Tìm hiểu các loại vi sinh vật trong nước thải

Vi sinh vật hiếu khí (Aerobic Microorganisms) 

Vi sinh vật hiếu khí là những sinh vật cần oxy để sinh trưởng và phát triển. Chúng đóng vai trò chủ chốt trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải, nhất là trong các hệ thống xử lý bằng phương pháp sinh học như bể Aerotank hay bể sinh học nhỏ giọt. Các loại vi sinh vật hiếu khí phổ biến bao gồm vi khuẩn, nấm, và một số động vật nguyên sinh. 

Vi khuẩn hiếu khí 

Các loài vi khuẩn như Pseudomonas, Nitrosomonas, và Nitrobacter là những loại vi khuẩn hiếu khí thường gặp trong nước thải. Pseudomonas có khả năng phân hủy nhiều loại chất hữu cơ, trong khi Nitrosomonas và Nitrobacter tham gia vào quá trình nitrat hóa, biến đổi amoni thành nitrat, giảm thiểu các chất gây ô nhiễm và mùi hôi trong nước thải. 

Nấm hiếu khí 

Một số loài nấm có vai trò trong phân hủy chất hữu cơ và xử lý các hợp chất phức tạp, đặc biệt là các chất gây ô nhiễm khó phân hủy như thuốc nhuộm và chất tẩy rửa. 

Động vật nguyên sinh 

Động vật nguyên sinh như Amoeba và Ciliates cũng là những sinh vật hiếu khí có ích. Chúng tham gia vào quá trình làm sạch nước thải bằng cách ăn vi khuẩn và các vi sinh vật khác, giữ cho hệ thống cân bằng và ngăn chặn sự phát triển quá mức của vi khuẩn gây hại. 

Vi sinh vật hiếu khí không chỉ giúp loại bỏ các chất ô nhiễm mà còn sản sinh ra khí CO₂ và nước, giúp làm sạch nước thải một cách tự nhiên. 

Vi sinh vật kỵ khí (Anaerobic Microorganisms) 

Khác với vi sinh vật hiếu khí, vi sinh vật kỵ khí không cần oxy để sinh trưởng và phát triển. Chúng thường có mặt trong các hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp yếm khí như bể kỵ khí, hầm tự hoại, hoặc bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket). Vi sinh vật kỵ khí rất hiệu quả trong việc phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp và chuyển hóa chúng thành khí methane và CO₂, giúp giảm bớt lượng bùn thải. 

Vi sinh vật xử lý nước thải rất đa dạng

Vi khuẩn kỵ khí 

Các loại vi khuẩn như Methanogens và Sulfate-Reducing Bacteria (SRB) là hai nhóm chính trong vi sinh vật kỵ khí. Methanogens là vi khuẩn tạo khí methane từ các hợp chất hữu cơ, đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý bùn thải. Sulfate-Reducing Bacteria, như tên gọi của chúng, sử dụng sulfate thay vì oxy để thực hiện quá trình hô hấp, tạo ra khí H₂S (hydrosulfur) gây mùi hôi, do đó cần phải kiểm soát để tránh tình trạng ô nhiễm không khí. 

Nấm kỵ khí 

Một số loài nấm có thể tồn tại trong môi trường kỵ khí và giúp phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp trong nước thải. 

Vi khuẩn axit sinh hóa 

Đây là nhóm vi khuẩn có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ thành các axit béo, phục vụ cho quá trình sinh khí methane của Methanogens. 

Quá trình phân hủy kỵ khí giúp tiết kiệm năng lượng hơn so với phương pháp hiếu khí, đồng thời sản sinh khí methane có thể được thu hồi để sử dụng làm nguồn năng lượng. 

Vi sinh vật tùy ý (Facultative Microorganisms) 

Vi sinh vật tùy ý là những sinh vật có khả năng sống và phát triển trong cả môi trường có oxy và không có oxy. Chúng thường được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thải kết hợp, nơi điều kiện oxy có thể thay đổi theo thời gian. 

Các vi khuẩn thuộc nhóm này có thể thực hiện quá trình phân giải chất hữu cơ bằng cách sử dụng oxy khi có sẵn hoặc chuyển sang quá trình lên men yếm khí khi thiếu oxy. Điển hình là các loại vi khuẩn thuộc chi Enterobacter và Escherichia coli. 

Sự linh hoạt của vi sinh vật tùy ý giúp chúng có thể hoạt động hiệu quả trong nhiều loại hệ thống xử lý nước thải, đặc biệt là các hệ thống xử lý bùn hoạt tính. 

Tảo và vi khuẩn quang hợp 

Tảo và vi khuẩn quang hợp cũng có mặt trong nước thải và có vai trò quan trọng trong việc xử lý nước. Thông qua quá trình quang hợp, tảo có khả năng sử dụng CO₂ và giải phóng O₂, từ đó hỗ trợ các vi sinh vật hiếu khí trong việc phân hủy các chất hữu cơ. 

Tảo lục 

Tảo lục có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong nước thải, chẳng hạn như nitơ và photpho, giúp giảm thiểu sự phú dưỡng của nước thải. 

Vi khuẩn quang hợp 

Các loại vi khuẩn như Rhodospirillaceae sử dụng ánh sáng để tạo ra năng lượng và có thể giúp xử lý các hợp chất hữu cơ phức tạp trong nước thải. 

Tuy nhiên, cần kiểm soát sự phát triển của tảo trong hệ thống xử lý nước thải, vì nếu tảo phát triển quá mức, chúng có thể làm cạn kiệt oxy trong nước và gây ra hiện tượng tảo nở hoa. 

Nấm men (Yeasts) và nấm mốc (Molds) 

Nấm men và nấm mốc là hai loại nấm thường gặp trong nước thải, nhất là khi có sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ phức tạp. Chúng có khả năng phân hủy các hợp chất khó tan, chẳng hạn như dầu mỡ và các hợp chất thơm (như phenol), giúp làm sạch nước thải hiệu quả. 

Nấm men 

Nấm men thường tham gia vào quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ bằng cách lên men, tạo ra các axit hữu cơ và cồn. 

Nấm mốc 

Một số loài nấm mốc có khả năng phân hủy các chất hữu cơ bền vững, chẳng hạn như lignin và cellulose, giúp xử lý các loại nước thải công nghiệp phức tạp. 

Nấm men và nấm mốc là hai loại nấm thường gặp trong nước thải

Động vật nguyên sinh (Protozoa) 

Động vật nguyên sinh là một nhóm vi sinh vật quan trọng trong nước thải. Chúng ăn các vi khuẩn, giúp duy trì sự cân bằng của hệ sinh thái vi sinh vật trong hệ thống xử lý nước thải. Động vật nguyên sinh thường được chia thành ba nhóm chính: 

Ciliates: Có vai trò quan trọng trong việc tiêu diệt vi khuẩn và các vi sinh vật nhỏ khác. 

Flagellates: Hỗ trợ việc kiểm soát vi khuẩn và các chất hữu cơ trong nước thải. 

Amoeba: Đóng vai trò là “máy lọc sinh học” tự nhiên trong hệ thống xử lý nước thải. 

Tầm quan trọng của vi sinh vật trong xử lý nước thải 

Các vi sinh vật trong nước thải không chỉ giúp phân hủy các chất ô nhiễm mà còn góp phần làm giảm bùn thải, xử lý mùi hôi và tái chế các chất hữu cơ. Việc kiểm soát và quản lý vi sinh vật trong nước thải là yếu tố then chốt trong quá trình xử lý hiệu quả, giúp bảo vệ nguồn nước và môi trường. 

Bằng cách kết hợp các phương pháp xử lý khác nhau và kiểm soát vi sinh vật một cách hiệu quả, chúng ta có thể đạt được hiệu quả cao trong việc xử lý nước thải, bảo vệ tài nguyên nước sạch và môi trường sống.