Vi sinh vật trong xử lý ô nhiễm môi trường

Trong vấn đề giải quyết ô nhiễm môi trường thì vi sinh vật đang là phương pháp tiếp cận. Nghiên cứu tốt nhất của thế giới là tập trung vào việc phân lập vi sinh vật từ tự nhiên hay tạo ra các chủng giống vi sinh vật mới, có khả năng nuôi dưỡng, tạo thành các chế phẩm sinh học để xử lý ô nhiễm môi trường nước thải, rác thải mà công nghệ sinh học trước đây chưa làm được như kỹ thuật sinh học kỵ khí, hiếu khí.

1. Nguyên lý sử dụng vi sinh vật để xử lý ô nhiễm môi trường
Xử lý rác thải bằng công nghệ vi sinh vật là nhờ hoạt động sống của các vi sinh vật phân giải, phân hủy rác thải thành các thành phần nhỏ hơn, hình thành các khối vi sinh vật cao hơn, các sản phẩm của quá trình trao đổi chất của vi sinh vật và các loại khí như CO2, CH4... có thể xảy ra ở điều kiện hiếu khí hay kỵ khí.
+ Các chủng vi sinh vật phải có hoạt tính sinh học cao như khả năng sinh phức hệ enzyme cellulase cao và ổn định.
+ Có tác dụng cải tạo đất và có lợi cho thực vật. Sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện thực tế của đống ủ.
+ Không độc cho người, cây trồng, động vật và vi sinh vật hữu ích trong đất. Nuôi cấy dễ dàng, sinh trưởng tốt trên môi trường tự nhiên, thuận lợi cho quá trình xử lý.
Rác thải cũng được phân loại thành các nhóm khác nhau dựa vào các đặc tính tự nhiên như rác thải hữu cơ, vô cơ, chất có thể cháy hay không có khả năng cháy.
 

2. Phương pháp sử dụng vi sinh vật xử lý ô nhiễm môi trường
a. Đối với rác thải hữu cơ
Phương pháp ủ kỵ khí (anaerobic composting) là một phương pháp khá phổ biến. Nó là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ không có mặt của oxi (tinh bột, cellulose, lipit và protein), sản phẩm cuối cùng là khí CH4, CO2, NH3, một lượng nhỏ các loại khí khác, acid hữu cơ và sinh khối vi sinh vật.

Đây là phương pháp đã được áp dụng từ lâu, các rác thải hữu cơ được bổ sung thêm phân bùn và vi sinh vật phân giải, sau đó được ủ thành đống trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, độ xốp thích hợp... Sản phẩm thu được là các chất dễ tan, hỗn hợp các chất khí CH4, CO2, NH3... trong đó CH4 chiếm đại đa số.

Qua nghiên cứu cho thấy, quá trình phân hủy các chất thải hữu cơ bằng phương pháp này có thể giải quyết lượng rác thải tương đương như cứ 200kg chất thải rắn cần 800kg nước sẽ chuyển hóa thành 50kg chất rắn và 150kg khí sinh học (biogas).
Thành phần khí sinh học gồm CH4 55,65%, CO2 35,45%, N2 0,3%, H2 0,1%, H2S 0,1%. Các nhóm vi khuẩn tham gia vào quá trình này gồm vi khuẩn chịu trách nhiệm thủy giải và lên men, vi khuẩn tạo H2 và acetic acid, vi khuẩn tạo khí methane tự dưỡng sử dụng H2.

Phương pháp ủ hiếu khí (aerobic composting) là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ có mặt của oxi sản phẩm cuối cùng tạo ra là H20, CO2 và sinh khối vi sinh vật. Phương pháp này thường được áp dụng dưới các hình thức ủ rác thành đống, lên men tự nhiên có đảo trộn hay ủ rác thành đống không đảo trộn và thổi khí.

b. Đối với ô nhiễm nước
Nước thải cũng được phân thành các loại khác nhau. Mỗi loại có những đặc điểm và thành phần vi sinh vật ô nhiễm khác nhau, tìm hiểu các thành phần có trong các loại nước thải để áp dụng phương pháp xử lý hiệu quả. Nước thải sinh hoạt là nước thải từ các khu dân cư.
Trong nước thải này có chứa nhiều  phân, rác, các hợp chất hữu cơ và muối hoà tan, đặc biệt là chứa nhiều loại vi sinh vật gây bệnh, các loại trứng giun, sán... Trong đó chứa chủ yếu là vi khuẩn gây thối như Pseudomonas fluorescens, P. aeruginosa, Proteur vulgaris, Bac.cereur, Bac.subtilis, Enterobacter cloacae...
Một số các nhóm khác như vi khuẩn phân giải đường, tinh bột, cellulose, urea... Các vi khuẩn thuộc nhóm Corliform, là vi sinh vật chỉ thị cho mức độ ô nhiễm phân trong nước ở mức độ cao, có thể dao động từ vài nghìn đến vài trăm nghìn cá thể trong 1ml nước thải. Và còn nhiều loại vi khuẩn trong nước gây nên tình trạng ô nhiễm tại các vùng nước thải.
Trong nước thải công nghiệp có chứa hàm lượng cao các hợp chất hữu cơ như protein, các dạng carbohydrate, dầu mỡ (từ công nghệ chế biến thực phẩm), hemicellulose, liginin (công nghiệp sản xuất giấy), còn có các hợp chất hoá học khó phân huỷ như các hợp chất vòng thơm có N, các alkyl benzensufonate (công nghiệp sản xuất bột giặt), các loại dung môi, các kim loại nặng như chì, thuỷ ngân...
Nhìn chung, so với nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp có các chỉ số BOD (nhu cầu oxygen sinh hoá) và COD (nhu cầu oxygen hoá học) cao hơn nhiều. Nước thải công nghiệp có độ ô nhiễm cao hơn so với nước thải sinh hoạt.
3. Vai trò của vi sinh vật trong việc xử lý ô nhiễm môi trường nước
Trước khi áp dụng vi sinh vật trong xử lý môi trường vào công nghệ làm sạch nguồn nước thì các vi sinh vật có trong nước cũng tham gia vào quá trình tự làm sạch. Đây là một hiện tượng hiếm và vô cùng tốt. Ở chỗ nước thải đổ ra, nước còn đục, có rất nhiều rác cặn bẩn của thức ăn, thường tụ tập nhiều loài chim khác nhau và cả cá nữa. Chúng sẽ nhặt nhạn các mẫu thức ăn lớn và rác thải.
Tuy vậy, chúng chỉ có thể sử dụng một phần rất nhỏ của các chất bẩn làm thức ăn. Các động vật bậc thấp mà trước hết là các ấu trùng của côn trùng, giun và nguyên sinh động vật có vai trò lớn hơn một chút, chúng có thể sử dụng các hạt nhỏ và cực nhỏ của thức ăn.
Song vi khuẩn và nấm giữ vai trò quyết định hơn cả. Chúng có thể sử dụng các hợp chất hữu cơ tồn tại ở thể rắn cũng như hòa tan trong dung dịch nước và phân giải chúng đến muối vô cơ, CO2 và H2O trong những trường hợp thuận lợi nhất của môi trường. Nói cách khác, trong những điều kiện thuận lợi của môi trường vi sinh vật có khả năng khoáng hoá một cách hoàn toàn nhiều chất bẩn hữu cơ.
 

Bên cạnh vai trò tích cực của các nhóm vi khuẩn, nấm mốc, trong nước thải còn có các loại tảo cũng đóng góp một phần quan trọng trong quá trình chuyển hoá các chất gây ô nhiễm môi trường khác. Trong nước thải, thông qua các hoạt động sống của mình, các loại tảo cung cấp oxygen cho môi trường. Chúng còn tiết vào môi trường các chất kháng sinh, những chất này là vũ khí lợi hại diệt các mầm bệnh trong nước thải (đặc biệt là khu hệ vi sinh vật gây bệnh đường ruột).
Đối với các vi sinh vật gây bệnh, tảo còn gây cản trở sự phát triển của chúng bằng cách gây kiềm hoá môi trường sống của một số vi khuẩn, cạnh tranh nguồn thức ăn đối với các nhóm vi khuẩn này. Trên thực tế quá trình tự làm sạch các nguồn nước thải một cách tự nhiên còn phụ thuộc vào từng khu vực, thành phần có trong chất thải mà tạo ra các hiệu quả khác nhau.
Quá trình tự làm sạch này chỉ xảy ra ở những địa điểm mà thành phần và số lượng các chất bẩn phù hợp với lực tự làm sạch của các thuỷ vực. Thực tế hiện nay, các thuỷ vực bị chứa quá nhiều nước thải và rác so với khả năng tự làm sạch của nó, ngay cả ở những điều kiện môi trường thuận lợi nhất.
Quá trình tự làm sạch các nguồn nước tự nhiên của các loại vi sinh vật là một hiện tượng rất quý trong tự nhiên. Hiểu và nắm được quy luật hoạt động của nó, con người đã tận dụng lợi ích của vi sinh vật để làm sạch các nguồn nước thải có độ ô nhiễm vừa phải hoặc nước thải qua xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo.

ĐỊA CHỈ LIÊN HỆ

Công ty TNHH THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ ĐẠT HOÀNG GIA

Địa chỉ: Số 85/18, đường ĐX 37, tổ 19, P.Phú Mỹ, TP.Thủ Dầu Một, T. Bình Dương, Việt Nam

Số điện thoại: 0274.3860.471 - 0906.313.246

Email: moitruongcms@gmai.com