MỞ ĐẦU
Hiện nay, xã hội đang trên đà phát triển, các công nghệ kỹ thuật tiên
tiến được áp dụng vào quá trình xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng cũng
như đầu tư vào quy trình công nghệ sản xuất ngày càng phong phú, đặc biệt
trong các ngành công nghiệp, cùng với sự phát triển đó môi trường cũng bị
ảnh hưởng và chủ yếu là theo hướng tiêu cực, đặc biệt là môi trường nước.
Bất kỳ loại hình công nghiệp nào cũng sử dụng một lượng lớn nước tiêu
dùng và thải ra không ít nước thải từ quá trình sản xuất, vấn đề đặt ra ở đây
là làm thế nào để lượng nước thải sau xử lý đủ tiêu chuẩn để có thể đổ ra
môi trường hoặc tái sử dụng nhằm tiết kiệm về nguồn năng lượng cũng như
kinh tế cho sản xuất.
Xử lí nước thải là quá trình phân huỷ các hợp chất gây ô nhiễm thành những
chất ít hoặc không gây ô nhiễm, keo tụ và làm trong nước thải. Trong một số trường
hợp, thay vì phân hủy có thể chuyển hóa các chất ô nhiễm thành những chất có ích
như năng lượng hay sinh khối. Hiện nay, trong lĩnh vực nước thải có tới 80% lượng
nước thải được coi là có thể xử lý bằng công nghệ sinh học. Đó là nước thải sinh
hoạt chứa chất ô nhiễm hữu cơ, các hợp chất N, P; nước thải công nghiệp chứa các
hợp chất hữu cơ sinh hủy được, ở mức độ nhất định công nghệ sinh học xử lý được
cả các hóa chất độc, kể cả các kim loại nặng thường có nguồn gốc nhân tạo.
Quá trình xử lý nước thải trong môi trường chủ yếu là các vi sinh vật như
virus, vi khuẩn, tảo đơn bào...Vì vậy, với mục đích xử lý nước thải người ta thường
quan tâm chủ yếu đến nhóm vi sinh vật trong nước.
Từ yêu cầu của xã hội cũng như vai trò của vi sinh vật trong nước đã
nêu trên, nhóm chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài “ Xử lý nước thải
bằng phương pháp vi sinh vật”.
B – NỘI DUNG
1
1. Cơ sở khoa học ( lý thuyết ) của phương pháp:
Mục đích oxi hóa hết các hợp chất hữu cơ có khả năng hòa tan. Sử dụng hoạt
động của VSV để phân hủy hết các hợp chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải.
VSV sử dụng chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng, năng lượng. Trong quá trình dinh

và axit béo bị ô xi hóa theo nhiều con đường khác nhau.
- Phân giải Gluxit ( tinh bột) trong điều kiện hiếu khí có vi khuẩn
pseudomonas, Astiomyces, Bacilulus… trong trường hợp này tinh bột bị phân giải
thành đường, đường lại bị phân giải thành CO
2
và sản phẩm khác. Trong điều kiện
2
kỵ khí vi khuẩn gây thối như Clotridium phân giải thành etanol, axit Focmic, axit
acetic…
Bảng 1- Các họ vi khuẩn và đối tượng chất thải công nghiệp xử lý được
Loại chất thải Họ (genus) vi khuẩn (vi sinh)
Hydro carbon no Achromobacter
Acinetobacter
Arthrobacter
Bacillus
Flavobacterium
Micrococcus
Mycobacterium
Pseuodmonas
Vibrio
HC nông nghiệp (trừ sâu, diệt cỏ) Achromobacter
Alcaligenes
Arthrobacter
Athiorocaceae
Corneybacterium*
Flavobacterium
Methylomonas
Penicillium*
Pseudomonas
Zylerion*

Desulfomonite
Enterobacter
Morganeela
Mycobacterium
Nitrosomonas
Nocardia
Pseudomonas
Rhodococcus
Xanthobacter
2. Hoạt động và các quá trình xử lý chính của vi sinh vật
3
Ở trong nước thải còn mới có ít vi sinh vật, nếu trong nước thải có nhiều chất
độc cần xử lý sơ bộ để giảm nồng độ chất độc và phù hợp với sự phát triển của
VSV. Sau một thời gian VSV thích nghi, sinh sản phát triển tăng sinh khối tạo thành
quần thể VSV có trong nước kéo theo sự phát triển của giới thủy sinh. Các VSV
sống trong nước thải chủ yếu là nhóm VSV hoại sinh và dị dưỡng.
Quá trình hấp thụ các hợp chất hữu cơ nhờ VSV trải qua 3 giai đoạn: chất
hữu cơ tiếp xúc với màng vi sinh vật, khuyế tán các chất qua màng tế bào VSV,
chuyển hóa các chất trong nội bào. Các giai đoạn này có mối liên quann chặt chẽ,
chính nhờ khả năng chuyển hóa các chất có khả năng phân hủy ở trong nước.
2.1 Quá trình hiếu khí:
* Chuyển hóa C: Phương trình mẫu chuyển hoá hiếu khí 1 mol gluco (M =180 g)
là:
1C
6
H
12
O
6
+ 6O

khoảng gần 0,7 mol (126 g) gluco được ôxi hoá thành CO
2
, ứng với tiêu thụ 4,2 mol
O
2
(134,4 g). Khi đó chỉ có 30% lượng cacbon chuyển hoá thành sinh khối (trường
hợp đầu là 50% lượng cacbon).
Có thể áp dụng các phép tính này để đánh giá gần đúng quá trình xử lí trong hồ, bồn
hiếu khí thực tế. Ví dụ, ta có nước đầu vào chứa 3,6 g L
–1
(chất hữu cơ trong nước
thải) và nếu 50% chất hữu cơ bẩn được phân huỷ sinh học sinh ra 0,9 g L
–1
sinh
khối mới, khi đó 2,7 g L
–1
chất bẩn sẽ còn lại ( = 3,6 – 1,8 + 0,9) trong nước đầu ra
(kể cả sinh khối). Nếu lắng hết sinh khối nước đầu ra chứa 1,8 g/L.
* Nitrat hoá:
Khi trong hệ có amôni, sau khi hữu cơ ôxi hoá gần hết sẽ xảy ra sự ôxi hoá amôni
trước hết thành nitrit, rồi thành nitrat. Các vi khuẩn nitrit hoá là Nitrosomonas,
5
Nitrosococcus, Nitrosolobus, Nitrosospira, và Nitrosovibrio; nitrat hoá là các loại
(genera) Nitrobacter, Nitrococcus, and Nitrospira. Phản ứng nối tiếp như sau:
NH
4
+
+ 1,5O
2
→ NO

buộc phải tổng hợp thông qua quá
trình trao đổi điện tử ngược thu nhiệt. Vì vậy hiệu suất tạo sinh khối nitrit và nitrat
hoá thấp. Ví dụ: Nitrosomonas sp. phải ôxi hoá tới 30g NH
3
mới tạo được 1g sinh
khối (Schlegel, 1992).
2.2. Quá trình yếm khí:
Phương trình tổng của phản ứng yếm khí phân huỷ chất hữu cơ như sau:
C
c
H
h
O
o
N
n
S
s
+ 1/4(4c–h–2o+3n+2s)H
2
O
→ 1/8(4c –h+2o+3n+2s)CO
2
+ 1/8(4c + h – 2o – 3n – 2s)CH
4
+ nNH
3
+ sH
2
S

5,93
a
Tính cho đường hexoza;
b
Tính cho triglixerit với 3 mol axit palmitic;
c
Tính cho polyalanin với sự
phân huỷ N thành NH
4
+
rồi thành (NH
4
)
2
CO
3
Tính chung cho các chất thải quá trình YK bao gồm 3 giai đoạn với sản phẩm cuối
là biogas (CH
4
+ CO
2
) được mô tả như sơ đồ rút gọn sau:
6