Bài giảng Các phương pháp xử lý sinh học tự nhiên - Phần: Xử lý nước thải bằng tảo

TẢO:  là nhóm vi sinh vật có khả năng quang hợp  ở dạng đơn bào (vài loài có kích thước nhỏ hơn một số vi khuẩn), hoặc đa bào (như các loài rong biển, có chiều dài tới vài mét).  phân loại tảo dựa trên các loại sản phẩm mà tảo tổng hợp được và chứa trong tế bào của chúng, hoặc từ các loại sắc tố của tảo. Một số loài tảo tiêu biểu Ưu điểm cuả Tảo:  tốc độ sinh trưởng nhanh  chịu đựng được các thay đổi của môi trường  có khả năng phát triển trong nước thải  loại bỏ các chất hữu cơ có trong nước thải.  có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng protein cao Ứng dụng :  Xử lý nước thải và tái sử dụng chất dinh dưỡng.  Là phương pháp hữu hiệu để chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng của cơ thể sống trong xử lý nước thải.  Tiêu diệt các mầm bệnh. Nhược điểm :  Tảo rất khó thu hoạch (do kích thước rất nhỏ)  Đa số có thành tế bào dày do đó các động vật rất khó tiêu hóa  Thường bị nhiễm bẩn bởi kim loại nặng, thuốc trừ sâu, các mầm bệnh còn lại trong nước thải.  Các phản ứng diễn ra trong ao tảo chủ yếu là "hoạt động cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn". Sô ñoà cuûa moät ao nuoâi taûo thaâm canh Các yếu tố cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng tảo  Dưỡng chất: Ammonia là nguồn đạm chính cho tảo tổng hợp nên protein của tế bào, thông qua quá trình quang hợp. Phospho, Magnesium và Potassium cũng là các dưỡng chất ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo. Tỉ lệ P : Mg : K = 1,5 : 1 : 0,5.( trong tb tảo)  Độ sâu của ao tảo: lựa chọn trên cơ sở tối ưu hóa khả năng của nguồn sáng trong quá trình tổng hợp của tảo. Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, độ sâu của ao tảo nên lớn hơn 20cm (và nằm trong khoảng 40 - 50 cm) để tạo thời gian lưu tồn chất thải trong ao tảo thích hợp và trừ hao thể tích mất đi do cặn lắng.  Thời gian lưu tồn của nước thải trong ao (HRT): Thường thì người ta chọn thời gian lưu tồn của nước thải trong các ao >1,8 ngày và < 8 ngày.  Lượng BOD nạp cho ao tảo: ảnh hưởng đến năng suất tảo vì nếu lượng BOD nạp quá cao môi trường trong ao tảo sẽ trở nên yếm khí, ảnh hưởng đến quá trình cộng sinh của tảo và vi khuẩn.  Khuấy trộn và hoàn lưu: nhằm ngăn không cho các tế bào tảo lắng xuống đáy và tạo điều kiện cho các dinh dưỡng tiếp xúc với tảo thúc đẩy quá trình quang hợp. ngăn được quá trình phân tầng nhiệt độ trong ao tảo và yếm khí ở đáy ao tảo.  Bất lợi : làm cho các cặn lắng nổi lên và ngăn cản quá trình khuếch tán ánh sáng vào ao tảo.  tốc độ dòng chảy trong ao tảo chỉ nên ở khoảng 5 cm/s.  Thu hoạch tảo: bằng lưới hoặc giấy lược, bằng cách tạo bông cặn hoặc tách nổi, Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật có kích thước lớn  Thủy sinh thực vật là các loài thực vật sinh trưởng trong môi trường nước, nó có thể gây nên một số bất lợi cho con người do việc phát triển nhanh và phân bố rộng của chúng. Tuy nhiên lợi dụng chúng để xử lý nước thải, làm phân bón compost, thức ăn cho người, gia súc có thể làm giảm thiểu các bất lợi gây ra bởi chúng mà còn thu thêm được lợi nhuận. Các loại thủy sinh thực vật chính  Thủy sinh thực vật sống chìm:chỉ phát triển dưới mặt nước có đủ ánh sáng.  Tác hại: làm tăng độ đục của nguồn nước, ngăn cản sự khuyếch tán của ánh sáng vào nước. Do đó, không hiệu quả trong việc làm sạch các chất thải.  Thủy sinh thực vật sống trôi nổi: rễ của loại thực vật này không bám vào đất,mà lơ lửng trên mặt nước, thân và lá của nó phát triển trên mặt nước. Nó trôi nổi trên mặt nước theo gió và dòng nước. Rễ của chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào để phân hủy các chất thải.  Thủy sinh thực vật sống nổi: có rễ bám vào đất nhưng thân và lá phát triển trên mặt nước , thường sống ở nơi có thủy triều ổn định. Moät soá thuûy sinh thöïc vaät tieâu bieåuLoại Tên thông thường Tên khoa học Thuỷ sinh thực vật sống chìm Hydrilla Hydrilla verticillata Water milfoil Myriophyllum spicatum Blyxa Blyxa aubertii Thuỷ sinh thực vật sống trôi nổi trôi nổi Lục bình Eichhornia crassipes Bèo tấm Wolfia arrhiga Bèo tai tượng Pistia stratiotes Salvinia Salvinia spp Thuỷ sinh thực vật sống nổi Cattails Typha spp Bulrush Scirpus spp Sậy Phragmites communis Nhiệm vụ của thuỷ sinh thực vật trong các hệ thống xử lý Phần cơ thể Nhiệm vụ Rễ và/hoặc thân Là giá bám cho vi khuẩn phát triển Lọc và hấp thu chất rắn Thân và /hoặc lá ở mặt nước hoặc phía trên mặt nước Háp thu ánh mặt trời do đóẳngn cản sự phát triển của tảo làm giảm ảnh hưởng của gió lên bề mặt xử lý Làm giảm sự trao đổi giữa nước và khí quyển Chuyển oxy từ lá xuống rể Một số thuỷ sinh thực vật tiêu biểu Một số giá trị tham khảo để thiết kế ao Lục Bình để xử lý nước thải O'Brien (1981) trích dẫn bởi Chongrak Polprasert (1989)