps. Marinoglutinnosa
Ps. Myxogenes
9
8
7 – 8
7
10,3 – 10,8
10,3 – 10,8
7
7,5
11 – 12
8 – 8,5
10,3 – 10,8

7,5
Các loại xạ khuẩn tham gia quá trình amôn hoá protein trong chất thải
STT Xạ khuẩn Loại
protease
pH tối ưu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Stretomyces caespitosus
Str. ethreus
Str. fradiae
Str. griseus
Str. griseolus
Str. kinoluteus
Str. maderatus
Str. madurae
Str. maraensis
Str. proteolyticus

7,5
8
7,5
6,8 - 7
10,5 - 10,8
8 - 9
6,5 - 8
8 - 9
8 - 9
Các loài nấm men tham gia quá trình amôn hoá protein trong chất thải
S
T
T
Nấm men Loại protease pH tối
ưu
1
2
3
Candide albicas
Endorycopsis fibulisera
Rhodotorula glutinis
Axit
Axit
Axit
3,2
2,3 – 2,6
2 – 3
14
4
5

11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Acremonium kiliense
Acrocylindrium spp
Altennaria
Aspergillus candidus
Asp. Flavus
Asp. Melleus

Axit
Kiềm
Kiềm
Kiềm yếu
Axit A, axit B
Trung tính
Axit 1, axit 2
Kiềm
Kiềm yếu
Trung tính
Axit
Kiềm
Trung tính
Trung tính
Kiềm
Kiềm yếu
Kiềm
Axit
Axit
Kiềm
Kiềm 1, kiềm 2
Axit
Axit
Trung tính
Trung tính
Kiềm
Axit
Axit
Axit
Kiềm; axit

4
6,5
7,8
10
3,5
3 – 4
3,8 – 4,2
7,5 – 9,5; 3 – 3,5
3 – 3,5
5 – 5,5
7 – 8; 2,9 – 3,3
2,9 – 3,3
9,5 – 9,8
6,5
15
Đặc điểm các giống vi sinh vật tham gia quá trình nitrite hoá
S
TT
Tên
giống vi sinh
vật
Đặc điểm hình thái Điều kiện
phát triển
1 Nitroso
monas
Tế bào hình ellip hay hình que ngắn,
di động hoặc không di động. Chúng thường
đứng riêng lẽ hoặc cũng có thể tạo thành
từng đôi một hoặc tạo thành từng chuỗi.
Chúng thuộc vi khuẩn Gram âm, có màng tế

C. pH thích
hợp 6,0 – 8, 0.
4 Nitrosol
obus
Vi khuẩn này có hình thái rất đa
dạng, chúng thuộc vi khuẩn gram âm.
Chúng có khả năng di động nhờ chu mao.
Chúng thuộc tự dưỡng hoá năng bắt buộc.
Nhiệt độ
phát triển 15 –
30
o
C. pH 6 – 8,2.
Đặc điểm các giống vi khuẩn tham gia quá trình nitrat hoá
S
TT
Vi
khuẩn
Đặc điểm hình thái Điều kiện phát
triển
1 Nitrobac
ter
Tế bào hình que, hình quả lê,
sinh sản theo kiểu nảy chồi. Chúng
thuộc vi khuẩn gram âm
Nhiệt độ phát
triển
5 – 40
o
C,

– 8
Đặc điểm vi sinh vật tham gia quá trình phản nitrat hoá
S Vi sinh Đặc tính
16
TT vật
1 Thiobacillus
denitrificans
Tế bào có hình que ngắn, kích thước 0,5x 3µm, tự dưỡng
bắt buộc, chỉ oxy hoá các hợp chất lưu huỳnh, không oxy hoá sắt,
thuộc loại kỵ khí không bắt buộc. Sử dụng nitrat khi thiếu oxy.
2 Bacillus
licheniformis
Hình que, tạo bào tử, bào tử ở giữa tế bào, tế bào không
biến dạng khi tạo bào tử. Chúng chuyển hoá glucose tạo axit,
không tạo khí và tạo khí yếu, có khả năng tạo axetoin.
3 Paracoccus
denitrificans
Tế bào hình cầu, không di động, gram âm, dị dưỡng carbon
không bắt buộc.
4 Pseudomonas
aeruginosa
Tế bào hình que, không cần chất sinh trưởng khi phát triển,
có khả năng tạo sắc tố huỳnh quang, sắc tố pyoxianin.
5 Pseudomonas
stutzeri
Loài này giống Psendomonas aeruginosa, nhưng khác là
chúng không tạo sắc tố huỳnh quang.
Đặc điểm một số vi khuẩn tự dưỡng hoá năng
Vi sinh vật Đặc điểm sinh
thái

Khi oxy hoá H
2
S lưu huỳnh được
tích luỹ và sau đó chuyển thành SO
4
2-
và
chuyển ra ngoài tế bào.
2. Họ
Chlorobacteriaceae
Chúng có kích
thước 0,5 x 0,7, 1,5 –
2,0µ. Chúnh không hình
thành nha bào, không di
động sinh sản theo
phương pháp phân đôi
Chúng oxy hoá H
2
S thành S.
Skhông tích luỹ trong tế bào như họ trên
mà S được tích luỹ ngoài đống chất thải.
Quá trình oxy hoá này như sau:
CO
2
+ H
2
S → (CH
2
O) + 2S + H
2

thành Na
2
SO
4
. Ngoài ra chúng có thể oxy hoá
H
2
S thành S theo phương trình sau.
H
2
S + O
2
→ 2H
2
O + 2S + 82 kcal
Năng lượng này dùng để tổng hợp chất
hữu cơ.
CO
2
+ H
2
O → (CH
2
O) + O
2
17
2. Thiobacillus
thioxidans
Hình thái gần giống
thiobacillus thioparaus

→ 2K
2
SO
4
+
CaSO
4
+ 2Co
2
kcal.
Năng lượng tạo ra được vi khuẩn sử
dụng để tổng hợp chất hữu cơ
CO
2
+ H
2
O → (CH
2
O) + O
2
5. Beggiatoa Vi khuẩn hình sợi
trong tế bào có nhiều hạt,
có thể tạo màu đen khi
trong môi trường có
AgNO
3
.
Thuộc loại tự dưỡng hoá năng điển hình.
Chúng có thể oxy hoá H
2

Chương 2
ĐẶC ĐIỂM CHẤT THẢI CHĂN NUÔI
1. ĐẶC ĐIỂM CHẤT THẢI CHĂN NUÔI
Chất thải trong chăn nuôi được chia làm ba loại: chất thải rắn, chất thải lỏng và chất thải khí. Đây
là hỗn hợp chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật và trứng ký sinh trùng có thể gây bệnh cho động vật và con
người.
- Chất thải rắn gồm phân, thức ăn thừa của thú, vật liệu lót chuồng, xác súc vật chết và các chất
thải khác. Chất thải rắn có độ ẩm 56 - 83%, tỷ lệ NPK cao.
- Chất thải lỏng hay còn gọi là nước thải; gồm nước thải của thú, nước rửa chuồng và phần phân
lỏng hòa tan; có độ ẩm cao trung bình khoảng 93 - 98%.
- Chất thải khí là các loại khí sinh ra trong quá trình chăn nuôi, quá trình phân hủy của các chất
hữu cơ rắn và lỏng.
1.1. CHẤT THẢI RẮN
1.1.1. Phân và nước tiểu gia súc
Lượng phân và nước tiểu gia súc thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi, khẩu
phần thức ăn, trọng lượng gia súc. Lượng phân và nước tiểu gia súc thải ra trong ngày đêm trung bình cho
thấy ở bảng 3.
Bảng 3. Số lượng chất thải của một số loài gia súc gia cầm
Loài gia súc, gia cầm
Lượng phân
(kg/ngày)
Lượng nước tiểu
(kg/ngày)
Trâu bò lớn 20 – 25 10 - 15
Heo dưới 10 kg 0,5 – 1 0,3 - 0,7
Heo 15 – 45 kg 1 – 3 0,7 - 2
Heo 45 – 100 kg 3 – 5 2 - 4
Gia cầm 0,08 -
Nguyễn Thị Hoa Lý (1994, trích dẩn bởi Phạm Trung Thủy, 2002)
18

O
5
(%)
K
2
O
(%)
Ngựa 74 0,5 0,4 0,3
Bò 84 0,3 0,2 0,2
Heo 82 0,6 0,6 0,2
Gà 50 1,6 0,2 0,2
Giáo trình phân bón hữu cơ, Khoa Nông học - Trường ĐHNL TP.HCM. Trích dẩn bởi Nguyễn Chí
Minh (2002).
Thành phần nguyên tố vi lượng thay đổi phụ thuộc vào lượng và loại thức ăn Ví dụ: Bo = 5 – 7
ppm, Mn = 30 – 75 ppm, Co = 0,2 - 0,5 ppm, Cu = 4 – 8 ppm, Zn = 20 – 45 ppm, Mo = 0,8 - 1,0 ppm.
Trong quá trình ủ phân, vi sinh vật công phá cơ chất, giải phóng chất khoáng hòa tan cho cây trồng hấp
thu.
Thành phần của phân gia súc gia cầm được trình bày theo bảng 6.
Bảng 6. Thành phần khoáng trong phân gia súc, gia cầm (%)
Loại phân Nước Nitơ P
2
O
5
K
2
O CaO MgO
Heo 82,0 0,60 0,41 0,26 0,09 0,10
Trâu bò 83,1 0,29 0,17 1,00 0,35 0,13
Ngựa 75,7 0,44 0,35 0,35 0,15 0,12
Gà 56,0 1,63 0,54 0,85 2,40 0,74

có trong phân chuồng. Các loại vi khuẩn có trong phân chuồng được cho thấy ở bảng 8.
Bảng 8. Các loại vi khuẩn có trong phân
Tên ký sinh vật Lượng
ký sinh
Khả năng gây bệnh Điều kiện bị diệt
T (
0
C) Thời gian (phút)
Salmonella typhi - Thương hàn 55 30
Salmonella typhi A & B - Phó thương hàn 55 30
Shigella spp - Lỵ 55 60
Vibrio cholerae - Tả 55 60
Escherichia coli 10
5
/100
ml
Viêm dạ dày ruột 55 60
Hepatite A - Viêm gan 55 3 - 5
Taenia saginata - Sán 50 3 - 5
Micrococcus - Ung nhọt 54 10
Streptococcus 10
2
/100
ml
Làm mủ 50 10
Ascaris lumbricoides - Giun đũa 50 60
Mycobacterium - Lao 60 20
Tubecudsis - Bạch hầu 55 45
Diptheriac - Sởi 45 10
Corynerbacterium - Bại liệt 65 30

động xung quanh và tác hại trực tiếp đến cơ sở chăn nuôi.
1.2. CHẤT THẢI LỎNG
Trong các loại chất thải của chăn nuôi, chất thải lỏng là loại chất thải có khối lượng lớn nhất. Đặc
biệt khi lượng nước thải rửa chuồng được hòa chung với nước tiểu của gia súc và nước tắm gia súc. Đây
cũng là loại chất thải khó quản lý, khó sử dụng. Mặt khác, nước thải chăn nuôi có ảnh hưởng rất lớn đến
môi trường nhưng người chăn nuôi ít để ý đến việc xử lý nó.
Chất thải lỏng chứa nhiều loài vi sinh vật và trứng ký sinh trùng, làm lây lan dịch bệnh cho người
và gia súc, những vi sinh vật là mầm bệnh trong chất thải chăn nuôi thường bao gồm E. coli,
Campylobacter jejuni, Salmonella spp, Leptospira spp, Listeria spp, Shigella spp, Proteus, Klebsiella…
Một số nghiên cứu cho thấy rằng trong 1 kg phân có thể chứa 2100 - 5000 trứng giun sán như Ascaris
suum, Oesophagostonum, Trichocephalus.
1.3. CHẤT THẢI KHÍ
Mùi hôi chuồng nuôi là hỗn hợp khí được tạo ra bởi quá trình phân hủy kỵ khí và hiếu khí của các
chất thải chăn nuôi, quá trình thối rữa các chất hữu cơ trong phân, nước tiểu gia súc hay thức ăn thừa.
Cường độ của mùi hôi phụ thuộc vào điều kiện mật độ vật nuôi cao, sự thông thoáng, nhiệt độ và ẩm độ
không khí cao.
Thành phần các khí trong chuồng nuôi biến đổi tùy theo giai đoạn phân hủy chất hữu cơ, tùy theo
thành phần của thức ăn, hệ thống vi sinh vật và tình trạng sức khỏe của thú. Các khí này có mặt thường
xuyên và gây ô nhiễm chính, các khí này có thể gây hại đến sức khỏe con người và vật nuôi như NH
3
, H
2
S
và CH
4
mà người ta thường quan tâm đến. Khí NH
3
và H
2
S được hình thành chủ yếu trong quá trình thối

1.4. KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA CHẤT THẢI CHĂN NUÔI
1.4.1. Ô nhiễm không khí
Chất thải chăn nuôi luôn chứa lượng lớn vi sinh vật hoại sinh. Thức ăn của chúng là các chất hữu
cơ. Các vi sinh vật này sử dụng oxy hòa tan các chất hữu cơ này tạo ra những sản phẩm vô cơ NO
2
, NO
3
,
SO
3
, CO
2
… Quá trình này xảy ra nhanh không tạo mùi thối. Nếu chất hữu cơ quá nhiều, vi sinh vật hiếu
khí sử dụng hết lượng oxy hòa tan trong nước, làm khả năng hoạt động phân hủy của chúng kém, gia tăng
quá trình phân hủy yếm khí tạo ra các sản phẩm CH
4
, H
2
S, NH
3
, H
2
, indole, scatole … tạo mùi hôi và làm
nước có màu đen, là nguyên nhân làm tăng bệnh đường hô hấp, tim mạch ở người và động vật.
* Bụi trong không khí chuồng nuôi
Bụi trong không khí chuồng nuôi có nguồn gốc từ thức ăn, vật liệu lót chuồng và các chất thải
khác. Tác hại của bụi thường kết hợp với các yếu tố khác như vi sinh vật, endotoxin và khí độc, bụi bám
vào niêm mạc và gây kích ứng cơ giới, gây khó chịu và làm tổn thương niêm mạc đường hô hấp. Bụi cũng
gây dị ứng làm kích thích tiết dịch gây ho, làm tăng sinh các tế bào biểu mô có lông run. Nếu kích thích
kéo dài màng nhầy có thể bị teo, các tuyến nhờn suy kiệt, bụi không được đồng hóa gây kích ứng mãn

amoniac cao trong không khí (< 50 ppm) làm tăng tỷ lệ bệnh viêm phổi và viêm teo xương mũi trên heo.
Khi cho gà tiếp xúc với virus gây bệnh Newcastle trong điều kiện không có amoniac trong không khí thì
tỷ lệ nhiễm bệnh là 40%, khi nồng độ amoniac trong không khí là 20 ppm thì 100% gà bị nhiễm bệnh.
Nồng độ amoniac trong không khí cao hơn 30 ppm sẽ làm tăng khả năng nhiễm virus Marek và
Mycoplasma. Sự hiện diện của amoniac làm sinh tính gây bệnh của E. coli trên đường hô hấp.
Đối với công nhân trại chăn nuôi heo, amoniac trong không khí có thể dẫn đến bệnh đường hô hấp
như viêm phổi, ho, nặng ngực, thở ngắn, thở khò khè, nồng độ amoniac cao (trên 25 ppm) có thể làm tăng
khả năng viêm khớp, abcesses. Tác động của amoniac bụi và vi sinh vật trong không khí đến sức khỏe của
người và vật nuôi thường kết hợp với nhau.
Bảng 11. Tác hại của amoniac đến sức khỏe và năng suất gia súc, gia cầm
Vật nuôi Nồng độ NH
3
Tác hại
Heo
Nồng độ trên 10 ppm Gia tăng tỷ lệ gia súc bị ho
50 – 100 ppm Giảm tăng trọng/ngày: 12 - 13%
61 ppm Giảm 5% lượng thức ăn
Gà
Trên 30 ppm Giảm sản lượng trứng và thịt
30 ppm Gây hội chứng bệnh viêm phổi
Nguồn: Hồ Thị Kim Hoa (2003)
* Hydrogen sulphide (H
2
S)
H
2
S là một loại khí rất độc được sinh ra từ sự phân hủy phân gia súc, là sản phẩm hợp chất chứa
lưu huỳnh, nặng hơn không khí (d = 1,19) dễ hòa tan trong nước, chỉ một lượng nhỏ cũng có thể gây tử
vong. Nồng độ H
2

# 0,262 ppm
Khu sản xuất 2 mg/m
3
# 1.3176 ppm 10 mg/m
3
# 13.176 ppm
Nguồn: TCVN (1995, trích dẩn bởi Nguyễn Hà Mỹ, 2002)
Cơ chế gây độc chủ yếu của H
2
S là kích ứng màng nhầy, phù đường hô hấp, tích lũy K
2
S, Na
2
S, ức
chế cytochrome oxidase, làm suy thoái chuyển hóa tế bào và tác động lên hệ thần kinh trung ương. Ngoài
việc tích lũy hai chất khí trên, không khí chuồng nuôi còn tích lũy một số khí khác như CO
2
và các khí có
mùi hôi thối.
Tác hại của khí thải chăn nuôi không những ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe gia súc, gia cầm mà
còn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người công nhân. Triệu chứng thường gặp trên người công nhân và
một số tiêu chuẩn về nồng độ khí độc và mùi trong chuồng nuôi (Bảng 13).
Bảng 13. Triệu chứng thấy ở công nhân nuôi heo có khí độc chăn nuôi
Triệu chứng Tỷ lệ quan sát (%)
Ho 67
Đàm 56
Đau họng 54
Chảy mũi 45
Đau mắt (xốn mắt, chảy nước mắt) 39
Nhức đầu 37

Bên cạnh đó việc sử dụng quá nhiều kháng sinh, chất diệt trùng, chất kích thích sinh trưởng sẽ ảnh
hưởng đến môi trường sống của người và gia súc.
1.4.3. Ô nhiễm nguồn nước
23
Khi chất thải chăn nuôi không được xử lý thải vào môi trường quá lớn làm gia tăng hàm lượng
chất hữu cơ, vô cơ trong nước, làm giảm quá mức lượng oxy hòa tan, làm giảm chất lượng nước bề mặt,
ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật nước, là nguyên nhân tạo nên dòng nước chết (nước đen, hôi thối, sinh vật
không thể tồn tại) ảnh hưởng đến sức khỏe con người, động vật và môi trường sinh thái. Hai chất dinh
dưỡng trong nước thải dễ gây nên vấn đề ô nhiễm nguồn nước đó là nitơ (nhất là ở dạng nitrat) và
photpho.
Trong nước thải chăn nuôi chứa một lượng lớn vi sinh vật gây bệnh và trứng ký sinh trùng. Thời
gian tồn tại của chúng trong nước thải khá lâu. Theo các số liệu nghiên cứu cho thấy Erysipelothrise
insidiosa 92 - 157 ngày, Brucella 105 - 171 ngày, Mycobacterium 475 ngày, virus lở mồm long móng 190
ngày, Leptospira 21 ngày, trứng ký sinh trùng đường ruột 12 - 15 tháng là nguồn truyền bệnh dịch rất
nguy hiểm.
So với nước bề mặt, nước ngầm ít bị ô nhiễm hơn. Tuy nhiên với quy mô chăn nuôi ngày càng tập
trung, lượng chất thải ngày một nhiều, phạm vi bảo vệ không đảm bảo thì lượng chất thải chăn nuôi thấm
nhập qua đất đi vào mạch nước ngầm làm giảm chất lượng nước. Bên cạnh đó, các vi sinh vật nhiễm bẩn
trong chất thải chăn nuôi cũng có thể xâm nhập nguồn nước ngầm. Ảnh hưởng này có tác dụng lâu dài và
khó có thể loại trừ.
Chương 3
QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI
Quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường. Chất thải chăn nuôi đặc
biệt là phân và nước tiểu gia súc sau khi được thải ra thì khả năng ô nhiễm còn thấp, khả năng này chỉ tăng
khi phân và nước tiểu gia súc được để lâu trong môi trường bên ngoài. Do đó để giải quyết kịp thời khả
năng ô nhiễm thì chúng ta cần phải quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi ngay từ lúc mới thải ra môi trường
bằng một số biện pháp như:
- Thu gom và vận chuyển
- Lưu trữ
- Xử lý

2
, NH
3
… và hơi nước thoát ra làm
cho đống phân ngày càng giảm khối lượng.
Quá trình ủ gồm có 4 giai đoạn biến đổi
- Giai đoạn phân tươi
- Giai đoạn phân hoai dang dở
- Giai đoạn phân hoai
- Giai đoạn phân chuyển sang dạng mùn
Các cách ủ phân
- Ủ nóng (ủ tơi): Phân để thành từng đống sao cho tơi, xốp, thoáng khí, giữ ẩm 50 - 60%, ở ẩm độ
này nhiệt độ trong đống ủ sẽ lên cao 60 - 70
o
C, phân mau hoai, diệt cỏ dại, diệt mầm bệnh nhưng mất
nhiều N.
- Ủ nguội (ủ chặt): Phân được đổ thành đống nén chặt đảm bảo đống phân tiến hành ủ trong điều
kiện yếm khí, ở ẩm độ 50 - 60% nhiệt độ đống phân không lên cao quá 35
o
C. Trong điều kiện này CO
2
thoát ra kìm hãm sự hoạt động của vi sinh vật, phân lâu hoai, không diệt được mầm bệnh và cỏ dại nhưng
giữ được N.
- Ủ hỗn hợp (ủ nóng trước sau đó ủ nguội): Đối với phân chuồng có nhiều rác độn, hạt cỏ dại,
mầm bệnh cần ủ tơi xốp 5 - 7 ngày để nhiệt độ lên đến 60 - 70
o
C, phân mau hủy sau đó nén chặt, nhiệt độ
sẽ hạ xuống dần còn khoảng 35
o
C, hạn chế mất N.

O + H
2
O > Ca(OH)
2
, KOH
Nếu sử dụng phân này không đúng đối tượng sẽ làm ảnh hưởng đến sức sinh trưởng và sức sản
xuất của cây trồng và làm biến đổi tính chất của đất theo chiều hướng xấu.
Theo Nguyễn Quý Mùi (1997) phương pháp ủ hiếu khí có đặc điểm như sau:
- Nguồn phân có ẩm độ vừa phải 40 - 45%
- Nguồn cung cấp carbon làm tăng tỷ lệ C/N khoảng 25/1. Ở tỉ lệ này thúc đẩy quá trình phân hủy,
tránh thất thoát đạm do phân huỷ các hợp chất khí chứa nitơ.
- Dụng cụ chứa phân ủ phải đảm bảo sự hiếu khí cho toàn bộ khối phân.
- Chất mồi: Thông thường sự phân hủy hoàn toàn xảy ra khoảng 40 - 60 ngày, để tăng hiệu quả ủ
phân và rút ngắn thời gian người ta có thể bổ sung các chất hữu cơ để tăng hoạt động của các vi sinh vật
hoặc bổ sung trực tiếp các vi sinh vật khi ủ phân, thời gian ủ phân có thể rút ngắn còn 20 - 40 ngày.
Ủ phân kích thích các vi sinh vật hoạt động làm nhiệt độ tăng đáng kể khoảng 45 - 70
o
C sau 4 - 5
ngày đầu vào lúc này pH acid khoảng 4 - 4,5. Với nhiệt độ và pH này các vi sinh vật gây bệnh hầu hết
kém chịu nhiệt dễ dàng bị tiêu diệt, ngoài ra trứng ký sinh trùng, hạt cỏ dại cũng bị phá hủy, quá trình ủ
còn làm thoát ra một lượng lớn hơi nước và khí CO
2
ra môi trường, sự thoát khí nhiều hay ít còn phụ
thuộc vào diện tích đống ủ. Quá trình kết thúc hợp chất hữu cơ bị phân hủy trở nên xốp, màu nâu sậm
không có mùi khó ngửi.
Ủ phân hiếu khí là biện pháp sử dụng nhiều nhất trong việc chế biến, xử lý phân động vật, là quá
trình phân hủy sinh học của các chất rắn trong điều kiện hiếu khí. Hợp chất hữu cơ sau khi xử lý có thể
dùng làm phân bón một cách an toàn, ít làm ô nhiễm môi trường so với phân tươi thải ra ngoài môi trường
như hiện nay tại khu phố 1 và 2, Phường Long Bình nói riêng cũng như nhiều nơi chăn nuôi khác trên địa
bàn Tỉnh Đồng Nai nói chung.