Trong các hệ thống xử lý nước thải sinh học, việc đảm bảo mật độ và hoạt tính của vi sinh vật là yêu cầu cần thiết để quá trình xử lý nước thải diễn ra thành công. Muốn làm được điều này, một trong những yếu tố cần thực hiện là cân bằng dinh dưỡng cho vi sinh vật. Đặc biệt, ở những loại nước thải nghèo dinh dưỡng, việc bổ sung thêm dinh dưỡng vào hệ thống xử lý nước thải là yêu cầu cần thiết để quá trình xử lý các chất ô nhiễm diễn ra thuận lợi.
Các nội dung chính
Vi sinh vật sử dụng dinh dưỡng để làm gì?
Vi sinh vật là những sinh vật rất nhỏ bé. Trong hệ thống xử lý nước thải, có 3 loại vi sinh vật chính tồn tại để xử lý chất ô nhiễm là vi sinh vật hiếu khí, vi sinh vật kỵ khí và vi sinh vật tùy nghi. Dù có nhiều loại khác nhau, nhưng chúng đều được cấu tạo dựa trên 4 nguyên tố đa lượng chính là O, N, H và C.
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, vi sinh vật hấp thụ – chuyển hóa các chất dinh dưỡng – các chất được cấu tạo từ các nguyên tố kể trên. Các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật là tất cả những chất được vi sinh vật hấp thụ từ ngoài môi trường. Chúng sử dụng các các chất dinh dưỡng này để thực hiện quá trình sinh tổng hợp và tạo nên các thành phần của tế bào hoặc đảm bảo quá trình trao đổi năng lượng và thực hiện các hoạt động sống.
Ngày nay, người ta đã dựa trên cơ chế này của vi sinh vật để thực hiện các quá trình xử lý chất ô nhiễm có trong nước thải.
Tham khảo: Nhu cầu dinh dưỡng cho vi sinh
Tổng hợp các nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật trong hệ thống xử lý nước thải
Nguồn dinh dưỡng cacbon
Dù là vi sinh vật hiếu khí, thiếu khí hay tùy nghi đều có nhu cầu sử dụng nguồn cacbon khá lớn. Ví dụ trong bể thiếu khí hay hiếu khí, tỷ lệ Cacbon-Nitơ-Photpho đảm bảo cho vi sinh vật phát triển là C:N:P = 100:5:1; còn đối với bể kỵ khí, tỷ lệ này rơi vào khoảng C:N:P=250:5:1. Do đó, đối với nhiều hệ thống xử lý nước thải sẽ có nhu cầu bổ sung thêm các nguồn cacbon từ bên ngoài vào để cân đối tỷ lệ này, giúp vi sinh vật tăng trưởng, sinh sản và chuyển hóa chất ô nhiễm thuận lợi.
Có nhiều nguồn cacbon khác nhau có thể sử dụng, dưới đây là những ví dụ điển hình:
- Nguồn cacbon từ đường: Đường có thể cung cấp cacbon cho vi sinh vật dưới dạng các hợp chất như Glucose (C₆H₁₂O₆), Fructose (C₆H₁₂O₆), Maltose (C12H22O11), Saccharose (C12H22O11), tinh bột ((C6H10O5)n.(H2O)), Galactose (C₆H₁₂O₆), Lactose (C12H22O11), Cellobiose (C12H22O11), Cellulose (C6H10O5)n,…
- Nguồn cacbon từ rượu: Rượu có thể cung cấp cacbon cho vi sinh vật dưới dạng Ethanol (C₂H₆O), Methanol (CH₃OH).
- Nguồn cacbon từ axit hữu cơ: Axit hữu cơ có thể cung cấp cacbon cho vi sinh vật dưới dạng các hợp chất như axit lactic (C3H6O3), axit citric (C₆H₈O₇), axit fumaric (C4H4O4), amino axit,…
- Nguồn cacbon từ chất béo: Chất béo có thể cung cấp cacbon cho vi sinh vật dưới dạng lipid hoặc phospholipid.
- Nguồn cacbon từ khí thiên nhiên, dầu thô: Chứa Hidrocacbon là những hợp chất có cấu trúc phân từ chỉ bao gồm Carbon và Hydrogen, có thể cung cấp cacbon cho vi sinh vật
Có 2 nguồn cacbon được sử dụng phổ biến nhất để bổ sung dinh dưỡng cho vi sinh vật là nguồn cacbon từ đường và nguồn cacbon từ rượu. Đối với nguồn cacbon từ đường, sản phẩm được sử dụng chủ yếu là mật rỉ (với thành phần chính là Saccharose và Fructose), trung bình 1kg mật rỉ sẽ cung cấp 0.58kg Cacbon. Còn đối với nguồn cacbon từ rượu (Methanol), trung bình 1kg Methanol có khả năng cung cấp 1kg Cacbon.
Nguồn dinh dưỡng Nitơ
Để cân bằng tỷ lệ C:N:P trong các bể sinh học, đôi khi cũng cần bổ sung thêm nguồn dinh dưỡng Nitơ. Các nguồn Nitơ cung cấp dinh dưỡng cho vi sinh vật có thể là Ure (CH₄N₂O), muối lạnh Ammonium chloride (NH4CL)… trong đó Ure được sử dụng phổ biến hơn vì khi phân hủy chúng tạo thành CO2 và NH3 – là dạng vi sinh vật dễ hấp thu..
Nguồn dinh dưỡng Photpho
Các nguồn Photpho được sử dụng để cung cấp dinh dưỡng cho vi sinh vật có thể là DAP ((NH4)2HPO4) hoặc axit H3PO4 Ngoài ra, có thể bổ sung phân NPK nếu trong hệ thống thiếu cả Nitơ và Photpho, tỷ lệ N:P trong hỗn hợp phân NPK là 5:1.
Lưu ý khi bổ sung dinh dưỡng cho vi sinh vật
Trước khi bổ sung dinh dưỡng cho vi sinh vật trong các bể sinh học của hệ thống xử lý nước thải, điều cần làm đầu tiên là kiểm tra các thông số của nước thải, mà cụ thể là COD, N, P để xác định chính xác tình trạng thiếu dinh dưỡng cho vi sinh vật đang ở mức nào, từ đó tính toán khối lượng sản phẩm bổ sung cho phù hợp.
Trong quá trình bổ sung dinh dưỡng cho vi sinh, cần đảm bảo điều kiện DO của bể (đặc biệt là ở bể hiếu khí) và kiểm soát sự xuất hiện của các vi khuẩn dạng sợi, tránh chúng ảnh hưởng đến quá trình phát triển của vi sinh vật và hiệu quả xử lý nước thải của hệ thống.
Tham khảo: Quy trình nuôi cấy vi sinh xử lý nước thải
Trên đây, Biogency đã thông tin đến bạn đọc các nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật trong hệ thống xử lý nước thải. Hy vọng sẽ cung cấp cho bạn đọc những thông tin hữu ích. Nếu có bất kỳ khó khăn nào cần hỗ trợ trong quá trình xử lý nước thải, hãy liên hệ ngay Biogency qua Hotline 0909 538 514, chúng tôi sẽ hỗ trợ nhanh nhất!
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
