Tốc độ tăng trưởng vi sinh vật trong bùn hoạt tính là gì?

Bùn hoạt tính là phương pháp mà các vi sinh vật trong nước thải bám vào các chất lơ lửng trong đó để cư trú, sinh sản, phát triển và các vi sinh vật này sử dụng nguồn chất hữu cơ trong nước làm thức ăn đồng thời phân hủy chất hữu cơ làm tăng sinh khối và dần dần tạo thành các hạt bông gọi là bùn hoạt tính. Khả năng chuyển hóa các chất hữu cơ trong nước thải nhờ vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tuổi của bùn, hàm lượng chất dinh dưỡng đầu vào, nồng độ oxi hòa tan trong nước thải…

* Ưu điểm:

– Hiệu quả xử lý BOD rất cao, đạt tiêu chuẩn môi trường

* Nhược điểm:

– Khi vận hành có thể phát tán bọt do các chất tẩy rửa hoặc phát tán vi khuẩn do quá trình sục khí.

– Chi phí điện cao

– Phải đầu tư thêm bơm tuần hoàn bùn, bơm thổi khí.

 * Vận hành phức tap:

– Sau khi oxi hóa được 80,5 đến 90% BOD trong nước thải, nếu không khuấy đảo hoặc thổi khí, bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy, do vậy phải tháo lượng bùn cặn này ra. Nếu không kịp thời tách bùn các sinh khối vi sinh vật trong bùn sẽ tự phân hủy dẫn tới ô nhiễm nguồn nước thứ cấp, gây hiện tượng bùn khó lắng. Nhưng nếu tháo bùn ra quá nhiều, nồng độ bùn hoạt tính trong nước không đủ dể phân hủy các chất hữu cơ dẫn tới giảm hiệu suất xử lý.

– Do lượng bùn hoạt tính tháo ra sẽ được hồi lưu trở lại, nên luôn phải kiểm tra nồng độ bùn trong bể xử lý để đảm bảo cho quá trình xử lý đạt hiệu quả cao.

– Các vi sinh vật có mặt trong nước thải lấy nguồn cơ chất thể hiện bằng BOD làm thức ăn do dó nếu nồng độ BOD quá cao thì phải pha loãng nước thải để đạt hiệu quả xử lý lớn nhất.

– Nguồn oxi hòa tan trong nước là một trong những yếu tố làm ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý vì vậy phải kiểm tra hàm lượng Do trong quá trình xử lý nước thải

Phương pháp bùn hoạt tính tuy hiệu quả xử lý cao nhưng chi phí xử lý cao và vận hành rất phức tạp đòi hỏi người vận hành  phải có trình độ chuyên môn nhất định.

Cơ chế phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật

Cơ chế quá trình phân huỷ các chất hữu cơ của phương pháp bùn hoạt tính bao gồm các quả trình: Oxi hoá (phân huỷ) chất hữu cơ, tổng hợp tế bào (đồng hoá) và tự oxy hoá (hô hấp nội bào). Trong quá trình oxy hoá (phân huỷ) chất hữu cơ, vi sinh vật sử dụng oxy để chuyển hoá các chất hữu cơ thành các sản phẩm oxy hoá. Quá trình này sinh ra năng lượng và vi sinh vật sử dụng năng lượng này để tổng hợp tế bào mới. Trong quá trình tổng hợp tế bào (đồng hoá), vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ, oxy, các chất dinh dưỡng N,P, vi lượng và năng lượng từ quá trình oxy hoá để tổng hợp nên tế bào mới. Bên cạnh quá trình tổng hợp tế bào cũng xảy ra quá trình oxy hoá tế bào (hô hấp nội bào).

Phương trình hoá học biểu diễn các quá trình phân huỷ chất hữu cơ như sau :

Tốc độ tăng trưởng vi sinh vật trong bùn hoạt tính là gì?

Quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong nước thải nhờ vi sinh vật bao gồm các giai đoạn như sau:

Giai doạn 1: các hợp chất hữu cơ tiếp xúc với bề mặt tế bào.

         Giai đoạn 2: hấp thụ, khuyếch tán các chất hưu cơ qua màn bán thấm, vào trong tế bào vi sinh vật.

          Giai đoạn 3: chuyển hoá các chất trong nội bào để sinh ra năng lượng và tổng hợp các vật liệu mới cho tế bào vi sinh vật.

          Giai đoạn 4: di chuyển các sản phẩm oxy hoá từ trong tế bào ra bề mặt tế bào vi sinh vật.

          Giai đoạn 5: di chuyển các chất từ bề mặt tế bào ra pha lỏng do khuyếch tán và đối lưu.

           Hợp chất bị oxy hoá trước tiên là hydratcacbon và một số chất hữu cơ khác. Tuy nhiên để phân huỷ được các chât hữu cơ này thì vi sinh vật phải có khả năng tổng hợp enzim tương ứng. Tinh bột, đường rất dễ bị phân huỷ bởi vi sinh vật, xenlulozơ và các chất béo ít tan bị phân huỷ muộn hơn và tốc độ phân huỷ cũng chậm hơn nhiều.

Thành phần, sự phát triển của vi sinh vật trong bùn hoạt tính

  • Thành phần vi sinh vật trong bùn hoạt tính

Tác nhân sinh học trong quá trình xử lí nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí chính là vi sinh vật có mặt trong bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật có khả năng hấp thụ trên bề mặt và oxy hoá các chất hữu cơ trong nước thải với sự có mặt của ôxy. Bùn hoạt tính là một hệ sinh vật phức tạp bao gồm; vi khuẩn, nguyên sinh vật, nấm, tảo, vi rút. Trong đó vi khuẩn đóng vai trò quan trọng nhất trong việc phân huỷ chất hữu cơ và là thành phần cấu tạo chủ yếu của bùn hoạt tính. Vi khuẩn trong bùn hoạt tính gồm  đầy đủ các vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn tuỳ tiện, một số vi khuẩn dạng sợi và các nhóm nguyên sinh động vật. Thành phần vi khuẩn có trong bùn hoạt tính thay đổi theo nhiệt độ và thành phần nước thải.

Bùn hoạt tính dạng bông, màu vàng nâu dễ lắng. cứ một gam bùn hoạt tính khô chứa từ 10­­­­­­­­- 10 tế bào với kích thước 0,1- 3 mm. bản chất của chất hữu cơ có trong nước thải sẽ quyết định các loại vi khuẩn nào có trong bùn là chủ đạo. Nước thải chứa protein sẽ kích thích các loại Alcaligenes, Flavobacterium, Bacillus phát triển. Nếu nước thải chứa nhiều hidrat cacbon thì kích thích Pseudomonas. Thành phần hóa học của tế bào vi khuẩn, % chất khô được thể hiện trong bảng 16.

  • Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong bùn hoạt tính

Sự phát triển của tế bào là sự tăng sinh khối do vi sinh vật hấp thụ, đồng hoá các chất dinh dưỡng. Vi sinh vật có thể sinh sản bằng cách phân đôi tế bào, sinh sản giới tính và nảy mầm nhưng chủ yếu chúng sinh sản bằng cách phân đôi tế bào. Thời gian cần để phân đôi tế bào gọi là thời gian sinh sản. Tuy nhiên vi khuẩn không thể sinh sản đến vô tận do quá trình sinh sản phụ thuộc vào môi trường. Khi thức ăn cạn kiệt, pH, nhiệt độ thay đổi ra ngoài giá trị tối ưu, việc sinh sản sẽ ngừng lại.

Tế bào vi khuẩn gồm 80% nước và 20 % chất khô. Trong chất khô có đến 90%  là chất hữu cơ và chỉ có khoảng 10 % là chất vô cơ.

Tăng trưởng của sinh khối gồm 4 giai đoạn như sau:

Giai đoạn tăng trưởng chậm: đây là giai đoạn vi khuẩn cần thời gian để thích nghi với môi trường dinh dưỡng. tuy nhiên giai đoạn này ngắn hơn so với giai đoạn phát triển chậm của số lượng vi khuẩn.

Giai đoạn tăng sinh khối theo logarit: tốc độ trao đổi chất và tăng trưởng của vi khuẩn phụ thuộc vào khả năng xử lý chất nền của vi khuẩn.

Giai đoạn tăng trưởng chậm dần: tốc độ tăng sinh khối giảm dần do chất dinh dưỡng của môi trường cạn kiệt.

Giai đoạn hô hấp nội bào: nồng độ các chất dinh dưỡng cho tế bào cạn kiệt, vi khuẩn phải thực hiện trao đổi chất bằng chính các nguyên sinh chất có trong tế bào. Sinh khối giảm dần do chất dinh dưỡng còn lại trong tế bào đã chết khuyếch tán ra ngoài để cấp cho tế bào sống.

Mua bán piano Nhật

, Dạy Học mat xa, dạy massage body, Mi Katun

Trong lĩnh vực sinh học nói chung, vi sinh vật xử lý nước nói riêng thì vấn đề vi sinh tăng trưởng theo cấp số nhân và tăng sinh rất nhanh xuất hiện trong hầu hết các tài liệu kỹ thuật. Nhưng cụ thể vi sinh tăng trưởng như thế nào? Hôm nay, chúng ta hãy cùng tìm hiểu xem sao nhé!

Tốc độ tăng trưởng vi sinh vật trong bùn hoạt tính là gì?

20 phút có lẽ là khoảng thời gian luôn đi kèm với vấn đề này. Chúng ta thường nghe rằng vi khuẩn tăng sinh gấp đôi sau cứ mỗi 20 phút (tức là 1 sinh 2, 2 sinh 4, 4 sinh 8 sau mỗi 20 phút trôi qua). Liệu con số này có đúng với thực tế chăng?

Tìm hiểu con số 20 phút từ đâu ra?

Tại một phòng thí nghiệm tiêu chuẩn,người ta tiến hành nuôi cấy chủng vi khuẩn Ecoli. Vi khuẩn được tạo một môi trường tối ưu về các yếu tố: nhiệt độ, pH, chất dinh dưỡng, nguồn cơ chất carbon,…Trong suốt quá trình nuôi cấy đó người liên tục theo dõi mật độ của chúng dưới kính hiển vi, cũng như nhiều phương pháp hiện đại khác.

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng cứ sau mỗi 20 phút thì 1 tế bào vi khuẩn đã nhân sinh khối tạo thêm 1 tố bào vi khuẩn hoàn chỉnh (1 thành 2), sau 20 phút tiếp theo 2 tế bào lại tiếp tục nhân đôi tạo thành 4 tế bào và cứ tiếp tục diễn ra như thế nếu được cung cấp đầy đủ nguồn cơ chất.

Tốc độ tăng trưởng vi sinh vật trong bùn hoạt tính là gì?

Nhưng thực tế trong xử lý nước thải có giống như trên hay không?

Trong hệ thống xử lý nước thải thì các vi sinh vật tập hợp thành hỗn hợp dưới dạng bùn hoạt tính. Chúng kết dính tạo thành từng bông cặn lớn.

Tốc độ tăng trưởng vi sinh vật trong bùn hoạt tính là gì?

Hệ vi sinh đang trong quá trình nuôi cấy bằng BioFix WWT, các vi sinh tập hợp thành các bông cặn lắng xuống dưới đáy

  • Các chủng vi khuẩn trong xử lý nước thải là đa dạng (có thể kể đến như gram âm, gram dương, hiếu khí, kị khí,…). Do đó, nhu cầu về điều kiện tiêu chuẩn cũng khác nhau khó là đáp ứng được cho toàn bộ các chủng vi khuẩn.
  • Ngoài các yếu tố cơ bản như nhiệt độ pH, chất dinh dưỡng,…thì trong hệ thống xử lý nước thải sinh học thì các yếu tố như DO, môi trường bên ngoài, thể thích bể, điều kiện khuấy trộn cũng tác động không nhỏ đến vi sinh
  • Vai trò của từng loại vi khuẩn là khác nhau trong cùng một hệ thống, có chủng chuyên xử lý BOD, COD, chủng thì chuyên xử lý amoni nito,…các quá trình khác nhau dẫn tới thời gian tăng sinh cũng khác nhau.
  • Thực tế trong môi trường xử lý nước thải khác biệt hoàn toàn so với môi trường tối ưu trong phòng thí nghiệm. Do đó, ở điều kiện lý tưởng thì 20 phút vi khuẩn sẽ nhân đôi tăng sinh một lần nhưng thực tế thời gian này có thể lên đến 30 – 60 phút thậm chí kéo dài hàng giờ tùy thuộc vào quá trình phân hủy.

Sau đó khoảng 10 ngày nuôi cấy chúng ta có thể quan sát vi sinh dưới dạng bùn hoạt tính bằng mắt thường

Trên đây là một vài chia sẻ của chúng tôi về tốc độ tăng trưởng của vi sinh vật trong điều kiện lý tưởng cũng như trong thực tế xử lý nước thải. Ta có thể thấy giữa lý thuyết và thực tế có một khoảng cách khá xa. Do đó cần phải vận dụng một cách linh hoạt kiến thức vào thực tế để có được hiệu quả làm việc tốt nhất.

Chúng tôi chuyên cung cấp các dòng vi sinh vật đa dạng nhiều chức năng từ xử lý nước thải (BOD, COD, TSS,…) đến xử lý mùi, bùn đáy, bể tự hoại,…Vi sinh do chúng tôi cung cấp được nhập khẩu từ Mỹ nên các bạn không phải lo lắng về chất lượng.

Tốc độ tăng trưởng vi sinh vật trong bùn hoạt tính là gì?

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI KỸ THUẬT VĨNH TÂM

Địa chỉ: Số A12/85 Đường 1A, Ấp 1, Xã Vĩnh Lộc B, Huyện Bình Chánh, TP. HCM

VPGD: 240 Võ Văn Hát, Phường Long Trường, TP. Thủ Đức, TP. HCM

Hotline: 0932 884 877 – 0907 771 622 – 0796 155 955 – 0789 377 177 – 0931 791 133 – 0987 632 531

Email: [email protected]

Fanpage: Vĩnh Tâm – Cung cấp giải pháp xử lý môi trường

Youtube: BIOFIX VIỆT NAM