Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải thủy sản Công ty TNHH ANGST - TRƯỜNG VINH bằng mô hình lọc sinh học hiếu khí

CHÖÔNG1 MÔÛ ÑAÀU . ÑAËT VAÁN ÑEÀ . MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU . NOÄI DUNG NGHIEÂN CÖÙU . PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU . ÑOÁI TÖÔÏNG VAØ PHAÏM VI NGHIEÂN CÖÙU . ÑAËT VAÁN ÑEÀ Vôùi ñöôøng bôø bieån daøi 3.260 km vaø dieän tích gaàn 3.500.000 km2, Vieät Nam ñöôïc xem laø nöôùc coù taøi nguyeân bieån khaù ña daïng vaø phong phuù. Vôùi thuaän lôïi ñoù, haøng naêm ngaønh ñaùnh baét, nuoâi troàng, cheá bieán thuyû haûi saûn chieám tyû troïng khaù lôùn trong kieâm ngaïch xuaát khaåu cuûa Vieät Nam. Ñaáy laø minh chöùng cho giaù trò voâ giaù maø bieån Vieät Nam mang laïi. Vôùi quy moâ ñaùnh baét môû roäng vaø nhu caàu nuoâi troàng thuyû saûn khoâng ngöøng gia taêng. Tröôùc nhöõng ñoøi hoûi veà nguoàn löông thöïc thöïc phaåm ñoù, caùc cô sôû saûn xuaát cheá bieán maët haøng thuyû saûn cuõng ñöôïc xaây döïng ngaøy caøng nhieàu, khoâng nhöõng ôû caùc khu vöïc coù caùc ngö tröôøng lôùn maø coøn ôû caû caùc vuøng laân caän, caùc khu daân cö, khu ñoâ thò. Nhieàu yeáu toá tích cöïc maø moâ hình saûn xuaát naøy mang laïi ñaõ goùp phaàn giaûi quyeát coâng aên vieäc laøm cho coäng ñoàng, ñaûm baûo löông thöïc, thöïc phaåm cho trong nöôùc vaø xuaát khaåu… ñeàu ñaõ ñöôïc thöøa nhaän. Tuy nhieân, phaûi nhìn nhaän moät vaán ñeà coøn toàn taïi laø naïn oâ nhieãm moâi tröôøng maø hoaït ñoäng naøy taùc ñoäng laø khaù lôùn. Vôùi ñaëc tính doøng thaûi laø giaøu höõu cô, nhieàu nitô, phosphore…Ñoàng thôøi, veà caûm quan muøi raát khoù chòu cho coäng ñoàng, nöôùc thaûi phaùt sinh töø hoaït ñoäng cheá bieán thuyû saûn naøy ñaõ ñöôïc nhaän ñònh laø nguy hieåm cho moâi tröôøng vaø cho sinh thaùi, ñaëc bieät laø heä sinh thaùi thuyû vöïc – khi maø haàu heát soâng ngoøi hieän nay laø nôi tieáp nhaän nguoàn thaûi. Vaø khi ñoù, con ngöôøi cuõng seõ bò aûnh höôûng tieâu cöïc. Nhaän thöùc ñöôïc khaû naêng gaây nguy haïi cho caùc thaønh phaàn moâi tröôøng, haàu heát caùc nhaø maùy saûn xuaát ñeàu xaây döïng caùc traïm xöû lyù nöôùc thaûi ñeå giaûm noàng ñoä vaø taûi löôïng oâ nhieãm tröôùc khi xaû laø nguoàn tieáp nhaän. Tuy nhieân, hieäu quaû xöû lyù laø chöa cao, ñoàng thôøi cuõng chöa coù nghieân cöùu ñaùnh giaù cuï theå hieäu quaû xöû lyù cuûa caùc coâng trình ñoù. Vaø Coâng Ty TNHH ANGST – TRÖÔØNG VINH cuõng laø moät trong soá ñoù. Xuaát phaùt töø nhöõng nhaän thöùc ñoù, vôùi mong muoán ñoùng goùp moät phaàn nhoû cuûa caù nhaân vaøo coâng taùc quaûn lyù kyõ thuaät doøng thaûi, döôùi söï höôùng daãn cuûa Thaïc Syõ Laâm Vónh Sôn ñeà taøi “Nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi thuyû saûn Coâng Ty TNHH ANGST – TRÖÔØNG VINH baèng moâ hình loïc sinh hoïc hieáu khí” ra ñôøi. . MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU Muïc tieâu chính cuûa ñeà taøi laø nghieân cöùu hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi thuyû saûn baèng quaù trình loïc sinh hoïc hieáu khí ñeå: Xaùc ñònh hieäu quaû xöû lyù taïi caùc tyû troïng khaùc nhau, töø ñoù xaùc ñònh ñöôïc taûi troïng toái öu. Xaùc ñònh caùc thoâng soá ñoäng hoïc cuûa quaù trình. . NOÄI DUNG NGHIEÂN CÖÙU Noäi dung nghieân cöùu cuûa ñeà taøi bao goàm caùc phaàn sau: Toång quan veà nöôùc thaûi thuyû saûn Tìm hieåu veà caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi thuyû saûn hieän nay. Toång quan veà quaù trình loïc sinh hoïc hieáu khí. Xaây doing moâ hình vaø vaän haønh moâ hình phoøng thí nghieäm vôùi nhieàu taûi troïng khaùc nhau. Xöû lyù soá lieäu thöïc nghieäm vaø ñöa ra keát luaän veà taûi troïng toái öu vaø thoâng soá ñoäng hoïc cuûa quaù trình. . PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU Ñeà taøi ñöôïc thöïc hieän döïa treân caùc phöông phaùp nghieân cöùu sau: Phöông phaùp thu thaäp taøi lieäu: döõ lieäu ñöôïc thu thaäp töø caùc keát quaû nghieân cöùu, caùc taøi lieäu vaø caùc trang web coù lieân quan. Phöông phaùp khaûo saùt thöïc ñòa: tieán haønh khaûo saùt veà tính chaát, thaønh phaàn nöôùc thaûi. Phöông phaùp xaây döïng moâ hình: vaän haønh moâ hình moâ phoûng ôû qui moâ phoøng thí nghieâm ñeå xöû lyù nöôùc thaûi. Phöông phaùp phaân tích: caùc thoâng soá ño vaø phöông phaùp phaân tích töông öùng ñöôïc trình baøy trong baûng sau: Baûng 1.1: Caùc thoâng soá vaø phöông phaùp phaân tích STT Thoâng soá Phöông phaùp phaân tích 1 pH Maùy ño pH 2 COD Phöông phaùp ñun kín (K2Cr2O7) 3 SS Phöông phaùp khoái löôïng 4 Nitô toång Phöông phaùp chöng caát Kjeldahl 5 Photpho toång Phöông phaùp so maøu . ÑOÁI TÖÔÏNG VAØ PHAÏM VI NGHIEÂN CÖÙU Ñoái töôïng nghieân cöùu: nöôùc thaûi ngaønh cheá bieán thuyû saûn. Phaïm vi nghieân cöùu: nghieân cöùu quaù trình loïc sinh hoïc hieáu khí treân moâ hình ôû qui moâ phoøng thí nghieäm. CHÖÔNG 2 TOÅNG QUAN VEÀ NÖÔÙC THAÛI THUYÛ SAÛN COÂNG TY TNHH ANGST-TRÖÔØNG VINH 2.1. TOÅNG QUAN NGAØNH CHEÁ BIEÁN THUYÛ SAÛN 2.2. TOÅNG QUAN VEÀ COÂNG TY TNHH THUYÛ SAÛN ANGST – TRÖÔØNG VINH 2.1. Toång quan cheá bieán thuûy saûn: 2.1.1. Khaùi quaùt: Cheá bieán thuûy haûi saûn ñöôïc xem laø moät trong nhöõng ngaønh coâng nghieäp muõi nhoïn ôû Vieät Nam. Theo soá lieäu thoáng keâ cuûa boä thuûy saûn, chuùng ta coù hôn 1.470.000 ha maët nöôùc soâng ngoøi duøng cho nuoâi troàng thuûy saûn. Ngoaøi ra coøn coù hôn 544.500.000 ha ruoäng truõng,56.200.000 ha hoà… duøng ñeå nuoâi caù. Maët khaùc nöôùc ta naèm trong vuøng coù ñòa lyù thuaän lôïi vôùi bôø bieån daøi 3.260km, vuøng bieån vaø theàm luïc ñòa roäng lôùn hôn 1 trieäu km2 ñaõ taïo thaønh moät vuøng nöôùc lôï thích hôïp cho vieäc nuoâi troàng thuûy haûi saûn coù giaù trò kinh teá cao. Bieån Vieät Nam thuoäc vuøng bieån Nhieät ñôùi coù nguoàn lôïi voâ cuøng phong phuù. Toång tröõ löôïng caù taàng ñaùy vuøng bieån Vieät Nam coù khoaûng 1,7 trieäu loaøi, khaû naêng cho pheùp khai thaùc khoaûng 1 trieäu taán/naêm. Toång tröõ löôïng caù taàng treân khoaûng 1.2 -1.3 trieäu taán. Nguoàn lôïi thuûy saûn chuû yeáu laø toâm caù, coù khoaûng 3 trieäu taán/naêm nhöng hieän nay môùi chæ khai thaùc hôn 1 trieäu taán/naêm. Cuøng vôùi ngaønh nuoâi troàng vaø khai thaùc thuûy saûn thì ngaønh cheá bieán thuûy saûn ñaõ coù nhieàu ñoùng goùp trong thaønh tích chung cuûa ngaønh thuûy saûn VN, trong ñoù maët haøng ñoâng laïnh khoaûng 80%. Trong nhöõng naêm gaàn ñaây, khoaûng 35% ñaàu ra cuûa saûn phaåm thuûy saûn ñöôïc saûn xuaát ñeå xuaát khaåu vaø phaàn coøn laïi ñöôïc baùn ra treân thò tröôøng noäi ñòa hoaëc ôû daïng töôi soáng (34,5%), hoaëc ñaõ qua cheá bieán (45,7%) döôùi daïng boät caù, nöôùc maém, caù khoâ… Baét ñaàu töø naêm 1995, ngheà ñaùnh caù xa bôø ñöôïc ñaàu tö maïnh neân saûn löôïng ñaõ taêng leân 1.230.000 taán. Beân caïnh ñoù nöôùc ta coøn coù dieän tích maët nöôùc raát lôùn ñeå phaùt trieån vieäc nuoâi troàng thuûy saûn. Nguoàn lieäu töø nuoâi troàng vaø khai thaùc noäi ñoàng khoaûng 492.000 taán/naêm (1997), vaø 515.020 taán/naêm (1998). Cuøng nhòp vôùi söï phaùt trieån cuûa caû nöôùc, ngaønh cheá bieán thuûy haûi saûn ñang ngaøy caøng phaùt trieån nhaèm ñaùp öùng yeâu caàu cuûa ngöôøi tieâu duøng, do ñoù löôïng nguyeân lieäu ñöa vaøo cheá bieán ngaøy caøng nhieàu. Naêm 1991 chæ khoaûng 130.000 taán nguyeân lieäu ñöôïc ñöa vaøo duøng cheá bieán xuaát khaåu (chieám 15%) vaø cheá bieán tieâu duøng cho noäi ñòa (khoaûng 30%), coøn laïi ñöôïc söû duïng döôùi daïng töôi soáng. Ñeán naêm 1995 ñaõ coù hôn 250.000 taán nguyeân lieäu ñöa vaøo cheá bieán xuaát khaåu (chieám 19,2%),32,3% cheá bieán cho thieâu duøng noäi ñòa vaø 48% duøng döôùi daïng töôi soáng. Naêm 1998, xuaát khaåu chieám 24,3%, noäi ñòa 41%, töôi soáng 35%. Qua soá lieäu treân ta ñaõ thaáy nhu caàu phaát trieån ngaøng cheá bieán thuûy haûi saûn ñang ngaøy caøng taêng leân. Baûng 2.1: Toác ñoä taêng tröôûng kim ngaïch xuaát khaåu thuûy saûn Vieät Nam Naêm Kim ngaïch xuaát khaåu (trieäu USD) Toác ñoä (laàn) 1998 858 75,9 2000 1.478 130,8 2001 1.760,6 155,8 2002 2.000 177 2003 2.021 – 2.100 178,8 – 185,8 2004 2.250 179,5 2005 2.450 181 2006 3.050 213 2007 3.930 290 (Nguoàn: Boä Thuûy Saûn ôû Vieät Nam FICen,2005) Trong một năm 2008 nhiều khó khăn, xuất khẩu thủy sản của cả nước vẫn tăng gần 20% về giá trị. Đại diện Hiệp hội Chế biến veà xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP) cho biết: theo số liệu mới nhất của Tổng cục Hải quan, trong năm 2008, xuất khẩu thủy sản của cả nước đạt treân 1,2 triệu tấn, trị giaù ñaït treân 4,5 tỷ USD, tăng 33,7% về khối lượng vaø 19,8% veà giaù trò so vôùi naêm tröôùc. Lieân minh Chaâu AÂu (EU) tiếp tục giữ vị trí nhaø nhập khẩu thủy sản lớn nhất của Việt Nam với khối lượng nhập khaåu laø 349 ngaøn tấn vôùi giaù trò 1,14 tỷ USD, tăng 26% veà giaù trò. Baûng 2.2: Khoái löôïng saûn phaåm thuûy saûn xuaát khaåu haøng naêm töø 2002 – 2007 Haïng muïc Ñôn vò 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Toâm ñoâng laïnh Taán 114579.98 124779.69 141122.03 149871.8 150876.8 158864.5 Phileâ caù ñoâng laïnh Taán 112034.52 132270.71 165596.33 208071.1 226775.2 245425.9 Saûn phaåm caù khoâ Taán 17181.76 7222.04 14755.54 216753.6 254326.4 27675.3 Giaùp xaùc vaø ñoäng vaät thaân meàm ñoâng laïnh Taán 115160.11 141798.66 108802.32 148611.5 168621.5 188631.7 Toång saûn phaåm Taán 270693.66 285461.13 293125.24 310254.45 330224.25 339254.11 Kim ngaïch xuaát khaåu Trieäu USD 932 954 989 1312 1453 1982 (Nguoàn: Boä Thuûy Saûn ôû Vieät Nam FICen,2005) Trong năm 2008, Việt Nam ñaõ xuất khẩu thủy sản sang 26/27 quốc gia thuộc khối naøy, ñứng ñaàu laø 5 thị trường: Đức, Italia, Tây Ban Nha, Haø Lan vaø Bỉ. Trong 61 sản phẩm thủy sản Việt Nam ñược nhập khẩu vaøo EU, caù tra, basa tăng 23,8%, toâm tăng 47,6%, mực bạch tuộc ñoâng lạnh tăng 26,6%, caù ngöø tăng 21,6% so với năm 2007. Đứng thứ hai laø thị trường Nhật Bản, với khối lượng nhập khẩu treân 134 ngaøn tấn, giaù trò ñaït hôn hơn 828 triệu USD, tăng 13,2% về khối lượng vaø 11% về giaù trị so với năm trước. Laø trung taâm của cuộc khủng hoảng kinh tế toaøn cầu năm 2008, Myõ tụt xuống haïng thứ 3 về nhập khẩu thủy sản của Việt Nam. Tỷ trọng của thị trường Mỹ giaûm từ 20,4% xuống 16,5% trong cơ cấu thị trường xuất khẩu của Việt Nam do nhu cầu tieâu thuï vaø nhập khẩu của nước naøy giảm.Tuy nhieân, theo dự baùo sự suy thoaùi của nền kinh tế vaø sự tăng giaù của caùc mặt haøng thủy sản sẽ tiếp tục ảnh hưởng khoâng nhỏ ñeán sức tieâu thụ thủy sản của nước naøy trong năm 2009. 2.1.2. Coâng ngheä saûn xuaát ngaønh cheá bieán thuûy saûn Ngaønh cheá bieán thuûy saûn laø moät boä phaän cô baûn cuûa ngaønh thuyû saûn, ngaønh coù heä thoáng cô sôû vaät chaát töông ñoái lôùn, böôùc ñaàu tieáp caän vôùi trình ñoä khu vöïc, coù ñoäi nguõ quaûn lí kinh nghieäm, coâng nhaân kó thuaät coù tay ngheà gioûi. Hieän nay, ngaønh coâng ngheä cheá bieán thuûy haûi saûn phaùt trieån roäng raõi taïi Vieät Nam vaø khaép treân theá giôùi. Caùc nhaø maùy, xí nghieäp cheá bieán thuûy haûi saûn khaùc nhau veà caùch thöùc hoaït ñoäng, quy moâ saûn xuaát vaø saûn phaåm ñaàu ra. 2.1.2.1. Quy trình sô cheá thuûy saûn ñaëc tröng Tieáp nhaän nguyeân lieäu Röûa Nöôùc Nöôùc thaûi Caân, phaân côõ Ñaùnh vaåy, laáy noäi taïng Saûn phaåm phuï Röûa Nöôùc thaûi Caân vaø phaân côõ Nöôùc thaûi Röûa Ngaâm Nöôùc thaûi Röûa Nöôùc thaûi Voâ khay Caáp ñoâng Caùc loaïi thuùy saûn Nöôùc Nöôùc Nöôùc Nöôùc Hình 2.1: Quy trình sô cheá thuûy saûn ñaëc tröng Ñaàu tieân haûi saûn ñöôïc röûa baèng nöôùc trong caùc boàn vaø xöû lyù sô boä nhaèm loaïi boû haûi saûn keùm chaát löôïng. Tieáp sau ñoù, chuùng ñöôïc caân vaø phaân loaïi ra kích côõ lôùn nhoû (hoaëc theo caùc tieâu chuaån khaùc nhau) nhaèm muïc ñích taïo ra caùc saûn phaåm ñoàng nhaát phuïc vuï cho caùc coâng ñoaïn cheá bieán tieáp theo. Sau khi phaân kích côõ, haûi saûn laïi ñöôïc röõa laïi moät laàn nöõa roài caét boû noäi taïng. Sau khi caét boû noäi taïng, haûi saûn ñöôïc röûa laïi vaø ñem ñi caân vaø phaân loaïi. Tröôùc khi cho vaøo khay haûi saûn phaûi ñöôïc röûa laïi moät laàn cuoái roài ñem vaøo kho baûo quaûn. Nguyeân lieäu töôi öôùp laïnh Röûa Sô cheá Phaân loaïi côõ Ñoâng laïnh Ñoùng goùi Röûa Xeáp khuoân Baûo quaûn laïnh Nöôùc thaûi Chaát thaûi raén Nöôùc thaûi 2.1.2.2. Ñoái vôùi caùc saûn phaåm ñoâng laïnh Hình 2.2.: Quy trình cheá bieán caùc saûn phaåm ñoâng laïnh 2.1.2.3 Ñoái vôùi caùc saûn phaåm khoâ Nguyeân lieäu Sô cheá (chaûi saïch, chaët ñaàu, laët deø,... Phaân côõ loaïi Baûo quaûn laïnh Phaân loaïi Nöôùng Caùn, xeù Ñoùng goùi Ñoùng goùi Baûo quaûn laïnh Chaát thaûi raén Coâng ngheä cheá bieán caùc saûn phaåm thuyû saûn khoâ Hình 2.3: Quy trình cheá bieán caùc saûn phaåm thuûy saûn khoâ 2.1.3 Ñaëc tính chung cuûa nöôùc thaûi thuûy saûn Trong ngaønh cheá bieán thuûy haûi saûn, vaán ñeà ñöôïc quan taâm nhieàu nhaát laø moâi tröôøng nöôùc ñöôïc söû duïng ñeå röûa nguyeân lieäu, veä sinh maùy moùc, caùc container, röûa saøn nhaø, taùch loùc maï baêng saûn phaåm. Nöôùc sau khi söû duïng ñeàu thaûi ra ngoaøi mang theo haøm löôïng chaát höõu cô lôùn gaây oâ nhieãm moâi tröôøng. Nöôùc thaûi cuûa moät nhaø maùy cheá bieán thuûy haûi saûn bao goàm : Nöôùc thaûi saûn xuaát: Ñaây laø loaïi nöôùc thaûi röûa haûi saûn caùc loaïi (caù, toâm, cua, möïc, …). Nöôùc thaûi veä sinh coâng nhieäp: Ñaây laø nöôùc caàn duøng cho vieäc röûa saøn nhaø moãi ngaøy, ngoaøi ra coøn duøng ñeå röûa caùc thieát bò, maùy moùc… Nöôùc thaûi sinh hoaït moãi ngaøy: Nöôùc thaûi töø caùc hoaït ñoäng sinh hoaït cuûa caùc caùn boä coâng nhaân vieän trong caùc nhaø maùy. Ñaây laø löôïng nöôùc thaûi ñaùng keå vì trong caùc nhaø maùy cheá bieán haûi saûn thöôøng coù löôïng coâng nhaân khaù ñoâng, nhu caàu söû duïng nöôùc cho caùc hoaït ñoäng nhö taém röûa raát lôùn. Nöôùc thaûi cuûa xí nghieäp cheá bieán thuûy saûn coù haøm löôïng COD dao ñoäng töø 1200 – 2300 mg/l, haøm löôïng BOD5 cuõng khaù lôùn töø 1200 -1800 mg/l trong nöôùc thöôøng chöùa caùc vuï thuûy saûn vaø caùc vuïn naøy raát deã laéng. Haøm löôïng Nitô thöôøng raát cao chöùng toû möùc ñoä oâ nhieãm chaát dinh döôõng raát cao (50 – 120 mg/l). Ngoaøi ra trong nöôùc thaûi thuûy haûi saûn coù chöùa caùc thaønh phaàn chaát höõu cô khi phaân huûy taïo ra caùc saûn phaåm trung gian cuûa söï phaân huûy caùc acid beùo khoâng baõo hoøa taïo muøi raát khoù chòu vaø ñaëc tröng laøm oâ nhieãm veà maët caûm quan vaø aûnh höôûng söùc khoûe coâng nhaân tröïc tieáp laøm vieäc. Ñaëc ñieåm cuûa ngaønh cheá bieán thuûyhaûi saûn laø coù löôïng chaát thaûi lôùn. Caùc chaát thaûi coù ñaëc tính deã öôn hoûng vaø deã thaát thoaùt thaâm nhaäp vaøo doøng nöôùc thaûi. Nöôùc thaûi trong cheá bieán thuyû haûi saûn coù haøm löôïng chaát höõu cô cao vì trong ñoù coù daàu, protein, chaát raén lô löûng vaø chöùa löôïng photphat vaø nitrat. Doøng thaûi töø cheá bieán thuyû saûn coøn chöùa nhöõng maãu vuïn thòt, xöông nguyeân lieäu cheá bieán, maùu chaát beùo, caùc chaát hoaø tan töø noäi taïng cuõng nhö nhöõng chaát taåy röûa vaø caùc taùc nhaân laøm saïch khaùc. Trong ñoù coù nhieàu hôïp chaát khoù phaân huûy. Qua phaân tích 70 maãu nöôùc thuyû taïi caùc cô sôû cheá bieán haûi saûn coù quy moâ coâng nghieäp taïi ñòa baøn tænh Vuõng Taøu nhaän thaáy haøm löôïng COD cuûa caùc cô sôû dao ñoäng töø 283 mg/l – 21026 mg/l, trong khi tieâu chuaån Vieät Nam ñoái vôùi nöôùc thaûi ñöôïc pheùp thaûi vaøo nguoàn nöôùc bieån quanh bôø söû duïng cho muïc ñích baûo veä thuûy sinh coù löu löôïng thaûi töø 50 m3 – 500 m3 / ngaøy laø < 100 mg/l. Nöôùc thaûi cuûa phaân xöôûng cheá bieán thuûy haûi saûn coù haøm löôïng COD dao ñoäng töø 500 – 3000 mg/l, giaù trò ñieån hình laø 1500 mg/l, haøm löôïng BOD5 dao ñoäng trong khoaûng töø 300 – 2000 mg/l, giaù trò ñieån hình laø 1000 mg/l. Trong nöôùc thöôøng coù caùc maûnh vuïn thuûy saûn vaø caùc maûnh vuïn naøy deã laéng, haøm löôïng chaát raén lô löûng dao ñoäng töø 200 – 1000 mg/l, giaù trò thöôøng gaëp laø 500mg/l. Nöôùc thaûi thuyû saûn cuõng bò oâ nhieãm chaát dinh döôõng vôùi haøm löôïng Nitô khaù cao töø 50 – 200 mg/l, giaù trò thöôøng gaëp laø 100mg/l; haøm löôïng photpho dao ñoäng töø 10 – 100 mg/l, giaù trò ñieån hình laø 30 mg/l. Ngoaøi ra trong nöôùc thaûi cuûa ngaønh cheá bieán thuyû haûi saûn coøn chöùa thaønh phaàn höõu cô maø khi bò phaân huyû seõ taïo caùc saûn phaåm trung gian cuûa söï phaân huyû cuûa caùc acid beùo khoâng baõo hoaø, taïo muøi raát khoù chòu vaø ñaëc tröng, gaây oâ nhieãm veà maët caûnh quan vaø aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán coâng nhaân laøm vieäc. 2.1.4 Taùc ñoäng ñeán moâi tröôøng cuûa ngaønh cheá bieán thuûy saûn 2.1.4.1 Khí thaûi Phần lớn caùc xí nghiệp chế biến thủy sản sinh ra khí độc ở mức tương đối thấp. Khí thaûi phaùt sinh chuû yeáu do caùc hoaït ñoäng cuûa loø hôi, caùc maùy phaùt ñieän döï phoøng, löôïng khí gas hay than cuûi ñeå saáy thuyû haûi saûn (haøng khoâ),... Muøi (Cl2, NH3, H2S) phaùt sinh chuû yeáu töø quaù trình khöû truøng, töø heä thoáng laøm laïnh vaø töø söï phaân huyû caùc pheá phaåm thuyû haûi saûn. Hơi chlorine: Dung dịch chlorine được dung để khử trùng dụng cụ, thiết bị sản xuất, rửa tay, rửa nguyeân liệu với haøm lượng 20-200 ppm, Hơi Clo khuếch taùn vaøo trong khoâng khí ngay tại khu vực sản xuất với nồng độ cao, ảnh hưởng đến người lao động. Coâng nhaân laøm vieäc trong moâi tröôøng coù caùc khí ñoäc vaø muøi hoâi tanh laøm cô theå meät moûi, giaûm hieäu suaát laøm vieäc, giaûm hieäu quaû saûn xuaát, aûnh höôûng ñeán söùc khoeû hieän taïi hoaëc taùc haïi laâu daøi. Taùc nhaân lạnh: Hơi dung moâi chất lạnh bị rò rỉ bao gồm caùc loại khí như R12, R22, NH3… caùc khí naøy coù thể ảnh hưởng đến tầng ozon. Khí NH3: Hơi naøy coù trong khoâng khí khu vực phaân xưởng sản xuất trong trường hợp bị rò rỉ ñöôøng ống của hệ thống lạnh. Khí coù muøi khai đặc trưng, dễ hòa tan trong nước, coù phản ứng kiềm mạnh.Vì thế khí naøy aûnh höôûng mắt, mũi, họng… Tieâu chuẩn cho pheùp xả thaûi laø 0.02 mg/l. Khí CFCs: Được dung trong caùc thiết bị laøm lạnh, laø taùc nhaân laøm thủng tầng ozon vaø ñöôïc khuyeán caùo khoâng neân duøng nöõa. Mùi hôi: Mùi hôi của nguyeân liệu laø do sự phaân hủy caùc chất hữu cơ coù trong chất thải raén vaø nöôùc thaûi. Theo thời gian, caùc chất hữu cơ đặc biệt laø chất thải rắn sẽ phaân giải caùc axit amin thaønh caùc chất đơn giản hơn như trimetyamin, dimetyamin… laø những chất coù muøi tanh, hôi thối. Coâng nhaân laøm việc trong điều kiện muøi hoâii tanh laøm cho cơ thể mệt mỏi, giảm hiệu suất laøm việc, giảm hiệu quả sản xuất. Khí thải từ caùc loø nấu, chế biến: Khoùi thaûi töø caùc loø naáu thuû coâng nhieân lieäu ñoát laø than ñaù hay daàu FO, thaønh phaàn chuû yeáu laø CO2, CO, SOx, NO2, buïi than vaø moät soá chaát höõu cô deã bay hôi. Khoùi thaûi phaùt taùn ra moâi tröôøng xung quanh, gaây tröïc tieáp caùc beänh veà hoâ haáp, phoåi,... nguyeân nhaân cuûa caùc côn möa axit aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng sinh thaùi, aên moøn caùc coâng trình. Ngoaøi ra khí CO2 thaûi ra töø caùc khu coâng nghieäp coøn laø nguyeân nhaân chính gaây hieäu öùng nhaø kính. 2.1.4.2 Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi laø moät trong nhöõng vaán ñeà moâi tröôøng lôùn nhaát cuûa ngaønh cheá bieán thuyû haûi saûn, nöôùc thaûi cheá bieán thuyû haûi saûn ñaëc tröng bôûi caùc thoâng soá oâ nhieãm nhö: maøu, muøi, chaát raén khoâng hoaø tan, chaát raén lô löûng, caùc vi khuaån, chæ soá BOD, COD, pH,... Caùc ñaëc tính chung cuûa nöôùc thaûi thuyû saûn: pH thöôøng naèm trong giôùi haïn töø 6,5 – 7,5 do coù quaù trình phaân huyû ñaïm vaø thaûi ammoniac. Coù haøm löôïng caùc chaát höõu cô daïng deã phaân huyû sinh hoïc cao. Giaù trò BOD5 thöôøng lôùn, dao ñoäng trong khoaûng 300 – 2000 mg/l, giaù trò COD naèm trong khoaûng 500 – 3000 mg/l. Haøm löôïng chaát raén lô löûng cao töø 200 – 1000 mg/l. Haøm löôïng lôùn caùc protein vaø chaát dinh döôõng, theå hieän ôû hai thoâng soá toång Nitô (50 – 200 mg/l) vaø toång Photpho (10 – 100 mg/l). Ñeå xöû lyù ñöôïc chaát oâ nhieãm naøy trieät ñeå caàn coù heä thoáng xöû lyù baäc 3 (xöû lyù chaát dinh döôõng). Ñieàu naøy laøm dieän tích coâng trình vaø chi phí ñaàu tö xaây döïng heä thoáng xöû lyù raát lôùn. Thöôøng coù muøi hoâi do coù söï phaân huyû caùc axit amin... Với tải lượng chất oâ nhiễm của ngaønh chế biến thủy sản thì nước thải ảnh hưởng rất lớn đến hệ sinh thaùi nước: Laøm tăng ñộ ñộc của nước, ảnh hưởng trực tiếp ñến sự phaùt triển của hệ thủy sinh, laøm giảm khaû năng tạo oxy hoøa tan trong nước. Haøm lượng chất hữu cơ cao tạo ñiều kiện thiếu oxy, trong nước xảy ra quaù trình phaân hủy yếm khí tạo ra caùc sản phẩm ñộc hại như H2S… gaây muøi thối cho nöôùc vaø laøm nöôùc chuyeån maøu ñen. Laø nguồn gốc gaây bệnh dịch trong nước, oâ nhieãm nguoàn nöôùc ngaàm. 2.1.4.3 Chaát thaûi raén Chaát thaûi raén chuû yeáu laø caùc thaønh phaàn höõu cô, deã leân men, gaây thoái röûa vaø taïo muøi khoù chòu, aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng ñaát, nöôùc, khoâng khí, ñoù cuõng laø nguoàn laây lan caùc dòch beänh. Chất thải rắn được phaùt sinh từ 3 nguồn: Töø quaù trình chế biến: Bao gồm caùc loại vỏ, đầu, nội tạng… Nếu chất thải naøy khoâng được thu gom sẽ phaân hủy gaây ra muøi khoù chịu. Từ khu vực phụ trợ: bao gồm chất thải rắn phaùt sinh từ căntin, bao bì hư hỏng… Chuùng coù thaønh phaàn gioáng raùc ñoâ thị. Caùc loại caën baõ dư do quaù trình xử lyù nước thaûi vaø quaù trình phaân hủy sinh học. Baûng 2.3 : Löôïng chaát thaûi raén trong quaù trình cheá bieán thuyû haûi saûn STT Quaù trình cheá bieán Löôïng chaát thaûi raén 1 Ñoâng laïnh: (taán pheá thaûi/taán saûn phaåm) - Toâm ñoâng laïnh 0.75 - Caù ñoâng laïnh 0.6 - Nhuyeãn theå chaân ñaàu ñoâng laïnh 0.45 - Giaùp xaùc ñoâng laïnh 0.5 – 0.6 - Nhuyeãn theå hai maûnh voû ñoâng laïnh 4 2 Nöôùc maém (taán chaát thaûi/1000 lít nöôùc maém) 0.2 3 Haøng khoâ: (taán pheá thaûi/taán nguyeân lieäu) - Toâm khoâ 0.43 - Caù khoâ 0.38 - Möïc oáng khoâ 0.17 4 Ñoà hoäp (taán pheá thaûi/taán saûn phaåm) 1.7 5 Agar (taán pheá thaûi/ taán saûn phaåm) 6 (Nguoàn: WHO, 1993) 2.1.4.4 Nhieät thaûi vaø tieáng oàn Nhieät thaûi töø loø naáu, töø heä thoáng laøm laïnh vaø tieáng oàn töø caùc thieát bò saûn xuaát aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán söùc khoeû coâng nhaân vaø ngöôøi daân xung quanh. Tieáng oàn vaø ñoä rung thöôøng gaây aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán thính giaùc, laøm giaûm thính löïc cuûa ngöôøi lao ñoäng, giaûm hieäu suaát laøm vieäc, vaø phaùt sinh nhieàu chöùng beänh khaùc. Taùc ñoäng cuûa tieáng oàn coù bieåu hieän qua phaûn xaï cuûa heä thaàn kinh hoaëc gaây trôû ngaïi ñeán hoaït ñoäng cuûa heä thaàn kinh thöïc vaät, khaû naêng ñònh höôùng, giöõ thaêng baèng qua ñoù aûnh höôûng ñeán naêng suaát lao ñoäng. Tieáng oàn quaù lôùn coù theå gaây thöông tích. Tieâu chuẩn quy định cho mức tiếng ồn tại caùc cơ sở sản xuaát laø 75 dB. 2.1.4.5 Taùc nhaân hoùa hoïc Caùc hoùa chaát khöû truøng vaø taåy truøng nhö : Clorine, xaø phoøng, caùc chaát phuï gia, baûo quaûn thöïc phaåm gaây haïi cho moâi tröôøng. 2.1.4.6 Taùc nhaân sinh hoïc Caùc loaïi chaát nhö: nöôùc thaûi, chaát thaûi raén ñeàu coù chöùa taùc nhaân sinh hoïc ñoù laø caùc loaïi vi sinh vaät gaây beänh cho ngöôøi vaø ñoäng vaät. Neáu khoâng phaùt hieän vaø xöû lyù kòp thôøi thì raát deã taïo ñieàu kieän cho vi sinh vaät gaây beänh phaùt taùn vaøo moâi tröôøng laøm aûnh höôûng ñeán söùc khoûe cho coäng ñoàng xung quanh. 2.1.4.7 Taùc nhaân khaùc Haàu nhö caùc cô sôû cheá bieán thuûy saûn ôû Vieät Nam ñeàu coù baûo hoä lao ñoäng (uûng, gaêng tay, khaåu trang, noùn) cho coâng nhaân trong quaù trình laøm vieäc. Moâi tröôøng laøm vieäc cuûa caùc coâng nhaân trong caùc nhaø xöôûng thöôøng bò oâ nhieãm do coù ñoä aåm cao vaø muøi hoâi. Do ñoù, tyû leä maéc beänh ngheà nghieäp nhö thaát khôùp, vieâm hoïng… thöôøng coù tyû leä cao. Vaán ñeà veä sinh an toaøn thöïc phaåm coøn bò haïn cheá bôûi caùc phoøng cheá bieán, saøn nhaø xöôûng, ñöôøng thoaùt nöôùc thaûi chöa ñöôïc thieát keá hôïp lyù. AÙnh saùng trong xöôûng cheá bieán vaãn chöa ñuû ñoä saùng. Traàn nhaø, töôøng ngaên khoâng ñöôïc saïch, heä thoáng voøi nöôùc, khay ñöïng baèng kim loaïi deã bò ræ seùt vaø khoâng hôïp veä sinh. 2.1.5 Nhaän xeùt chung veà nöôùc thaûi ngaønh cheá bieán thuûy saûn Nöôùc thaûi ngaønh cheá bieán thuûy haûi saûn ôû mieàn Nam coù haøm löôïng COD trong khoaûng 1200 – 2600 mg/l, haøm löôïng BOD trong khoaûng 900 – 1600 mg/l, haøm löôïng Nitô thöôøng raát cao, naèm trong khoaûng 50 -150 mg/l ñieàu naøy chöùng toûa raèng nöôùc thaûi coù chaát oâ nhieãm dinh döôõng cao. Ngoaøi ra nöôùc thaûi coøn chöùa chaát raén (vaây, ñaàu, ruoät, … raát deã thu gom. Nhìn chung nöôùc thaûi cuûa ngaønh cheá bieán thuûy haûi saûn möùc ñoä oâ nhieãm vöôït nhieàu laàn so vôùi tieâu chuaån cho pheùp xaû vaøo nguoàn tieáp nhaän do Nhaø nöôùc quy ñònh (5 – 10 laàn ñoái vôùi chæ tieâu COD, BOD, gaáp 8 -14 Nitô höõu cô…). Do ñoù giaù trò caùc thoâng soá oâ nhieãm trong nöôùc thaûi ngaønh cheá bieán thuûy saûn phaûi theo QCVN 11:2008/BTNMT. (Baûng 2.4: Giaù trò toái ña cho pheùp caùc thoâng soá oâ nhieãm trong nöôùc thaûi ngaønh coâng nghieäp cheá bieán thuûy saûn phaàn phuï luïc). Thöïc teá cho thaáy haàu heát caùc cô sôû cheá bieán thuyû haûi saûn cuûa nöôùc ta hieän nay chöa coù heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi hoặc coù cô sôû coù heä thoáng xöû lyù nhöng khoâng ñaït yeâu caàu ñaõ laøm oâ nhieãm traàm troïng ñeán moâi tröôøng soáng cuûa coäng ñoàng xung quanh, gaây oâ nhieãm naëng ñeán nguoàn nöôùc ngaàm, nöôùc maët, nhieàu gieáng nöôùc xung quanh khoâng söû duïng ñöôïc. Vì vaäy, vieäc nghieân cöùu aùp duïng vaø trieån khai coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi ngaønh cheá bieán thuyû haûi saûn ñang laø vaán ñeà caáp baùch maø chuùng ta caàn thöïc hieän. 2.2 Toång quan veà coâng ty TNHH thuûy saûn ANGST-TRÖÔØNG VINH 2.2.1 Giôùi thieäu chung Coâng ty TNHH thuûy saûn ANGST-TRÖÔØNG VINH laø moät doanh nghieäp lieân doanh giöõa Vieät Nam vaø Thuïy Syõ ñöôïc thaønh laäp vaøo thaùng 2 naêm 2001 GPKD soá: 201/GP-HCM. Địa chỉ: 291/12 Luỹ Baùn Bích, Phöôøng Hoøa Thaïnh, Quaän Taân Phuù, Tp.HCM. Vôùi muïc tieâu trôû thaønh “Nhaø cung caáp danh tieáng” vôùi caùc saûn phaåm chaát löôïng, an toaøn thöïc phaåm, thaân thieän vôùi moâi tröôøng theo caùc tieâu chuaån ISO 9001:2000, BRC(2005), IFS(Ver.4), HACCP vaø ISO 14001:2005. Cung caáp cho khaùch haøng nhöõng saûn phaåm chaát löôïng nhaèm naâng cao chaát löôïng cuoäc soáng cuûa con ngöôøi. Ngaønh nghề kinh doanh: sản xuất, chế biến thịt hun khoùi, xuùc xích, caù. Sản xuất chế biến caùc loại thực phẩm từ thủy hải sản. Tiếp thò vaø baùn thực phẩm chế biến của Coâng ty lieân doanh sản xuất. 2.2.2 Thoâng tin về hoạt ñộng sản xuấtTổng nguồn vốn laø 634.552 USD, trong đñoù: - Vốn cố đñịnh : 404.600 USD bao gồm: + Maùy moùc, thiết bị sản xuất : 287.600 USD + Thiết bị xử lyù nguyeân liệu, nhaø kho : 99.000 USD + Trang thiết bị văn phoøng : 6.000 USD + Thiết bị khaùc : 12.000 USD - Vốn lưu đñộng : 229.952 USD 2.2.2.1 Nhu cầu nguyeân lieäu vaø nguồn cung cấp Caùc nguyeân liệu chính của Coâng ty lấy từ caùc chợ thịt, caù đñầu mối của thaønh phố. Một số nguyeân liệu khaùc đñược nhập khẩu như gia vị vaø dăm baøo đñược nhập từ Thụy Điển. Nguyeân lieäu chính duøng cho saûn xuaát ñöôïc cho vaøo baûng sau. Teân nguyeân liệu Soá löôïng Nguoàn cung caáp (nhaäp khaåu hay taïi Vieät Nam) Nhaâp khaåu Vieät Nam Thịt tươi, thịt đoâng, caù 350 tấn/năm 100% Gia vị nhập khẩu 4.5 tấn/năm 100% Gia vị trong nước 12 tấn/năm 100% Bảng 2.5: Danh muïc caùc nguyeân lieäu chính duøng cho saûn xuaát (Nguoàn: Coâng ty TNHH thuûy saûn ANGST-TRÖÔØNG VINH, 4/2009) 2.2.2.2 Nhu caàu vaø nguoàn cung caáp nöôùc Nhu cầu khối lượng nước sử dụng :400 m3/thaùng Trong ñoù: - Nước phục vụ sản xuất :7 m3/ngaøy - Nước phục vụ sinh hoạt :8 m3/ngaøy Nguồn cung cấp nước: sử dụng nguồn nước ngầm 2.2.2.3 Lao ñoäng Nguồn nhaân lực Coâng ty hieän laø 75 người Trong đoù: Nhaân vieân văn phoøng, baùn haøng: 06 người Nhaân vieân kỹ thuật: 03 người. Coâng nhaân: 12 người. Thời gian laøm việc của coâng ty: Laøm 01 ca: saùng 8h - 12h, chiều 1h – 5h. Buổi tối khoâng sản xuất. 2.2.3 Quy trình sản xuất Nguyên liệu thịt Xông khói Nấu Làm lạnh Xay Định hình Nước thải Chất thải rắn Đóng gói Bảo quản Chất thải rắn Quy trình chế biến xuùc xích Rửa Hình 2.4: Quy trình chế biến xuùc xích Ghi chú: quy trình sản xuất chất thải Thuyết minh quy trình coâng nghệ sản xuất Thịt heo mua từ chợ đñầu mối đñược đñem đñi rửa, sau đñoù đñem qua maùy xay ñể nghiền nhỏ thịt. Phần thịt heo sau khi xay ñược ñưa qua coâng đñoạn đñịnh hình bằng bơm đñịnh löôïng ñuùng kích thöôùc vaø hình daùng yeâu caàu. Sau ñoù, đñưa vaøo hệ thống xoâng khoùi ñeå taïo maøu. Phần thịt sau khi tạo maøu đñem ñi nấu chín trước khi đñưa qua khaâu laøm lạnh. Thaønh phẩm đñược đñưa vaøo coâng đñoạnđñoùng goùi bao bì vaø bảo quản, xuất haøng theo yeâu caàu. Quy trình chế biến dăm boâng Nguyên liệu thịt Rửa Cắt nhỏ Massage Bơm vô túi nylon Nạo thịt Öôùp gia vị Làm lạnh Nấu Nước thải Chất thải rắn Đóng gói Bảo quản Hình 2.5: Quy trình chế biến dăm boâng Ghi chú: quy trình sản xuất chất thải Thuyết minh quy trình coâng nghệ Phần nguyeân liệu thịt sau khi mua töø caùc chợ đầu mối đem đi rửa rồi nạo thịt đồng thời phaân loại theo từng thaønh phần như thịt nạc, thịt mỡ, da… Phần thịt naïc sẽ được đưa vaøo quy trình sản xuất dăm boâng, coøn thịt môõ vaø da sẽ được đưa vaøo quy trình sản xuất xuùc xích. Phần thịt naïc sau khi qua giai đoạn phaân loại được đem ướp gia vị, sau đoù đem đi cắt nhỏ rồi đưa qua hệ thống massage laøm cho thịt dai, nhuyễn trở thaønh dăm thịt. Phần dăm thịt naøy sau đoù được bơm voâ tuùi nylon rồi đem đi nấu để laøm chín thịt. Giai đoạn cuối cuøng laø giai ñoaïn laøm laïnh, ñoùng goùi vaø bảo quản. Quy trình cheá bieán caù Caù Fillet (loùc thòt) Röûa saïch Phaân kích côõ Caáp ñoâng (-18oC) 90 Voâ khuoân Ñoùng goùi Chaát thaûi (s.p thöøa) Nguyeân lieäu vaøo Nöôùc coù Clorine Nöôùc thaûi coù Clorine Hôi + chaát laïnh Chaát thaûi raén Hình 2.6: Quy trình coâng ngheä cheá bieán caù 2.2.4 Moâi tröôøng vaø xöû lyù chaát thaûi 2.2.4.1 Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi cuûa coâng ty goàm: Nöôùc thaûi do saûn xuaát vaø sinh hoaït. Nguoàn nöôùc thaûi töø quaù trình vaän chuyeån, duïng cuï boác xeáp… Nöôùc thaûi sinh ra töø quaù trình cheá bieán. Nöôùc thaûi veä sinh, thieát bò, nhaø xöôûng tröôùc vaø sau giôø saûn xuaát. Löu löôïng nöôùc thaûi öôùc tính khoaûng 15 m3/ngaøy. Nhö vaäy nguoàn chaát thaûi loûng chuû yeáu laø nöôùc, maùu caù, xaø phoøng, vuïn thòt. Ñaây laø moâi tröôøng lyù töôûng cho vi sinh vaät gaây beänh vaø phaùt trieån laø nguoàn beänh raát roäng. Do ñoù vieäc xaây döïng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi laø raát caàn thieát. 2.2.4.2 Pheá thaûi raén Do caùc phuï phaåm taïo ra töø quaù trình cheá bieán thòt, caù ñöôïc taän duïng toái ña neân pheá thaûi raén thaûi ra ngoaøi m._.oâi tröôøng haàu nhö khoâng coù. 2.2.4.3 Khí thaûi Nhaø maùy laø cô sôû cheá bieán hoaït ñoäng saûn xuaát chuû yeáu baèng caùc maùy moùc thieát bò ñöôïc trang bò khaù hieän ñaïi do ñoù haïn cheá ñöôïc löôïngkhí thaûi thoaùt ra moâi tröôøng beân ngoaøi. Muøi: Nhaø maùy ñöôïc ñaàu tö ñaït tieâu chuaån veä sinh haøng hoaù xuaát khaåu theo TCVN, EU… neân muøi laï haàu nhö khoâng coù. Caùc khía caïnh lieân quan ñeán moâi tröôøng lao ñoäng Nhieät ñoä: Do yeâu caàu trong cheá bieán thuyû saûn phaûi nhanh, saïch laïnh trong ñoù nhieät ñoä ñoùng vai troø raát quan troïng neân trong moãi khu vöïc saûn xuaát seõ ñöôïc laép ñaët heä thoáng maùy laïnh ñeå nhieät ñoä trong phaân xöôûng phaûi ñaït töø 20-22 ñoä AÙnh saùng: Beân caïnh nhieät ñoä, aùnh saùng ñoùng vai troø khoâng keùm phaàn quan troïng aûnh höôûng ñeán chaát löôïng saûn xuaát. Nhaø maùy trang bò 1 heä thoáng ñeøn Neon coù aùnh saùng traéng, moãi boùng daøi khoaûng 1.2 met. Haøng ngaøy coù moät toå baûo trì ñi kieåm tra ñeå duy trì ñöôïc ñoä aùnh saùng caàn thieát cho saûn xuaát. Ñoä aåm: Moâi tröôøng cheá bieán thuyû saûn luoân aåm öôùt do tieáp xuùc thöôøng xuyeân vôùi nöôùc, raát deã gaây ra nhöõng beänh ngoaøi da, ngoaøi ra ñaây cuõng laø moâi tröôøng lyù töôûng cho vi sinh vaät truù nguï vaø phaùt trieån. Ñeå ñaûm baûo söùc khoeû cho coâng nhaân cuõng nhö chaát löôïng saûn phaåm. Tieáng oàn: Caùc khu vöïc trong nhaø maùy ñöôïc boá trí caùch nhau baèng caùc böùc töôøng caùch aâm ví duï nhö: khu vöïc phoøng maùy, khu vöïc caáp ñoâng, khu laøm ñaù, khu vöïc cheá bieán… Maët khaùc, caùc heä thoáng maùy moùc thieát bò ñöôïc trang bò khaù hieän ñaïi neân khoâng gaây tieáng oàn cho moâi tröôøng xung quanh. Buïi: Caùc dieän tích phuïc vuï cho giao thoâng ñi laïi trong noäi boä coâng ty ñöôïc traùng nhöïa, vaø coù ñoäi veä sinh chuyeân ñi thu gom queùt doïn raùc khu vöïc xung quanh nhaèm haïn cheá ñeán möùc thaáp nhaát maät ñoä buïi bay vaøo phaân xöôûng vaø caùc khu vöïc laân caän. CHÖÔNG 3 TOÅNG QUAN VEÀ QUAÙ TRÌNH LOÏC SINH HOÏC HIEÁU KHÍ 3.1. TOÅNG QUAN VEÀ QUAÙ TRÌNH XÖÛ LYÙ SINH HOÏC HIEÁU KHÍ 3.2 TOÅNG QUAN VEÀ QUAÙ TRÌNH LOÏC SINH HOÏC 3.3 VI SINH VAÄT TRONG HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI 3.4 ÑOÄNG HOÏC CUÛA QUAÙ TRÌNH LOÏC SINH HOÏC HIEÁU KHÍ 3.1. TOÅNG QUAN VEÀ QUAÙ TRÌNH XÖÛ LYÙ SINH HOÏC HIEÁU KHÍ 3.1.1. Giôùi thieäu Quùa trình xöû lyù sinh hoïc hieáu khí laø quaù trình söû duïng caùc vi sinh vaät ñeå oxy hoaù caùc chaát höõu cô trong ñieàu kieän coù söï toàn taïi cuûa oxy. 3.1.2 Phaân loaïi Xöû lyù sinh hoïc hieáu khí Ñóa quay sinh hoïc Loïc sinh hoïc nhoû gioït Loïc hieáu khí Aerotank Hieáu khí tieáp xuùc Xöû lyù sinh hoïc theo meû Sinh tröôûng baùm dính Sinh tröôûng lô löûng Hoà sinh hoïc hieáu khí Hình 3.1: Phaân loaïi caùc quaù trình xöû lyù sinh hoïc hieáu khí 3.1.3 Caùc beå sinh hoïc hieáu khí 3.1.3.1 Quùa trình sinh tröôûng lô löûng a. Beå Aerotank: Vi sinh trong heä thoáng naøy ñöôïc duy trì ôû traïng thaùi lô löûng nhôø heä thoáng cung caáp oxy phía döôùi. Nöôùc sau ñoù chaûy qua beå laéng taïi ñoù caùc vi sinh seõ keát cuïm taïo boâng vaø laéng xuoáng. Buøn laéng moät phaàn ñöôïc tuaàn hoaøn laïi ñeå beå tieáp tuïc xöû lyù. Haøm löôïng buøn trong beå thöôøng giöõ trong khoaûng töø 1000 – 3000 mg MLSS/l. b. Beå xöû lyù sinh hoïc töøng meû: Heä thoáng buøn hoaït tính “laøm ñaày vaø thaùo boû”. Quùa trình thoåi khí vaø quaù trình laéng ñöôïc thöïc hieän trong cuøng beå phaûn öùng do ñoù coù theå boû qua beå laéng II. Thoâng thöôøng caùc quaù trình ñeàu dieãn ra trong cuøng moät beå. Quùa trình hoaït ñoäng goàm 5 giai ñoaïn: Pha laøm ñaày: Coù theå vaän haønh vôùi 3 cheá ñoä: laøm ñaày tónh, laøm ñaày hoaø troän vaø laøm ñaày suïc khí nhaèm taïo moâi tröôøng khaùc nhau cho caùc muïc ñích khaùc nhau. Thôøi gian pha laøm ñaày coù theå chieám töø 25% - 30%. Pha phaûn öùng (suïc khí): ngöøng ñöa nöôùc thaûi vaøo. Tieán haønh suïc khí. Hoaøn thaønh caùc phaûn öùng sinh hoaù coù theå ñöôïc baét ñaàu töø pah laøm ñaày. Thôøi gian phaûn öùng chieám khoaûng 30% chu kyø hoaït ñoäng. Pha laéng: ñieàu kieän tónh hoaøn toaøn ñöôïc thöïc hieän (khoâng cho nöôùc thaûi vaøo, khoâng ruùt nöôùc ra, caùc thieát bò khaùc ñeàu taét) nhaèm taïo ñieàu kieän cho quaù trình laéng. Thôøi gian chieám khoaûng töø 5% - 30% chu kyø hoaït ñoäng. Pha thaùo nöôùc saïch. Pha chôø: aùp duïng trong heä thoáng coù nhieàu beå phaûn öùng, coù theå boû qua trong moät soá thieát keá. Thôøi gian hoaït ñoäng coù theå tính sao cho phuø hôïp vôùi töøng loaïi nöôùc thaûi khaùc nhau vaø muïc tieâu xöû lyù. Noàng ñoä buøn trong beå thöôøng khoaûng töø 1500 – 2500 mg/l. 3.1.3.2. Quùa trình sinh tröôûng dính baùm a. Beå loïc hieáu khí: Hoaït ñoäng nhôø quaù trình dính baùm cuûa vi khuaån hieáu khí treân lôùp vaät lieäu laøm giaù theå. Do quaù trình dính baùm toát, löôïng sinh khoái taêng leân vaø thôøi gian löu buøn keùo daøi neân coù theå xöû lyù ôû taûi troïng cao. Tuy nhieân heä thoáng deã bò taéc do quaù trình phaùt trieån nhanh choùng cuûa vi sinh, chính vì vaäy thôøi gian hoaït ñoäng coù theå bò haïn cheá. Ñeå coù theå khaéc phuïc tình traïng naøy ta coù theå boá trí lôùp vaät lieäu loïc cho phuø hôïp. b. Thaùp loïc sinh hoïc nhôû gioït: Thaùp loïc sinh hoïc nhoû gioït coù keát caáu gioáng nhö thaùp loïc sinh hoïc. Thaùp loïc sinh hoïc ñöôïc xaây döïng vôùi heä thoáng quaït gioù cöôõng böùc töø döôùi leân, nöôùc thaûi ñöôïc phaân phoái töø phía treân, chaûy qua lôùp maøng vi sinh baùm treân caùc giaù theå vaø xuoáng beå thu ôû phía döôùi. Tuy nhieân, ñoái vôùi thaùp loïc sinh hoïc nhoû gioït vaän toác cuûa nöôùc thaûi ñi qua giaù theå nhoû hôn nhieàu, caáu truùc cuûa giaù theå cuõng ñöôïc thay ñoåi sao cho coù theå löu nöôùc ñöôïc treân giaù theå laâu hôn. c. Ñóa quay sinh hoïc: Bao goàm caùc ñóa troøn polystyren hoaëc polyvinyl chloride ñaët gaàn saùt nhau. Ñóa nhuùng chìm moät phaàn trong nöôùc thaûi vaø quay ôû toác ñoä chaäm, maøng vi sinh hình thaønh vaø baùm treân beà maët ñóa. Khi ñóa quay, mang sinh khoái treân ñóa tieáp xuùc vôùi chaát höõu cô trong nöôùc thaûi vaø sau ñoù tieáp xuùc vôùi oxy. Ñóa quay taïo ñieàu kieän chuyeån hoaù oxy vaø luoân giöõ sinh khoái trong ñieàu kieän hieáu khí. 3.2 TOÅNG QUAN VEÀ QUAÙ TRÌNH LOÏC SINH HOÏC 3.2.1 Ñònh nghóa Quaù trình maøng loïc sinh hoïc laø moät trong caùc quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc söû duïng caùc vi sinh vaät khoâng di ñoäng vaø baùm dính leân treân beà maët caùc vaät lieäu raén ñeå tieáp xuùc thöôøng lieân tuïc hay giaùn ñoaïn vôùi nöôùc thaûi. Phöông phaùp duøng vi sinh vaät coá ñònh ñeå xöû lyù nöôùc thaûi ñöôïc phaân laøm 3 phöông phaùp: laø phöông phaùp vaän chuyeån keát gaén, phöông phaùp bay vaø phöông phaùp lieân keát cheùo trong ñoù quaù trình xöû lyù baèng maøng sinh hoïc ñöôïc xem nhö phöông phaùp vaän chuyeån keát gaén. Tuy nhieân quaù trình xöû lyù sinh hoïc söû duïng sinh khoái coá ñònh vôùi hai phöông phaùp coøn laïi coù theå ñöôïc xem nhö quaù trình xöû lyù baèng maøng sinh hoïc bôûi vì chuùng coù cuøng cô cheá laøm saïch vaø ñaëc tính xöû lyù. Trong phaàn naøy, chæ thaûo luaän trong phaïm vi heïp veà quaù trình xöû lyù baèng maøng sinh hoïc hieáu khí. 3.2.2. Phaân loaïi Döïa vaøo nguyeân taéc hoaït ñoäng, quaù trình loïc sinh hoïc ñöôïc chia laøm 3 loaïi: Loïc sinh hoïc ngaäp nöôùc (Submerged filter): Phöông phaùp naøy döïa treân nguyeân taéc vaät lieäu loïc ñöôïc ñaët ngaäp chìm trong nöôùc. Phöông phaùp naøy coøn ñöôïc chia thaønh nhieàu loaïi döïa treân caùch hoaït ñoäng cuûa giaù theå: neàn coá ñònh (fixed bed), neàn môû roäng (expanded) vaø neàn giaû loûng (fluidized bed). Thieát bò sinh hoïc tieáp xuùc quay (rotating contactor). Ñóa sinh hoïc söû duïng moät löôïng lôùn caùc ñóa quay ngaäp moät phaàn hoaë hoaøn toaøn trong nöôùc vaø nöôùc thaûi laøm saïch thoâng qua hoaït ñoäng cuûa maøng vi sinh vaät treân caùc beà maët cuûa ñóa. Thieát bò loïc nhoû gioït (trickling filter): ôû phöông phaùp naøy doøng nöôùc chaûy töø treân xuoáng qua taàng vaät lieäu. Loïc sinh hoïc nhoû gioït goàm moät beå troøn hay chöõ nhaät coù chöùa lôùp vaät lieäu loïc (ñaù, oáng nhöïa, nhöïa mieáng…), nöôùc thaûi ñöôïc töôùi lieân tuïc hay giaùn ñoaïn töø moät oáng phaân phoái thích hôïp ñaët bean treân beå. Khi nöôùc thaûi chaûy vaøo lieân tuïc vaø ñi quaù lôùp vaät lieäu loïc, lôùp maøng vi sinh vaät tieáp xuùc vôùi nöôùc thaûi vaø phaùt trieån treân vaät lieäu loïc neân nöôùc thaûi ñöôïc laøm saïch. Quaù trình loïc sinh hoïc cuõng ñöôïc phaân loaïi vaøo quaù trình hieáu khí vaø kî khí. Khi aùp duïng loïc sinh hoïc ngaäp nöôùc vaøo quaù trình xöû lyù hieáu khí, oxy ñöôïc cung caáp thoâng qua maùy thoåi khí. Quaù trình loïc sinh hoïc ngaäp nöôùc vôùi beå oån ñònh ñoâi khi ñöôïc goïi laø quaù trình oxy hoaù tieáp xuùc, quaù trình loïc tieáp xuùc, hieáu khí tieáp xuùc hay quaù trình loïc sinh hoïc tieáp xuùc. Tuy nhieân, ngay trong quaù trình xöû lyù hieáu khí, khoâng chæ coù vi sinh vaät hieáu khí maø vi sinh vaät kî khí cuõng cuøng toàn taïi. 3.2.3 Caáu taïo vaø hoaït ñoäng cuûa maøng vi sinh vaät 3.2.3.1. Caáu taïo maøng vi sinh vaät Töø khi phöông phaùp maøng vi sinh vaät ñöôïc chuù yù tôùi laø moät trong caùc bieän phaùp sinh hoïc ñeå xöû lyù nöôùc thaûi, ñaõ coù raát nhieàu nhöõng nghieân cöùu veà caáu truùc cuûa maøng vi sinh vaät. Theo thôøi gian vaø söï phaùt trieån cuûa caùc coâng cuï nghieân cöùu, caáu truùc cuûa maøng vi sinh vaät ngaøy caøng ñöôïc saùng toû vaø laø cô sôû ñeå moâ hình hoaù nhöõng quaù trình sinh hoïc xaûy ra beân trong maøng. Caáu taïo cuûa lôùp maøng vi sinh vaät bao goàm nhöõng ñaùm vi sinh vaät vaø moät soá vaät chaát khaùc lieân keát trong ma traän caáu taïo bôûi caùc polymer ngoaïi teá baøo (gelatin) do vi sinh vaät (caû protozoa vaø vi khuaån) saûn sinh ra trong quaù trình trao ñoåi chaát vaø quaù trình tieâu huyû teá baøo vaø do coù saün trong nöôùc thaûi. Thaønh phaàn chuû yeáu cuûa caùc polymer ngoaïi baøo naøy laø polysaccharide, protein. Maøng vi sinh vaät coù caáu truùc phöùc taïp caû veà caáu truùc vaät lyù vaø vi sinh. Caáu truùc cô baûn cuûa moät heä thoáng maøng vi sinh vaät, bao goàm: Vaät lieäu ñeäm (ñaù, soûi, chaát deûo, than… vôùi nhieàu loaïi kích thöôùc vaø hình daïng khaùc nhau) coù beà maët raén laøm moâ tröôøng dính baùm cho vi sinh vaät. Lôùp maøng vi sinh vaät phaùt trieån dính baùm treân beà maët vaät lieäu ñeäm. Lôùp maøng vi sinh ñöôïc chia laøm 2 lôùp: lôùp maøng neàn vaø lôùp maøng beà maët. Haàu heát caùc moâ hình toaùn veà heä thoáng maøng vi sinh vaät khoâng quan taâm ñuùng ñeán vai troø cuûa lôùp maøng beà maët, vaø haàu nhö chæ chuù yù ñeán lôùp maøng neàn. Nhôø söï phaùt trieån cuûa caùc coâng cuï môùi nhaèm nghieân cöùu maøng vi sinh, nhöõng hình aûnh môùi veà caáu truùc noäi taïi cuûa lôùp maøng neàn daàn daàn ñöôïc ñöa ra. Phaùt hieän môùi cho thaáy maøng vi sinh vaät laø moät caáu truùc khoâng ñoàng nhaát bao goàm nhöõng cuïm teá baøo rôøi raïc baùm dính vôùi nhau treân beà maët ñeäm, beân trong ma traän polymer ngoaïi teá baøo; toàn taïi nhöõng khoaûng troáng giöõa nhöõng cuïm teá baøo theo chieàu ngang vaø chieàu ñöùng. Nhöõng khoaûng troáng naøy coù vai troø nhö nhöõng loã roãng theo chieàu ñöùng vaø nhö nhöõng keânh vaän chuyeån theo chieàu ngang. Keát quaû laø söï phaân boá sinh khoái trong maøng vi sinh vaät khoâng ñoàng nhaát. Vaø quan troïng hôn laø söï vaän chuyeån cô chaát töø chaát loûng ngoaøi vaøo maøng vaø giöõa caùc vuøng beân trong maøng khoâng chæ bò chi phoái bôûi söï khuyeách taùn ñôn thuaàn nhö nhöõng quan ñieåm cuõ. Chaát loûng coù theå löu chuyeån qua caùc loã roãng bôûi car quaù trình khuyeách taùn vaø thaåm thaáu; quaù trình thaåm thaáu vaø khuyeách taùn ñem vaät chaát tôùi cuïm sinh khoái vaø quaù trình khuyeách taùn coù theå xaûy ra theo moïi höôùng trong ñoù. Do ñoù, heä soá khuyeách taùn hieäu quaû moâ taû quaù trình vaän chuyeån cô chaát, chaát nhaän ñieän töû (chaát oxy hoaù)…giöõa pha loûng vaø maøng vi sinh thay ñoåi theo chieàu saâu cuûa maøng, vaø quan ñieåm cho raèng chæ toàn taïi moät haèng soá heä soá khuyeách taùn hieäu quaû laø khoâng hôïp lyù. Phaân tích theo chuûng loaïi vi sinh vaät, lôùp maøng coù theå chia thaønh 2 lôùp (chæ ñuùng trong tröôøng hôïp quaù trình maøng vi sinh vaät hieáu khí): lôùp maøng kî khí ôû beân trong vaø lôùp maøng hieáu khí ôû beân ngoaøi (hình 3.1). Trong maøng vi sinh luoân toàn taïi ñoàng thôøi vi sinh vaät kî khí vaø vi sinh vaät hieáu khí; bôûi vì chieàu saâu cuûa lôùp maøng lôùn hôn nhieàu so vôùi ñöôøng kính cuûa khoái vi sinh vaät, oxy hoaø tan trong nöôùc chæ khuyeách taùn vaøo gaàn beà maët maøng vaø laøm cho lôùp maøng phía ngoaøi trôû thaønh lôùp hieáu khí, coøn lôùp maøng beân trong khoâng tieáp xuùc ñöôïc vôùi oxy trôû thaønh lôùp maøng kî khí. 3.2.3.2. Quaù trình tieâu thuï cô chaát laø saïch nöôùc Lôùp maøng vi sinh vaät phaùt trieån treân beà maët ñeäm tieâu thuï cô chaát nhö chaát höõu cô, oxy, nguyeân toá veát (caùc chaát vi löôïng)… caàn thieát cho hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät töø nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi maøng Quaù trình tieâu thuï cô chaát nhö sau: ñaàu tieân cô chaát töø chaát loûng tieáp xuùc vôùi beà maët maøng vaø tieáp ñoù chuyeån vaän vaøo maøng vi sinh theo cô cheá khuyeách taùn phaân töû. Trong maøng vi sinh vaät dieãn ra quaù trình tieâu thuï cô chaát vaø quaù trình trao ñoåi chaát cuûa vi sinh vaät trong maøng. Ñoái vôùi nhöõng loaïi cô chaát ôû theå raén, daïng lô löûng hoaëc coù phaân töû khoái lôùn khoâng theå khuyeách taùn vaøo maøng ñöôïc, chuùng seõ bò phaân huyû thaønh daïng coù phaân töû khoái nhoû hôn taïi beà maët maøng vaø sau ñoù môùi tieáp tuïc quaù trình vaän chuyeån vaø tieâu thuï trong mnagf vi sinh nhö treân. Saûn phaåm cuoái cuûa quaù trình trao ñoåi ñöôïc vaän chuyeån ra khoûi maøng vaøo trong chaát loûng. Qua trình tieâu thuï cô chaát ñöôïc moâ taû bôûi coâng thöùc chung nhö sau: Maøng hieáu khí: Chaát höõu cô + O2 + nguyeân toá veát sinh khoái cuûa vi khuaån + saûn phaåm cuoái Maøng kî khí: Chaát höõu cô + nguyeân toá veát sinh khoái cuûa vi khuaån + saûn phaåm cuoái Caùc phöông trình treân mieâu taû chung quaù trình tieâu thuï cô chaát bôûi vi sinh vaät, khoâng chæ rieâng ñoái vôùi quaù trình maøng vi sinh vaät. Khi moät trong nhöõng thaønh phaàn caàn thieát cho vi sinh vaät tieâu thuï bò thieáu, nhöõng phaûn öùng sinh hoïc seõ xaûy ra khoâng ñeàu. Chaúng haïn, neáu moät trong nhöõng cô chaát bò heát ôû moät chieàu saâu naøo ñoù cuûa maøng vi sinh vaät, taïi ñoù nhöõng phaûn öùng sinh hoïc seõ khoâng tieáp tuïc xaûy ra, vaø cô chaát ñoù ñöôïc goïi laø cô chaát giôùi haïn cuûa quaù trình, ñoàng thôøi chieàu saâu hieäu quaû cuûa maøng vi sinh vaät cuõng ñöôïc xaùc ñònh töø vò trí ñoù. Caùc nguyeân toá veát nhö Nitô, Photpho vaø kim loaïi vi löôïng neáu khoâng coù ñuû trong nöôùc thaûi theo tyû leä cuûa phaûn öùng sinh hoïc seõ trôû thaønh yeáu toá giôùi haïn cuûa phaûn öùng. Töông töï, chaát höõu cô hoaë oxy cuõng trôû thaønh yeáu toá giôùi haïn trong maøng hieáu khí. Thoâng thöôøng, neáu noàng ñoä oxy hoaø tan trong nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi maøng thaáp hôn noàng ñoä caùc chaát höõu cô, oxy hoaø tan seõ trôû thaønh yeáu toá giôùi haïn. Do ñoù, ngay caû trong tröôøng hôïp maøng hieáu khí, lôùp maøng ôû beân trong tieâu thuï heát oxy trôû thaønh thieáu khí (anoxic) hoaëc kî khí (anaerobic). Lôùp maøng kî khí khoâng ñoùng vai troø tröïc tieáp trong vieäc laøm saïch nöôùc thaûi. Tuy nhieân, trong lôùp maøng kî khí coù theå dieãn ra caùc quaù trình hoaù loûng, leân men acid chaát höõu cô daïng haït raén, oxy hoaù chaát höõu cô vaø hình thaønh sunfide bôûi söï khöû sunfate, hoaëc khöû nitrat, nitric taïo ra töø lôùp maøng hieáu khí. Vì vaäy, söï ñoàng toàn taïi cuûa hoaït ñoäng hieáu khí vaø kî khí trong lôùp maøng vi sinh vaät laø moät yeáu toá raát quan trong trong lôùp maøng vi sinh vaät. 3.2.3.3. Quaù trình sinh tröôûng, phaùt trieån vaø suy thoaùi cuûa maøng vi sinh vaät Quy luaät chung trong söï phaùt trieån cuûa maøng vi sinh vaät bôûi quaù trình tieâu thuï cô chaát coù trong nöôùc thaûi vaø laøm saïch nöôùc thaûi nhö sau: quaù trình vi sinh vaät phaùt trieån baùm dính treân beà maët ñeäm ñöôïc chia thaønh 3 giai ñoaïn: Giai ñoaïn thöù nhaát, coù daïng logarithm, khi maøng vi sinh vaät coøn moûng vaø chöa bao phuû heát beà maët raén. Trong ñieàu kieän naøy, taát caû caùc vi sinh vaät phaùt trieån nhö nhau, cuøng ñieàu kieän, söï phaùt trieån gioáng nhö quaù trình vi sinh vaät lô löûng. Giai ñoaïn thöù hai, ñoä daøy maøng trôû neân lôùn hôn beà daøy hieäu quaû. Trong giai ñoaïn thöù 2, toác ñoä phaùt trieån laø haèng soá, bôûi vì beà daøy lôùp maøng hieäu quaû khoâng thay ñoåi baáp chaáp söï thay ñoåi cuûa toaøn boä lôùp maøng, vaø toång löôïng vi sinh ñang phaùt trieån cuõng khoâng ñoåi trong suoát quaù trình naøy. Löôïng cô chaát tieâu thuï chæ duøng ñeå duy trì söï trao ñoåi chaát cuûa vi sinh vaät, vaø khoâng coù söï gia taêng sinh khoái. Löôïng cô chaát ñöa vaøo phaûi ñuû cho quaù trình trao ñoåi chaát, neáu khoâng seõ coù söï suy giaûm sinh khoái vaø lôùp maøng seõ bò moûng daàn ñi nhaèm ñaït tôùi can baèng môùi giöõa cô chaát vaø sinh khoái. Giai ñoaïn thöù ba, beà daøy lôùp maøng trôû neân oån ñònh, khi ñoù toác ñoä phaùt trieån maøng caân baèng vôùi toác ñoä suy giaûm bôûi söï phaân huyû noäi baøo, phaân huyû theo day chuyeàn thöïc phaåm, hoaëc bò röûa troâi bôûi löïc caét cuûa doøng chaûy. Thoâng qua söï tích luyõ cuûa lôùp maøng vi sinh vaät. Trong quaù trình phaùt trieån cuûa maøng vi sinh, vi sinh vaät thay ñoåi caû veà chuûng loaïi vaø soá löôïng. Luùc ñaàu, haàu heát laø vi khuaån, sau ñoù protozoas vaø tieáp ñeán laø metazoas phaùt trieån hình thaønh neân moät heä sinh thaùi. Protozoas vaø metozoas aên maøng vi sinh löôïng buøn dö. Tuy nhieân, trong moät ñieàu kieän moâi tröôøng naøo ñoù, chaúng haïn ñieàu kieän nhieät ñoä nöôùc hay chaát löôïng nöôùc, metazoas phaùt trieån quaù maïnh vaø aên quaù nhieàu maøng vi sinh laøm aûnh höôûng ñeán khaû naêng laøm saïch nöôùc. Nghieân cöùu cuûa Inamori cho thaáy coù hai loaøi thöïc döôõng soáng trong maøng vi sinh vaät. Moät loaøi aên vi khuaån lô löûng vaø thaûi ra chaát keát dính. Keát quaû laø laøm taêng toác ñoä laøm saïch nöôùc. Loaøi kia aên vi khuaån trong maøng vi sinh vaø do ñoù thuùc ñaåy söï phaân taùn sinh khoái. Vaø neáu hai loaøi naøy coù söï caân baèng hôïp lyù thì hieäu quaû khoaùng hoaù chaát höõu cô vaø laøm saïch nöôùc seõ cao. 3.3 VI SINH VAÄT TRONG HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI 3.3.1. Khaùi nieäm Vi sinh vaät laø nhöõng toå chöùc sinh vaät nhoû beù, coù theå taäp hôïp laïi moät nhoùm lôùn hôn goàm nhieàu loaïi khaùc nhau döôùi nhöõng hình daïng khoâng xaùc ñònh, chuùng coù theå toàn taïi döôùi daïng ñôn baøo. Coù theå noùi, phaàn lôùn caùc vi sinh vaät ñoùng vai troø raát quan troïng trong caùc quaù trình chuyeån hoaù sinh hoaù, chuùng coù taùc duïng laøm giaûm löôïng chaát höõu cô trong nöôùc thaûi, ñoàng thôøi giuùp oån ñònh noàng ñoä chaát höõu cô trong caùc doøng chaûy. Caùc loaøi vi sinh vaät chieám öu theá trong töøng quaù trình xöû lyù sinh hoaù phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá: tính chaát doøng vaøo, ñieàu kieän moâi tröôøng, quaù trình thieát keá vaø caùch thöùc vaän haønh heä thoáng. Do ñoù, ñeå taêng cöôøng vai troø heä vi sinh vaät hoaït ñoäng trong heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi phaûi thieát keá ñieàu kieän moâi tröôøng phuø hôïp; ví duï vôùi ña soá quaù trình xöû lyù hieáu khí, caàn coù ñieàu kieän thích hôïp nhö: moâi tröôøng phaûi ñuû thoâng thoaùng ñeå cung caáp oxy, ñuû caùc chaát höõu cô (laøm thöùc aên), ñuû nöôùc, ñuû N vaø P (chaát dinh döôõng) ñeå thuùc ñaåy söï oxy hoaù, coù pH phuø hôïp (6.5 – 9) vaø khoâng coù caùc chaát gaây ñoäc. Tuy nhieân khoâng phaûi caùc vi sinh vaät ñeàu coù lôïi cho caùc quaù trình chuyeån hoaù trong xöû lyù nöôùc thaûi. Neáu nhö ñieàu kieän moâi tröôøng khoâng coøn phuø hôïp cuûa caùc loaøi sinh vaät, hoaëc soá löôïng caùc loaøi vi sinh vaät trong heä thoáng taêng ñoät bieán, ñieàu naøy seõ gay caûn trôû cho quaù trình chuyeån hoaù vaø laøm giaûm hieäu suaát xöû lyù nöôùc thaûi. 3.3.2. Sinh thaùi, sinh lyù, phaân loaïi vi sinh vaät 3.3.2.1. Sinh thaùi, sinh lyù vi sinh vaät Vi sinh vaät khoâng phaûi laø moät nhoùm phaân loaïi trong sinh giôùi maø laø bao goàm taát caû caùc vi sinh vaät coù kích thöôùc hieån vi, khoâng thaáy roõ baèng maét thöôøng, do ñoù phaûi söû duïng kính hieån vi thöôøng hoaëc kính hieån vi ñieän töû ñeå quan saùt. Ngoaøi ra, muoán nghieân cöùu vi sinh vaät ngöôøi ta phaûi söû duïng tôùi caùc phöông phaùp nuoâi caáy voâ khuaån. Vi sinh vaät coù caùc ñaëc ñieåm chung sau ñaây: a)Kích thöôùc nhoû beù: Vi sinh vaät thöôøng ño kích thöôùc baèng micromet. Virut ñöôïc ño kích thöôùc ñôn vò baèng nanomet. Kích thöôùc caøng beù thì dieän tích beà maët cuûa vi sinh vaät trong moät theå tích ñôn vò caøng lôùn. b) Haáp thu nhieàu chuyeån hoaù nhanh: Tuy vi sinh vaät coù kích thöôùc raát nhoû beù nhöng chuùng laïi coù naêng löïc haáp thuï vaø chuyeån hoaù vöôït xa caùc sinh vaät khaùc. Chaúng haïn, moät vi khuaån lactic (Lactobacillus) trong moät giôø coù theå phaân giaûi ñöôïc moät löôïng ñöôøng latose lôùn hôn 100 – 10.000 laàn so vôùi khoái löôïng cuûa chuùng. Toác ñoä toång hôïp proteâin cuûa naám men cao gaáp 10.000 laàn so vôùi ñaäu töông vaø 100.000 laàn so vôùi traâu boø. c) Sinh tröôûng nhanh, phaùt trieån maïnh: Chaúng haïn moät tröïc khuaån ñaïi traøng (Escherichia coli) trong caùc ñieàu kieän thích hôïp chæ sau 12 – 20 phuùt laïi phaân caét moät laàn. Neáu lay thôøi gian theá heä laø 20 phuùt thì moãi giôø phaân caét ba laàn, sau 24 giôø phaân caét 72 laàn vaø taïo ra 4.722.633 x 10^18 teá baøo, töông ñöông vôùi moät khoái löôïng laø 4.722 taán. Taát nhieân, trong töï nhieân khoâng coù ñöôïc caùc ñieàu kieän toái öu nhö vaäy (vì thieáu thöùc aên, thieáu oxy, dö thöøa caùc saûn phaåm trao ñoåi chaát coù haïi…). Trong loaøi leân men vôùi caùc ñieàu kieân nuoâi caáy thích hôïp, töø moät teá baøo coù theå taïo ra sau 24 giôø khoaûng 100.000.000 – 1.000.000.000 teá baøo. Thôøi gian theá heä cuûa naám men nhieàu hôn, ví duï vôùi men röôïu (Sacharomyces cerecisiae) laø 120 phuùt. Vôùi nhieàu vi sinh vaät khaùc coøn daøi hôn nöõa, ví duï taûo tieåu caàu (Cholorella) laø 7 giôø, vôùi vi khuaån lam Nosoc laø 23 giôø… Coù theå noùi khoâng coù sinh vaät naøo coù toác ñoä sinh soâi naûy nôû nhanh nhö vi sinh vaät. Vi khuaån Escherichia coli Naám men Saccharomyces Taûo tieåu caàu Naám sôïi Alternaria Hình 3.2: Söï sinh soâi cuûa caùc vi sinh vaät d) Coù naêng löïc thích öùng maïnh vaø deã daøng phaùt sinh bieán dò: Trong quaù trình tieán hoaù laâu daøi vi sinh vaät ñaõ taïo cho mình nhöõng cô cheá ñieàu hoaø trao ñoåi chaát ñeå thích öùng ñöôïc vôùi nhöõng ñieàu kieän trao ñoåi chaát khaùc nhau, keå caû nhöõng ñieàu kieän heát söùc baát lôïi maø caùc sinh vaät khaùc thöôøng khoâng theå toàn taïi ñöôïc. Coù vi sinh vaät soáng ôû moâi tröôøng noùng ñeán 130o C, laïnh ñeán 0 – 5o C, maën ñeán noàng ñoä muoái 32%, ngoït ñeán noàng ñoä maät ong, Ph thaáp ñeán 0,5 hoaëc cao ñeán 10,7; aùp suaát cao treân 1,3at, hay coù noàng ñoä phoùng xaï ñeán 750.000rad. Nhieàu vi sinh vaät coù theå soáng toát trong ñieàu kieän tuyeät ñoái kî khí, coù loaøi naám sôïi coù theå phaùt trieån daøy ñaëc trong beå ngaâm töû thi vôùi noàng ñoä foocmol raát cao… Vi sinh vaät ña soá laø ñôn baøo, ñôn boäi, sinh saûn nhanh, soá löôïng nhieàu, tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi moâi tröôøng soáng… do ñoù raát deã daøng phaùt sinh bieán dò. Taàn suaát bieán dò thöôøng ôû möùc 10^-5 – 10^-10. Chæ sau moät thôøi gian ngaén ñaõ taïo moät soá löôïng raát lôùn caùc caù theå bieán dò ôû theá heä sau. Nhöõng bieán dò coù ích seõ ñöa laïi hieäu quaû raát lôùn trong saûn xuaát. Neáu nhö môùi phaùt hieän ra penicillin hoaï tính chæ ñaït 20 ñôn vò / ml dòch leân men (1943) thì ngaøy nay coù theå ñaït treân 100.000 ñôn vò/ml. e) Phaân boá roäng chuûng loaïi phong phuù: Vi sinh vaät coù maët ôû khaép moïi nôi treân Traùi ñaát, trong khoâng khí, trong ñaát, treân nuùi cao, döôùi bieån saâu, treân cô theå ngöôøi, ñoäng vaät, thöïc vaät, trong thöïc phaåm, treân moïi ñoà vaät… Vi sinh vaät tham gia tích cöïc vaøo vieäc thöïc hieän caùc voøng tuaàn hoaøn sinh-ñòa-hoaù hoïc nhö voøng tuaàn hoaøn C, voøng tuaàn hoaøn N, voøng tuaàn hoaøn P, S, Fe… Trong nöôùc vi sinh vaät coù nhieàu ôû vuøng duyeân haûi (littoral zone), vuøng nöôùc soâng (limnetic zone) vaø ngay caû ôû vuøng nöôùc saâu (profundal zone), vuøng ñaùy ao hoà (benthic zone). Trong khoâng khí thì caøng leân cao soá löôïng vi sinh vaät caøng ít. Soá löôïng vi sinh vaät ôû caùc khu daân cö ñoâng ñuùc cao hôn raát nhieàu so vôùi khoâng khí treân maët bieån vaø nhaát laø khoâng khí ôû Baéc cöïc, Nam cöïc… Haàu nhö khoâng coù hôïp chaát Cacbon naøo (tröø kim cöông, ñaù graphit…) maø khoâng laø nhoùm thöùc aên cuûa nhöõng nhoùm vi sinh vaät naøo ñoù (keå caû daàu moû, khí thieân nhieân, foocmol, dioxin…). Vi sinh vaät raát phong phuù caùc kieåu vi dinh döôõng khaùc nhau: quang töï döôõng, quang dò döôõng, hoaù töï döôõng, hoaù dò döôõng, töï döôõng chaát sinh tröôûng, dò döôõng chaát sinh tröôûng… f) Laø sinh vaät phaùt trieån ñaàu tieân treân traùi ñaát: Traùi ñaát hình thaønh caùch ñaây 4,6 tæ name nhöng cho ñeán nay môùi chæ tìm thaáy daáu veát cuûa söï soáng caùch ñaây 3,5 tyû name. Ñoù laø caùc vi sinh vaät hoaù thaïch coøn ñeå laïi veát tích treân caùc taàng ñaù coå. Vi sinh vaät hoaù thaïch coå xöa nhaát ñaõ ñöôïc phaùt hieän töø nhöõng daïng raát gioáng vi khuaån lam ngaøy nay. Chuùng ñöôïc J. William Schopf tìm thaáy taïi caùc taàng ñaù coå ôû mieàn taây Australia. Chuùng coù daïng ña baøo ñôn giaûn, noái thaønh sôïi daøi ñeán vaøi chuïc mm vôùi ñöôøng kính ñeán 1 – 2mm vaø coù thaønh teá baøo khaù daøy. Tröôùc ñoù caùc nhaø khoa hoïc ñaõ tìm thaáy veát tích cuûa chi Gloeodiniopsic coù nieân ñaïi caùch ñaây 1,5 tyû naêm vaø veát tích cuûa chi Palaeolyngbya coù nieân ñaïi caùch ñaây 950 trieäu naêm. Veát tích cuûa vi khuaån Veát tích Gloeodiniops Veát tích Palaeolyngbya lam caùch ñaây 3,5 tyû naêm caùch ñaây 3,5tyû naêm caùch ñaây 950trieäu naêm Hình 3.3: veát tích cuûa moät soá loaøi vi khuaån. 3.3.2.2. Phaân loaïi vi sinh vaät Hieän nay coù 2 caùch phaân loaïi vi sinh vaät. Caùch theo heä thoáng, vaø caùch thöù hai döïa theo caáu taïo cuûa nhaân vi sinh vaät: Caùch phaân loaïi thöù nhaát: theo caùch phaân loaïi cuûa P.N.Bergey vi sinh vaät ñöôïc xeáp trong ngaønh protophia. Chuùng goàm 3 lôùp: + Schizomycetes (lôùp vi khuaån) + Schi zophiceae (lôùp thanh taûo) + Microtatobiotes (lôùp rickettsia vaø virut) Caùch phaân loaïi thöù hai: theo caáu truùc cuûa nhaân vi sinh vaät, ngöôøi ta chia laøm 2 nhoùm lôùn: + Nhoùm nhaân nguyeân thuyû hay nhoùm coù nhaân phaân hoaù (prokaryotic): bao goàm taát caû vi sinh vaät chöa coù nhaân thöïc thuï maø chæ laø moät vuøng saãm goàm protein vaø AND. + Nhoùm nhaân that hay nhoùm coù nhaân thöïc thuï (eukaryotic): bao goàm taát caû caùc vi sinh vaät coù nhaân thöïc. Nhaân naøy ñöôïc caáu taïo bôûi maøng nhaân, protein vaø DNA. 3.3.2.3. Hình thaùi caáu taïo cuûa vi sinh vaät a) Vi khuaån Theo quan ñieåm hieän ñaïi (NCBI – National Center for Biotechnology Information, 2005) thì vi khuaån bao goàm caùc ngaønh sau ñaây: Aquificae – Thermotogae – Thermodesulfobacteria – Deinococcus – Thermus – Chrysiogenetes – Chloroflexi – Nitrospirae – Deferribacteres – Cyanobacteria – Proteobacteria – Firmicues – Actinobacteria – Planctomycetes – Chlamydiae/Nhoùm Chlorobia – Fusobacteria – Dictyoglomi. Vieäc phaân ngaønh döïa treân caùc ñaëc ñieåm hình thaùi, sinh lyù, sinh hoaù, sinh thaùi… Caên cöù vaøo tyû leä G + C trong AND ngöôøi ta xaây döïng ñöôïc caây phaùt sinh chuûng loaïi (Phyloenetic tree) vaø chia vi khuaån thaønh caùc nhoùm sau ñaây: Nhoùm oxy hoaù hydrogen Nhoùm chòu nhieät Nhoùm vi khuaån khoâng löu huyønh maøu luïc Nhoùm Deinococcus Nhoùm vi khuaån lam Nhoùm Proteobacteria Nhoùm Chlamydia Nhoùm Planctomyces Nhoùm Spirochaetes (xoaén theá) Nhoùm vi khuaån löu huyønh maøu luïc Nhoùm Cytophaga Nhoùm vi khuaån Gram döông. Vi khuaån laø moät toå chöùc nguyeân thuyû, ñôn baøo, cô theå chöùa khoaûng 85% laø nöôùc vaø 15% laø caùc khoaùng chaát hay chaát nguyeân sinh. Chaát nguyeân sinh phaàn lôùn laø S, K, Na, Ca, Cl vaø moät löôïng nhoû Fe, Si, Mg. Chuùng sinh soâi vaø naûy nôû nhôø hình thöùc töï nhaân ñoâi. Vi khuaån coù theå xem laø moät trong nhöõng sinh vaät soáng nhoû beù nhaát, coù ñöôøng kính 0,5 – 2 micromet vaø chieàu daøi töø 1 – 10 micromet. Caùc vi khuaån ñöôïc phaân laøm 3 nhoùm chính döïa vaøo hình daïng töï nhieân hay traïng thaùi toàn taïi cuûa chuùng. Daïng ñôn giaûn nhaát laø vi khuaån caàu, coøn goïi laø Cocci. Daïng thöù hai laø caùc vi khuaån hình que, goïi laø Bacillus. Daïng cuoái cuøng laø caùc vi khuaån hình xoaén hoaëc cong, goïi laø Spirilla. Ñaïi ña soá vi khuaån ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc phaân huyû chaát höõu cô, bieán chaát höõu cô thaønh chaát oån ñònh taïo thaønh boâng caën deã laéng. Vi khuaån kyù sinh (paracitic bacteria) laø vi khuaån soáng baùm vaøo vaät chuû, thöùc aên cuûa noù laø thöùc aên ñaõ ñöôïc vaät chuû ñoàng hoaù, chuùng thöôøng soáng trong ñöôøng ruoät cuûa ngöôøi vaø ñoäng vaät ñi vaøo nöôùc thaûi theo phaân vaø nöôùc tieåu. Vi khuaån hoaïi sinh (saprophytic bacteria) duøng chaát höõu cô khoâng hoaït ñoäng laøm thöùc aên, noù phaân huyû caën höõu cô laøm chaát dinh döôõng ñeå soáng vaø sinh saûn, vaø thaûi ra caùc chaát goàm caën höõu cô coù caáu taïo ñôn giaûn avf caën voâ cô. Baèng quaù trình hoaït ñoäng nhö vaäy, vi khuaån hoaïi sinh ñoùng vai troø tích cöïc quan troïng trong vieäc laøm saïch nöôùc thaûi. Neáu khoâng coù hoaït ñoäng soáng vaø sinh saûn cuûa vi khuaån, quaù trình phaân huyû seõ khoâng xaûy ra. Coù raát nhieàu loaøi vi khuaån hoaïi sinh, moãi loaøi ñoùng moät vai troø ñaëc bieät trong moãi coâng ñoaïn cuûa quaù trình phaân huyû hoaøn toaøn caën höõu cô coù trong nöôùc thaûi vaø moãi loaøi seõ töï cheát khi hoaøn thaønh qui trình soáng vaø sinh saûn ôû giai ñoaïn ñoù. Taát caû caù._.