M C L CỤ Ụ
I. Các khái ni mệ ........................................................................................................... 1
II. C ch và nguyên t c x lý n c th i c a h sinh h cơ ế ắ ử ướ ả ủ ồ ọ .................................... 1
1. H đ ng th c v t trong h sinh h cệ ộ ự ậ ồ ọ .......................................................................... 2
2. C ch x lý n c th i c a h sinh v tơ ế ử ướ ả ủ ồ ậ ................................................................... 3
II. Các lo i công trình h sinh h c và nguyên t c ho t đ ngạ ồ ọ ắ ạ ộ ................................. 7
1. H t nhiênồ ự ................................................................................................................... 7
2. H nhân t oồ ạ .................................................................................................................. 8
3. H k khíồ ỵ ...................................................................................................................... 8
4. H tùy ti nồ ệ .................................................................................................................... 9
5. H hi u khíồ ế ................................................................................................................. 10
6. H sinh h c v i s tham gia c a th c v t n cồ ọ ớ ự ủ ự ậ ướ .................................................... 11
III. Đ xu t dây chuy n công nghề ấ ề ệ ......................................................................... 12
III. Tài li u tham kh oệ ả .............................................................................................. 17
Ti u lu n môn X lý n c th i GVHD: PGS.TS. Tr n Đ cể ậ ử ướ ả ầ ứ
Hạ
TI U LU N MÔN H C: X LÝ N C TH IỂ Ậ Ọ Ử ƯỚ Ả
Đ tài : H Sinh h c trong X lý n c th iề ồ ọ ử ướ ả
I. Các khái ni mệ
H là m t kh i n c n m trong n i ồ ộ ố ướ ằ ộ đ a có kích th c t nh , trung bình ị ướ ừ ỏ đ nế
l n, b m t c a h ti p xúc v i không khí.ớ ề ặ ủ ồ ế ớ
H là m t trong nh ng hình th cồ ộ ữ ứ lâu đ i nh t ờ ấ đ x lý n c th i b ngể ử ướ ả ằ
ph ng pháp sinh h cươ ọ
H sinh h c dùng ồ ọ đ x lý nh ng ngu n th i th c p v i c ch phân h yể ử ữ ồ ả ứ ấ ớ ơ ế ủ
các ch t h u c x y ra m t cách t nhiên.ấ ữ ơ ả ộ ự
Các h sinh h c có th là các h ồ ọ ể ồ đ n ho c th ng ơ ặ ườ đ c k t h p v iượ ế ợ ớ
các ph ng pháp x lý khácươ ử
H sinh h c là các thu v c t nhiên ho c nhân t o mà t i đó di n ra quá trìnhồ ọ ỷ ự ự ặ ạ ạ ễ
chuy n hoá nh ng ch t b n. Quá trình này di n ra t ng t nh quá trình t làmể ữ ấ ẩ ễ ươ ự ư ự
s ch trong các h t nhiên v i vài trò ch y u là các lo i vi khu n và t o.ạ ồ ự ớ ủ ế ạ ẩ ả
H sinh h c đ c ng d ng r ng rãi h n cánh đ ng l c và cánh đông t i.ồ ọ ượ ứ ụ ộ ơ ồ ọ ướ
u đi m l n nh t c a h sinh h c là chi m di n tích nh h n cánh đ ng l c sinhƯ ể ớ ấ ủ ồ ọ ế ệ ỏ ơ ồ ọ
h cọ
Ngoài ra h sinh h c còn có nh ng tác d ng h u ích sau :ồ ọ ữ ụ ữ
Nuôi tr ng thu s n;ồ ỷ ả
Cung c p n c cho tr ng tr t;ấ ướ ồ ọ
Đi u hoà dòng ch y mùa m a và h th ng thoát n c đô th ;ề ả ư ệ ố ướ ị
Không đòi chi phí cao;
B o trì, đi u hành đ n gi nả ề ơ ả
II. C ch và nguyên t c x lý n c th i c a h sinh h cơ ế ắ ử ướ ả ủ ồ ọ
Các ho t ạđộng di n ra trong h sinh h c là k t qu c a s c ng sinh ph c t pễ ồ ọ ế ả ủ ự ộ ứ ạ
gi a n m và t o, giúp n ữ ấ ả ổ đ nh dòng n c và làm gi m các vi sinh v tị ướ ả ậ gây b nhệ
H sinh h c có th dùng ồ ọ ể đ x lý nhi u lo i n c th i khác nhau: n c th iể ử ề ạ ướ ả ướ ả
công nghi p hay sinh ho t ph c t p, trong nh ng ệ ạ ứ ạ ữ đi u ki n th i ti t khác nhau. ề ệ ờ ế
Các quá trình di n ra trong ao, h sinh h c cũng t ng t nh quá trình t làmễ ồ ọ ươ ự ư ự
s ch các sông h t nhiên. Vi sinh v tạ ở ồ ự ậ đóng vai trò ch y u trong quá trình x lýủ ế ử
ch t th i h u c .ấ ả ữ ơ
Đ tài: X lý n c th i b ng h sinh h cề ử ướ ả ằ ồ ọ
Đ u Kh c Ti n – L p CTHN1311. MS: 1311421 ậ ắ ế ớ 1
Ti u lu n môn X lý n c th i GVHD: PGS.TS. Tr n Đ cể ậ ử ướ ả ầ ứ
Hạ
1. H đ ng th c v t trong h sinh h cệ ộ ự ậ ồ ọ
H đ ng th c v t c a h sinh h c th ng có các vi sinh v t: vi sinh v t,ệ ộ ự ậ ủ ồ ọ ườ ậ ậ
nguyên sinh đ ng v t, t o, rêu, bèo, ... Các vi sinh v t trong h là các vi sinh v t kộ ậ ả ậ ồ ậ ỵ
khí, y m khí, hi u khí hay tuỳ ti n nh ế ế ệ ư interobacterium, streptococus, clostridium,
achromobacter, cytophaga, micrococus, pseu-domonas, bacillus, lactobacillus...
Trong h sinh h c các lo i th c v t đóng vai trò quan tr ng trong vi c n đ nhồ ọ ạ ự ậ ọ ệ ổ ị
ch t l ng n c. Chúng s d ng các ch t dinh d ng (N,P), kim lo i n ng (Cu, Cd,ấ ượ ướ ử ụ ấ ưỡ ạ ặ
Hg, Zn) đ cho s đ ng hoá và phát tri n sinh kh i. Đ t n t i trong nh ng môiể ự ồ ể ố ể ồ ạ ữ
tr ng n c khác nhau đ i h i m i lo i vi khu n ph i có s ti n hoá, thích nghi r tườ ướ ồ ỏ ỗ ạ ẩ ả ự ế ấ
cao. Tuỳ theo t ng đi u ki n c th mà hình thành nên các nhóm th c v t thu sinhừ ề ệ ụ ể ự ậ ỷ
và trong các nhóm th c v t thu sinh này ch có m t s có nh ng tính ch t phù h pự ậ ỷ ỉ ộ ố ữ ấ ợ
cho vi c x lý môi tr ng n c ô nhi m.ệ ử ườ ướ ễ
Th c v t thu sinh dùng đ x lý n c th i chia làm ba nhóm l n: ự ậ ỷ ể ử ướ ả ớ
Nhóm th c v t thu sinh ng p n c : ự ậ ỷ ậ ướ
Đ c đi m quan tr ng c a nhóm th c v t thu sinh ng p n c là chúng ti nặ ể ọ ủ ự ậ ỷ ậ ướ ế
hành quá trình quang h p hay trao đ i ch t di n ra hoàn toàn trong lòng n c. Chínhợ ổ ấ ễ ướ
vì v y nhóm th c v t thu sinh này ch có th phát tri n t t m t kho ng đ sâuậ ự ậ ỷ ỉ ể ể ố ở ộ ả ộ
nh t đ nh c a n c và chi u sâu này th ng t 50cm (tính t b m t n c) tr l i vìấ ị ủ ướ ề ườ ừ ừ ề ặ ướ ở ạ
chi u sau này thì ánh sáng m t tr i có tác d ng t t nh t. Nhóm th c v t ng p n cở ề ặ ờ ụ ố ấ ự ậ ậ ướ
này cũng gây nên nh ng tác h i nh làm tăng đ đ c c a n c, ngăn c n kh năngữ ạ ư ộ ụ ủ ướ ả ả
khu ch tán c a ánh sáng vào n c. Do đó các lo i th y sinh này không hi u quế ủ ướ ạ ủ ệ ả
trong vi c làm s ch các ch t th i.ệ ạ ấ ả
Nhóm này bao g m các l o nh rong Hydrilla Verticillata, Caratophyllum…h pồ ạ ư ấ
th các ch t dinh d ng và các nguyên t c n thi t khác qua thân, l p v , đây là quáụ ấ ưỡ ố ầ ế ớ ỏ
trình l c và h p th các ch t hòa tan. Hi u qu thu h i các ch t dinh d ng nit c aọ ấ ụ ấ ệ ả ồ ấ ưỡ ơ ủ
laoij th c v t này t 200-1560 kg/ha.ự ậ ừ
Th c v t ng p n c b c cao đóng vai trò l n trong vi c cung c p oxy cho viự ậ ậ ướ ậ ớ ệ ấ
khu n tham gia phân h y các ch t h u c . Tuy nhiên cũng c n thi t th ng xuyênẩ ủ ấ ữ ơ ầ ế ườ
thu h i các lo i th c v t n i và th c v t ng p n c ra kh i h đ tránh hi n t ngồ ạ ự ậ ổ ự ậ ậ ướ ỏ ồ ể ệ ượ
nhi m b n n c.ễ ẩ ướ
Nhóm th c v t trôi n i :ụ ậ ổ
Các loài th c v t này phát tri n trên b m t n c g m hai ph n : ph n lá vàự ậ ể ề ặ ướ ồ ầ ầ
ph n thân m m n i trên m t n c, đây là ph n nh n ánh sáng tr c ti p t m t tr i,ầ ề ổ ặ ướ ầ ậ ự ế ừ ặ ờ
ph n d i là r , r c a các loài th c v t này là r chùm. Chúng phát tri n trong lòngầ ướ ễ ễ ủ ự ậ ễ ể
Đ tài: X lý n c th i b ng h sinh h cề ử ướ ả ằ ồ ọ
Đ u Kh c Ti n – L p CTHN1311. MS: 1311421 ậ ắ ế ớ 2
Ti u lu n môn X lý n c th i GVHD: PGS.TS. Tr n Đ cể ậ ử ướ ả ầ ứ
Hạ
môi tr ng n c, nh n các ch t dinh d ng trong n c và chuy n lên lá th c hi nườ ướ ậ ấ ưỡ ướ ể ự ệ
quá trình quang h p.ợ
Loài th c v t này trôi n i trên n c theo gió và dòng n c. Khi chúng diự ậ ổ ướ ướ
chuy n kéo theo r quét trong lòng n c, các ch t dinh d ng th ng xuyên ti p xúcể ễ ướ ấ ưỡ ườ ế
và h p th qua r . R c a loài th c v t này là giá th cho các lo i vi khu n bám vàoấ ụ ễ ễ ủ ự ậ ể ạ ẩ
đ phân h y các ch t th i. So v i loài th c v t ng p n c, loài th c v t trôi n i nàyể ủ ấ ả ớ ự ậ ậ ướ ự ậ ổ
có kh năng x lý các ch t ô nhi m r t cao.ả ử ấ ễ ấ
Nhóm này bao g m các lo i bèo nh : Eichhorinia crassipes (bèo Nh t B n,ồ ạ ư ậ ả
L c bình); spirodella; lema; Postia statiotes… Sinh kh i c a bèo tăng r t nhanh trongụ ố ủ ấ
đi u ki n môi tr ng thu n l i sau sáu ngày nuôi c y chúng có th tăng sinh kh iề ệ ườ ậ ợ ấ ể ố
đ n 250 kg ch t khô/ha.ngày đêm (Theo O’ Bien 1981). Trong quá trình nghiên c uế ấ ứ
bèo trong h sinh h c, các nhà khoa h c nh n th y r ng b r c a bèo là n i c trúồ ọ ọ ậ ấ ằ ộ ễ ủ ơ ư
c a nhi u loài vi khu n đóng vai trò quan tr ng trong vi c chuy n hóa các ch t h uủ ề ẩ ọ ệ ể ấ ữ
c t ng b m t n c. Hi u qu x lý BOD đ t 95%; kh năng kh N-NH3, P đ nơ ở ầ ề ặ ướ ệ ả ử ạ ả ử ế
97%. Ngoài bèo trong h sinh h c còn có các lo i th c v t n i khác nh rau mu ng,ồ ọ ạ ự ậ ổ ư ố
h sen súng. Đây đ u là lo i th c v t có kh năng chuy n hóa v t ch t r t cao.ọ ề ạ ự ậ ả ể ậ ấ ấ
Th c v t n a ng p n c :ự ậ ử ậ ướ
Lo i th c v t này có r bám vào đ t nh ng ph n thân và lá phát tri n trên bạ ự ậ ễ ấ ư ầ ể ề
m t n c. ph n r bám đ t ng p n c, nh n các ch t dinh d ng có trong đ t,ặ ướ ầ ễ ấ ậ ướ ậ ấ ưỡ ấ
chuy n nó lên lá trên m t n c đ ti n hành quá trình quang h p. Loài th c v t làmể ặ ướ ể ế ợ ự ậ
s ch môi tr ng ch y u ph n l ng đáy l u v c n c.ạ ườ ủ ế ầ ắ ở ư ự ướ
D i đây là b ng th ng kê m t s lo i th c v t th y sinh tiêu bi u: ướ ả ố ộ ố ạ ự ậ ủ ể
Nhóm Tên thông th ngườ Tên khoa h cọ
Th c v t ng p n cự ậ ậ ướ
Hydrilla Hydrilla Verticillata
Water milfoil Myriophyllum spicatum
Blyxa Blyxa aybertii
Th c v t trôi n iự ậ ổ
L c bình (water hyacinth)ụEichhornia crassipes
Bèo t m (duck week)ấwolfia arrhiga
Bèo tai t ngượ Pistia stratiotes
Salvinia Salvinia spp
Th c v t n a ng pự ậ ử ậ
n cướ
Cattails Typha spp
C lõi b c (bulrush)ỏ ấ Scirpus spp
S y (reed)ậPhramites communis
2. C ch x lý n c th i c a h sinh v tơ ế ử ướ ả ủ ồ ậ
Đ tài: X lý n c th i b ng h sinh h cề ử ướ ả ằ ồ ọ
Đ u Kh c Ti n – L p CTHN1311. MS: 1311421 ậ ắ ế ớ 3
Ti u lu n môn X lý n c th i GVHD: PGS.TS. Tr n Đ cể ậ ử ướ ả ầ ứ
Hạ
Khi n c th i vào h do v n t c n c ch y nh , các lo i c n l ng có tướ ả ồ ậ ố ướ ả ỏ ạ ặ ắ ỷ
tr ng l n đ c l ng xu ng đáy; các ch t b n h u c còn l i l l ng trong n c sọ ớ ượ ắ ố ấ ẩ ữ ơ ạ ơ ử ướ ẽ
đ c vi khu n h p ph và oxy hoá. g n sát m t n c t n t i nhi u vi sinh v tượ ẩ ấ ụ Ở ầ ặ ướ ồ ạ ề ậ
hi u khí; t i đây oxy đ c cung c p t quá trình hoà tan t không khí do chuy nế ạ ượ ấ ừ ừ ể
đ ng c a sóng, gió. L ng oxy này không nhi u nh ng khá n đ nh; l ng oxy coộ ủ ượ ề ư ổ ị ượ
trong t ng n c nh s quang h p c a t o. Nh có oxy quá trình chuy n hoá hi uầ ướ ờ ự ợ ủ ả ờ ể ế
khí c a vi sinh v t x y ra m nh, ch t h u c nhanh chóng b phân hu thành các s nủ ậ ả ạ ấ ữ ơ ị ỷ ả
ph m là sinh kh i, ẩ ố
2
CO
, các mu i nitrat, nitrit,.. ố
Khí
2
CO
và h p ch t N, P l i đ c trong t o s d ng trong quá trình quangợ ấ ạ ượ ả ử ụ
h p. Trong quá trình này s gi i phóng oxy, cung c p cho quá trình oxy hoá các ch tợ ẽ ả ấ ấ
h u c c a vi khu n. S ho t đ ng c a rong t o t o đi u ki n thu n l i cho quá trìnhữ ơ ủ ẩ ự ạ ộ ủ ả ạ ề ệ ậ ợ
trao đ i ch t c a vi khu n. Nh v y vi khu n hi u khí và t o t o ra m t vòng khép kínổ ấ ủ ẩ ư ậ ẩ ế ả ạ ộ
c a s chuy n hoá v t ch t. Tuy nhiên trong tr ng h p n c th i đ m đ c ch t h uủ ự ể ậ ấ ườ ợ ướ ả ậ ặ ấ ữ
c , t o có th chuy n t hình th c t d ng sang d d ng và tham gia vào quá trìnhơ ả ể ể ừ ứ ự ưỡ ị ưỡ
oxy hoá ch t h u c . N m, x khu n có trong n c th i cũng th c hi n vai trò t ngấ ữ ơ ấ ạ ẩ ướ ả ự ệ ươ
t .ự
Đ tài: X lý n c th i b ng h sinh h cề ử ướ ả ằ ồ ọ
Đ u Kh c Ti n – L p CTHN1311. MS: 1311421 ậ ắ ế ớ 4