1759 Lượt xem - 10-09-2020 09:17
Trên thế giới có nhiều nước đã nghiên cứu các phương pháp xử lý nước thải từ rất sớm. Và đa phần tập trung chủ yếu vào quá trình kỵ khí, hiếu khí, thực vật, hồ nuôi tảo và quá trình hóa lý – hóa học – sinh học. Đặc biệt, việc xây dựng hệ thống có ứng dụng phương pháp kỵ khí đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu đối với bất kỳ quy trình XLNT nào.
Kỵ khí thực chất là quá trình phân hủy sinh học mà không có sự tham gia của oxy được thực hiện bởi các VSV qua nhiều giai đoạn khác nhau. Và sản phẩm cuối cùng là khí sinh học, chủ yếu là khí CH4 và CO2, phần nhỏ chứa hơi nước, khí hydro, nito, sunfua. Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí được chia thành 4 giai đoạn như Thủy phân, Lên men [axit hóa], Axetat hóa và Metan hóa.
Các giai đoạn kỵ khí trong xử lý nước thải
Đối với giai đoạn thủy phân
Các chất hữu cơ như protein, lipit, cacbonhydrat được vsv chuyển hóa và phân hủy thành chất hữu cơ đơn giản tan trong nước như axit amin, axit béo, đường,… Chúng có khả năng tiết các enzym ngoại bào như xenllulaza, proteaza, lipaza làm chất xúc tác để phân hủy chất hữu cơ.
Trong khi các hợp chất gluxit phân hủy nhanh thì hợp chất chứa nito và hợp chất hữu cơ có phân tử lớn thường phân hủy chậm hơn, nhất là xenlulozo và lignoxenlulo. Vì thế mà nước thải có nồng độ chất rắn lơ lửng cao thì quá trình thủy phân thường diễn ra chậm và nó bị chi phối bởi các yếu tố như nhiệt độ, pH và nồng độ chất hữu cơ.
Đối với giai đoạn axit hóa hoặc lên men kỵ khí
Tại bể xử lý nước thải, các vi khuẩn lên men sẽ hấp thu và chuyển hóa thành axit hữu cơ, rượu, CO2 và H2O,…. Để chuyển hóa các giai đoạn này thì hầu hết các sản phẩm lên men phụ thuộc vào bản chất của chất ô nhiễm, tác nhân sinh học và điều kiện môi trường. Các vi khuẩn xử lý nước thải tham gia quá trình này gồm Bacillus, Clostridium, Micrococcus Pseudomonas,….
Đối với giai đoạn axetat hóa
Trong khi lên mên thì chỉ có axit acetat bị vi khuẩn tạo metan sử dụng trực tiếp, các chất khác cần thời gian để phân hủy thành nhiều hợp chất đơn giản hơn. Ở giai đoạn này, sản phẩm tạo thành gồm khí hydro, CO2,… Thế nhưng lượng khí hydro quá lớn sẽ cản trở và ức chế quá trình sinh trưởng và phát triển của nhóm VSV axetat hóa.
Bởi lẽ nhóm VSV thường rất nhạy cảm với những sự thay đổi của môi trường, chúng chỉ sinh sống trong điều kiện áp suất khí hydro thấp trong các bể kỵ khí. Do đó mà quá trình này phụ thuộc rất nhiều vào việc sử dụng khí hydro của VSV. Vì thế mà khi việc tiêu thụ khí hydro chậm lại thì chúng sẽ tích lũy nhiều trong bể phản ứng làm áp suất riêng của nó tăng lên khiến quá trình axetat bị giảm mạnh.
Đối với giai đoạn metan hóa
Đây là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình kỵ khí và nó chỉ đạt hiệu quả cao khi các sản phẩm trung gian được xử lý hoàn toàn. Đây là quá trình hình thành khí CH4 dựa trên vai trò của 3 nhóm VSV chính như VSV metan hóa sử dụng khí hydro, VSV metan hóa sử dụng axetat và VSV metan hóa sử dụng methanol.
Cơ chế của giai đoạn này gồm VSV sử dụng khí hydro trong giai đoạn lên men để khử CO2 và sản sinh ra khí CH4 [chiếm 30%]. Các VSV phổ biến gồm methanobacterium, Methanobrevibacter, Methanococcus, methanomicrobium, Methanopirillum.
Mặc dù lượng khí CH4 không cao nhưng các VSV thực hiện chức năng duy trì áp suất cục bộ của khí hydro trong các thiết bị xử lý nước thải nhằm duy trì sự thuận lợi cho quá trình axetat hóa.
- VSV metan hóa sử dụng axetat: VSV chuyển hóa axetat thành CH4, CO2 và giải phóng khử CH4 bằng nhóm VSV Hydrogenotrophic.
- VSV metan sử dụng methanol: VSV phân giải hợp chất chứa metyl thành CH4. Nhưng lượng khí CH4 sinh ra trong quá trình lại không đáng kẻ.
Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kỵ khí
- Nhiệt độ: khoảng nhiệt độ lý tưởng nhất có thể dao động từ 5 – 70 độ C. Trong đó sẽ được chia thành 3 khoảng quan trọng gồm ưa lạnh [15 – 20 độ C], ưa ấm [30 – 35 độ C] và ưa nóng [45 – 70 độ C].
- Nồng độ pH: đây là yếu tố hầu như không thể thiếu trong quá trình phân hủy kỵ khí. Ở giai đoạn thủy phân và axit hóa thì khoảng pH thích hợp từ 5,5 – 6,5, ở giai đoạn axetat hóa và metan hóa là 6,5 – 8,2. Nếu ở giai đoạn metan hóa khi pH giảm xuống dưới 6,5 sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý và khi pH < 6,2 có thể gây ức chế và gây độc cho VSV.
- Amoni: là sản phẩm của phân hủy kỵ khí chứa hợp chất nito, chủ yếu tồn tại trong protein và ure. Theo đó, khi hàm lượng amoni cao chúng sẽ ức chế và gây độc cho quần thể VSV.
Nếu Quý Khách hàng cần đơn vị tư vấn thiết kế hệ thống XLNT hãy liên hệ ngay với công ty chuyên xử lý môi trường Hợp Nhất theo Hotline 0938.857.768 để được tư vấn miễn phí nhé!
Bài viết được tư vấn chuyên môn bởi Bác sĩ Võ Thị Thùy Trang, Khoa Khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Đà Nẵng
Vi khuẩn là một nhóm vi sinh vật đơn bào có kích thước rất nhỏ, một số thuộc loại ký sinh trùng. Có rất nhiều cách để phân loại vi khuẩn trong đó nếu dựa vào nhu cầu oxy vi khuẩn sẽ được chia làm 2 loại là vi khuẩn yếm khí [vi khuẩn kỵ khí] và vi khuẩn hiếu khí.
Vi khuẩn kỵ khí là vi khuẩn không cần sự cung cấp oxy cho sự tăng trưởng và có thể phản ứng tiêu cực hoặc thậm chí tử vong nếu có sự hiện diện của oxy. Vi khuẩn kỵ khí có mặt ở khắp mọi nơi trong cơ thể người nhưng tập trung chủ yếu với số lượng lớn ở khoang miệng và ống tiêu hóa, nhất là đại tràng đóng vai trò quan trọng trong hệ quần thể vi khuẩn bình thường trên người
Vi khuẩn kỵ khí phát triển trong điều kiện hoàn toàn không có oxy nên cơ thể người cần phải bị tác động như thế nào đó để làm giảm áp lực oxy tổ chức từ đó vi khuẩn kỵ khí mới có thể xâm nhập và phát triển. Các tình trạng làm giảm áp lực oxy có thể kể đến như:
- Ứ trệ tuần hoàn
- Thiếu máu
- Hoại tử tổ chức
Chính vì vậy nên vi khuẩn kỵ khí thường gây ra tình trạng nhiễm trùng ở những bệnh nhân hậu phẫu đa chấn thương, đái đường, sỏi thận hoặc ung thư, dùng thuốc ức chế miễn dịch kéo dài
Vi khuẩn kỵ khí là nguyên nhân gây ra các bệnh ung thư
Vi khuẩn kỵ khí được phân làm 4 nhóm lớn với những đặc điểm về vị trí cư trú và gây bệnh khác nhau
- Trực khuẩn kỵ khí gram âm: thường gặp nhất là 4 loại vi khuẩn Bacteroides, Prevotella, Fusobacterium và Mobiluncus
- Trực khuẩn kỵ khí gram dương: thường gặp 4 loại là Actinomyces, Lactobacillus, Propionibacterium và Clostridium
- Cầu khuẩn kỵ khí gram dương: gồm các loài thuộc giống Peptostreptococcus có kích thước và hình dáng đa dạng thường phát hiện trong các bệnh nhiễm trùng hỗn hợp
- Cầu khuẩn kỵ khí gram âm: thường chỉ có các loài thuộc giống Veillonella được tìm thấy trong các nhiễm trùng hỗn hợp, khi phối hợp với các vi khuẩn khác thì thường thấy ở áp-xe vùng bụng, vùng tiểu khung và răng hàm mặt
Các dấu hiệu gợi ý cho nhiễm vi khuẩn kỵ khí gồm:
- Có mùi thối đặc biệt
- Khu trú trong niêm mạc, dưới niêm mạc
- Có dấu hoại tử đặc biệt có hơi
- Có giả mạc
- Nhiễm trùng trên cơ sở thuận lợi do ung thư có hoại tử tổ chức
- Nhiễm trùng sau khi dùng kháng sinh nhóm aminosid
- Viêm tắc tĩnh mạch do vi khuẩn
- Nhiễm trùng sau khi bị súc vật cắn
- Vi khuẩn huyết có vàng da
Viêm tắc tĩnh mạch là dấu hiệu của vi khuẩn kỵ khí gây ra
Tiêu chuẩn chẩn đoán nhiễm trùng kỵ khí gồm có:
- Mủ rất thối
- Có hơi trong tổ chức mô
- Nuôi cấy vi khuẩn ái khí âm tính
Khi đã xác định được nhiễm trùng do vi khuẩn kỵ khí thì cần điều trị theo nguyên tắc sau:
- Hầu hết các trường hợp là phẫu thuật, dẫn lưu kết hợp kháng sinh
- Phần lớn vi khuẩn kỵ khí có thể điều trị bằng clindamycin và metronidazol
- Những kháng sinh có thể thay thế là cefoxitin, cefotetan, mezlocillin, piperacillin tuy không hiệu quả bằng nhưng có thể chỉ định cho nhiễm trùng kỵ khí phần dưới vòm hoành kết hợp với metronidazol
- Nhiễm trùng do Bacteroides và Prevotella thì kháng sinh được lựa chọn vẫn là Penicillin G.
Để được tư vấn trực tiếp, Quý Khách vui lòng bấm số 1900 232 389 [phím 0 để gọi Vinmec] hoặc đăng ký lịch khám tại viện TẠI ĐÂY. Nếu có nhu cầu tư vấn sức khỏe từ xa cùng bác sĩ Vinmec, quý khách đặt lịch tư vấn TẠI ĐÂY. Tải ứng dụng độc quyền MyVinmec để đặt lịch nhanh hơn, theo dõi lịch tiện lợi hơn
Sự khác nhau giữa vi khuẩn và virus
XEM THÊM: