Luận Văn Tổng Quan Về Các Quá Trình Sinh Học Trong Xử Lý Nước Thải Thủy Sản

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI THỦY SẢN
Ngành công nghiệp chế biến thủy hải sản đã và đang đem lại những lợi nhuận không nhỏ cho nền kinh tế Việt Nam nói chung và của người nông dân nuôi trồng thủy hải sản nói riêng. Nhưng bên cạnh những lợi ích mà nó mang lại như giảm đối nghèo, tăng trưởng GDP cho quốc gia thì nó cũng để lại những hậu quả thật khó lường đối với môi trường sống của chúng ta. Hậu quả là các con sông, kênh rạch nước bị đen bẩn và bốc mùi hôi thối một phần là do việc sản xuất và chế biến thủy hải sản thải ra một lượng lớn nước thải có mùi hôi tanh vào môi trường mà không qua bất kỳ giai đoạn xử lý nào. Chính điều này đã gây ảnh hưởng rất lớn đối với con người và hệ sinh thái gần các khu vực có lượng nước thải này thải ra.
TỔNG QUAN VỀ VI SINH VẬT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Vi sinh vật là những tổ chức sinh vật nhỏ bé, có thể tập hợp lại một nhóm lớn hơn gồm nhiều loại khác nhau dưới những hình dạng không xác định, chúng có thể tồn tại dưới dạng đơn bào. Có thể nói, phần lớn các vi sinh vật đóng vai trò rất quan trọng trong các quá trình chuyển hoá sinh hoá, chúng có tác dụng làm giảm lượng chất hữu cơ trong nước thải, đồng thời giúp ổn định nồng độ chất hữu cơ trong các dòng chảy. Các loài vi sinh vật chiếm ưu thế trong từng quá trình xử lý sinh hoá phụ thuộc vào nhiều yếu tố: tính chất dòng vào, điều kiện môi trường, quá trình thiết kế và cách thức vận hành hệ thống. Do đó, để tăng cường vai trò hệ vi sinh vật hoạt động trong hệ thống xử lý nước thải phải thiết kế điều kiện môi trường phù hợp; ví dụ với đa số quá trình xử lý hiếu khí, cần có điều kiện thích hợp như: môi trường phải đủ thông thoáng để cung cấp oxy, đủ các chất hữu cơ (làm thức ăn), đủ nước, đủ N và P (chất dinh dưỡng) để thúc đẩy sự oxy hoá, có pH phù hợp (6.5 – 9) và không có các chất gây độc.
Tuy nhiên không phải các vi sinh vật đều có lợi cho các quá trình chuyển hoá trong xử lý nước thải. Nếu như điều kiện môi trường không còn phù hợp của các loài sinh vật, hoặc số lượng các loài vi sinh vật trong hệ thống tăng đột biến, điều này sẽ gay cản trở cho quá trình chuyển hoá và làm giảm hiệu suất xử lý nước thải.
SINH THÁI, SINH LÝ, PHÂN LOẠI VI SINH VẬT
Sinh thái, sinh lý vi sinh vật
Vi sinh vật không phải là một nhóm phân loại trong sinh giới mà là bao gồm tất cả các vi sinh vật có kích thước hiển vi, không thấy rõ bằng mắt thường, do đó phải sử dụng kính hiển vi thường hoặc kính hiển vi điện tử để quan sát. Ngoài ra, muốn nghiên cứu vi sinh vật người ta phải sử dụng tới các phương pháp nuôi cấy vô khuẩn. Vi sinh vật có các đặc điểm chung sau đây:
a) Kích thước nhỏ bé:
Vi sinh vật thường đo kích thước bằng micromet. Virut được đo kích thước đơn vị bằng nanomet. Kích thước càng bé thì diện tích bề mặt của vi sinh vật trong một thể tích đơn vị càng lớn.
b) Hấp thu nhiều chuyển hoá nhanh:
Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé nhưng chúng lại có năng lực hấp thụ và chuyển hoá vượt xa các sinh vật khác. Chẳng hạn, một vi khuẩn lactic (Lactobacillus) trong một giờ có thể phân giải được một lượng đường latose lớn hơn 100 – 10.000 lần so với khối lượng của chúng. Tốc độ tổng hợp protein của nấm men cao gấp 10.000 lần so với đậu tương và 100.000 lần so với trâu bò.
c) Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh:
Chẳng hạn một trực khuẩn đại tràng (Escherichia coli) trong các điều kiện thích hợp chỉ sau 12 – 20 phút lại phân cắt một lần. Nếu lay thời gian thế hệ là 20 phút thì mỗi giờ phân cắt ba lần, sau 24 giờ phân cắt 72 lần và tạo ra 4.722.633 x 10*****18 tế bào, tương đương với một khối lượng là 4.722 tấn. Tất nhiên, trong tự nhiên không có được các điều kiện tối ưu như vậy (vì thiếu thức ăn, thiếu oxy, dư thừa các sản phẩm trao đổi chất có hại ). Trong loài lên men với các điều kiện nuôi cấy thích hợp, từ một tế bào có thể tạo ra sau 24 giờ khoảng 100.000.000 – 1.000.000.000 tế bào. Thời gian thế hệ của nấm men nhiều hơn, ví dụ với men rượu (Sacharomyces cerecisiae) là 120 phút. Với nhiều vi sinh vật khác còn dài hơn nữa, ví dụ tảo tiểu cầu (Cholorella) là 7 giờ, với vi khuẩn lam Nosoc là 23 giờ Có thể nói không có sinh vật nào có tốc độ sinh sôi nảy nở nhanh như vi sinh vật
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, NXB ĐHQG, 2006.
Trịnh Xuân Lai, Nguyễn Trọng Dương, Xử lý nước thải công nghiệp, NXB Xây Dựng Hà Nội, 2005.
Trịnh Xuân Lai, Tính toán – Thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng.
MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU 1
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
MỤC ĐÍCH THỰC HIỆN 2
NỘI DUNG THỰC HIỆN 2
PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 3
CHƯƠNG I. 4
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI THỦY SẢN 4
1.1. ĐẶC TÍNH VÀ NGUỒN GỐC PHÁT SINH CỦA NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN 4
1.1.1. Đặc tính. 4
1.1.2. Nguồn gốc phát sinh. 5
1.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI THỦY HẢI SẢN 5
1.3. TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN ĐẾN MÔI TRƯỜNG 10
1.3.1 Các chất hữu cơ. 10
1.3.2 Chất rắn lơ lửng. 11
1.3.3 Chất dinh dưỡng (N, P) 11
1.3.4. Vi sinh vật 12
CHƯƠNG 2. 13
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI. 13
2.1. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ HỌC 13
2.1.1 Song chắn rác. 13
2.1.2. Bể lắng cát 14
2.1.3. Bể điều lưu. 15
2.1.4. Bể tuyển nổi 16
2.1.5. Bể lắng sơ cấp. 17
2.1.6. Bể bùn hoạt tính. 19
2.1.7. Bể lắng thứ cấp. 20
2.1.8. Bể khử trùng. 21
2.1.9. Sân phơi bùn. 22
2.2. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA LÝ 23
2.2.1. Phương pháp keo tụ và đông tụ. 23
2.2.1.1. Phương pháp keo tụ. 23
2.2.1.2. Phương pháp đông tụ. 24
2.2.2. Tuyển nổi 24
2.2.3. Hấp phụ. 25
2.2.4. Phương pháp trao đổi ion. 26
2.2.5. Các quá trình tách bằng màng. 26
2.2.6. Phương pháp điện hoá. 27
2.3. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC 27
2.3.1 Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên. 28
2.3.1.1. Hồ sinh vật 28
a) Hồ sinh vật hiếu khí 29
b) Hồ sinh vật tuỳ tiện. 29
c) Hồ sinh vật yếm khí 29
2.3.1.2. Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc. 29
2.3.2. Tổng quan về xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo. 30
2.3.2.1. Bể lọc sinh học. 30
a) Bể lọc sinh học nhỏ giọt 30
b) Bể lọc sinh học cao tải 31
2.3.2.2. Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank. 31
2.3.2.3. Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor)
2.3.2.4. Quá trình xử lý sinh học kỵ khí 32
CHƯƠNG 3. 35
TỔNG QUAN VỀ VI SINH VẬT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI. 35
3.1. SINH THÁI, SINH LÝ, PHÂN LOẠI VI SINH VẬT 35
3.1.1. Sinh thái, sinh lý vi sinh vật 35
a) Kích thước nhỏ bé. 36
b) Hấp thu nhiều chuyển hoá nhanh. 36
c) Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh. 36
d) Có năng lực thích ứng mạnh và dễ dàng phát sinh biến dị 37
e) Phân bố rộng chủng loại phong phú. 38
f) Là sinh vật phát triển đầu tiên trên trái đất 38
3.1.2. Phân loại vi sinh vật 39
3.1.3. Hình thái cấu tạo của vi sinh vật 39
a) Vi khuẩn. 39
b) Nấm men. 43
c) Nấm mốc (nấm sợi) 44
d) Virut 45
e) Xạ khuẩn. 45
f) Tảo. 45
g) Một số nguyên sinh động vật (protozoa) 47
h) Ricketxi 48
i) Archaea (Cổ khuẩn) 48
3.1.4. Hoạt động sống của vi sinh vật trong nước thải 49
3.2. SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA TẾ BÀO SINH HỌC 51
3.2.1. Vi sinh vật trong các công trình xử lý nước thải 51
3.2.1.1. Vi sinh vật lên men kỵ khí 52
3.2.2.2.Vi sinh vật lên men hiếu khí 53
a) Tác nhân sinh trưởng lơ lửng. 53
b) Vi sinh vật hiện diện trong hệ thống bùn hoạt tính. 55
c) Tác nhân sinh trưởng bám dính. 58
d) Vi sinh vật trong các hồ ổn định. 58
3.3. QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY CHẤT HỮU CƠ CỦA VI SINH VẬT TRONG NƯỚC THẢI 59
3.3.1. Quá trình phân hủy hiếu khí 59
3.3.2. Sinh trưởng lơ lửng – bùn hoạt tính. 63
3.3.3. Sinh trưởng bám dính – màng sinh học. 65
CHƯƠNG 4. 70
LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN 70
4.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN 70
4.2. PHƯƠNG ÁN 1. 70
4.3. PHƯƠNG ÁN 2. 73
4.4. PHƯƠNG ÁN 3. 77
4.5. PHƯƠNG ÁN 4. 79
4.6. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN ĐƯỢC ÁP DỤNG 81
4.6.1. Công nghệ xử lý nước thải nhà máy xử lý nước thải tập trung KCN Bình Chiểu 81
4.6.2. Một số công trình khác. 85
PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 89
KẾT LUẬN 89
KIẾN NGHỊ. 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 91