Vi sinh vật trong nước – Vai trò trong việc xử lý nước thải

Nội dung chính

Vi sinh vật trong nước là các loại sinh vật sống, và các tác động đến con người. Khác với suy nghĩ của nhiều người, vi sinh vật không chỉ có tác động tiêu cực mà còn có giá trị tích cực. Trong xử lý nước thải, chúng đóng vai trò lớn trong việc phân giải và làm sạch nước thải nhanh hơn, hiệu quả hơn.

Các loại vi sinh vật trong nước?

Vi sinh vật là gì?

Vi sinh vật là những sinh vật có kích thước rất nhỏ, mắt thường không thể nhìn thấy. Chúng tồn tại ở nhiều môi trường khác nhau như đất, nước, không khí, trên cơ thể các loại động, thực vật khác,… Tuy rằng có kích thước rất nhỏ, nhưng chúng lại có sức sống vô cùng mãnh liệt, mạnh mẽ hơn bất cứ sinh vật nào chúng ta nhìn thấy được.

Về mặt khoa học, vi sinh vật cũng được xem như một cơ thể sống, có cấu trúc tế bào. Chúng có thể là sinh vật nhân sơ hoặc nhân thực.

Đặc điểm của vi sinh vật:

icon Không nhìn thấy bằng mắt, kích thước thường được đo bằng micromet. Phải cần đến kính hiển vi mới có thể nhìn rõ được cấu tạo bên trong của vi sinh vật.

icon Tồn tại tốt ở những điều kiện môi trường khắc nghiệt: nước nhiệt độ rất cao, rất thấp (đóng băng), nước mặn …

Chúng ta thường dùng dung dịch muối để sát khuẩn, sát trùng. Cứ tưởng rằng, nước mặn là môi trường mà vi sinh khó thể tồn tại. Rất nhiều loại vi sinh vật cũng bị chết bởi nồng độ muối cao, độ pH thấp, dinh dưỡng thấp hơn nước ngọt. Nhưng sự thật không phải như vậy, vẫn có các loài vi sinh vật sống được trong nguồn nước mặn.

Chọn lọc tự nhiên cho phép nhiều loại vi sinh vật ưa mặn sinh sôi, phong phú không kém trong môi trường nước ngọt. Phổ biến nhất là hiện tượng thủy triều đỏ. Chúng là kết quả của sự phát triển và nhân lên nhanh chóng của tảo, khiến nước chuyển sang màu đỏ, cạn kiệt lượng oxy, dinh dưỡng, khiến nhiều loài cá chết.

Các loại vi sinh vật

Vi sinh vật bao gồm nhiều loài: vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo và nấm. Tất cả các loại vi sinh vật này đều có thể tồn tại trong nước. Hơn nữa, nước còn là một phương tiện lý tưởng để phát tán vi sinh vật đến nhiều nơi hơn, mở rộng phạm vi xuất hiện nhanh chóng hơn bất kì sinh vật khác.

Vi khuẩn

Vi khuẩn là một trong những quần thể vi sinh vật lớn nhất. Về mặt cấu tạo sinh học, chúng là một sinh vật nhân sơ (không có nhân trong tế bào và không chứa các bào quan). Số lượng vi khuẩn trong tự nhiên rất lớn. Chúng phát triển mạnh mẽ trong nhiều môi trường (đất, nước, không khí) và cả trên cơ thể con người.

Khác với lầm tưởng của nhiều người rằng: vi khuẩn luôn đem lại tác hại. Không những vẫn có những loài vô hại trong cơ thể người, mà chúng còn hỗ trợ cho hoạt động sống của chúng ta.

Để tiêu hóa tốt, trong hệ đường ruột cần có sự tham gia của nhiều lợi khuẩn: Lactobacilli, Bifidobacteria, Bacillus clausii,… Hệ vi khuẩn có tác dụng bảo vệ đường ruột, tăng cường miễn dịch, giảm các bệnh lý dị ứng.

Tuy nhiên, bên cạnh đó, cũng có nhiều nhiều vi khuẩn gây hại cho con người. So sánh tương quan giữa số loài vi khuẩn gây hại và có lợi, số lượng vi khuẩn có hại ít hơn rất nhiều.

Vi khuẩn trong nước
Vi khuẩn trong nước

Nấm

Nấm là loại vi sinh vật khá quen thuộc với chúng ta. Nếu bạn đã từng nhìn thấy những vệt đen lốm đốm trên mẩu bánh mì bị ẩm, để lâu ngày thì đó chính là nấm. Khi phát triển đến một mức độ nhất định, chúng ta có thể nhìn thấy chúng bằng mắt thường. Còn với số cá thể nhỏ, bạn vẫn cần đến kính hiển vi mới có thể soi rõ.

So với vi khuẩn, nấm đã ở mức tiến hóa cao hơn, là sinh vật nhân thực (tế báo có nhân và các bào quan). Chúng cũng có khả năng tác động đến sức khỏe con người rất lớn, đặc biệt với những người có hệ miễn dịch kém. Sử dụng nước hay bất kì thực phẩm nào chứa nấm mốc là nguyên nhân dẫn đến đau đầu, buồn nôn, mệt mỏi, dị ứng,…

Ở một góc độ khác, nấm vẫn mang đến nhiều yếu tố tích cực trong cuộc sống. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, nấm lên men là trong những nguyên liệu đầu vào quan trọng để sản xuất bia, rượu, nước tương, pho – mát, bánh mì,…

Virus

Ngày nay, có nhiều tranh cãi xung quanh virus có phải là vi sinh vật không. Virus là dạng tiến hóa trung gian giữa cơ thể sống và không sống. Chúng không có khả năng tự sinh sản nếu không có vật chủ và không có phản ứng thay đổi khi điều kiện môi trường biến đổi.

Virus xâm nhập vào cơ thể, thực hiện xâm lấn vào hoạt động của tế bào sống. Khi đó, phản ứng tự vệ bản năng của cơ thể thực hiện tiêu diệt chúng và gây nên các triệu chứng như ho, cảm lạnh, cúm,…

Con người đã từng chứng kiến nhiều đại dịch nguy hiểm, nguyên nhân do virus là nỗi khiếp sợ của loài người. Virus Ebola, bệnh dại, đậu mùa, Sar – CoV-2,… là những ví dụ điển hình về sức mạnh của virus.

Tảo

Nhiều người lầm tưởng rằng những đám tảo xanh trên mặt nước là thực vật, bởi chúng còn có khả năng quang hợp. Thế nhưng, thực chất chúng là vi sinh vật, bao gồm cả nhân sơ và nhân thực.

Tảo thường được tìm thấy trong môi trường nước, có khả năng phát triển, mở rộng nhanh chóng bao phủ cả mặt nước. Ao tù, nước đọng, nước ô nhiễm là điều kiện thích hợp cho tảo phát triển. Sự chiếm lĩnh của loài tảo là nguyên nhân khiến các loài động vật trong nước bị chết và suy giảm do thiế oxy trầm trọng.

Tảo phát triển mạnh mẽ trong nước
Tảo phát triển mạnh mẽ trong nước

Động vật nguyên sinh

Động vật nguyên sinh là những sinh vật đơn bào, nhưng chúng có thể có đầy đủ hoạt động trao đổi chất như cơ thể đa bào. Bạn có thể không biết rằng, trên khắp trái đất có đến 26000 loài. Trong đó có cả những loài sống ở nơi băng giá nhất hành tinh (Nam Cực), đồng thời có cả những loài sống ở nơi nóng gay gắt nhất (sa mạc Sahara).

Trong đó, nổi bật nhất phải kể đến Giardia và Cryptosporidium – thường sống trong đường ruột của một số loài động vật như hươu. Hóa chất diệt khuẩn Clo cũng không thể tiêu diệt loại vi sinh vật này, đủ cho bạn thấy sức mạnh của loại vi sinh vật này.

Vi sinh vật trong nước uống

Vi sinh vật trong nước uống thường gây hại

Nước là môi trường lý tưởng cho các loại vi sinh vật sinh sống và phát triển. Các loại vi sinh vật trong nước cũng bao gồm tất cả các loại vi sinh vật trên. Tuy nhiên, chúng có thể khác nhau về thành phần, chủng loại.

Sự hiện diện của vi sinh vật trong nước uống không đem lại lợi ích cho sức khỏe, thậm chí chúng có thể gây nguy hiểm tới tính mạng. Trong thế giới sinh vật, số loài vi sinh vật nhỏ bé, nhưng có thể có số lượng loài nhiều hơn rất nhiều so với động và thực vật. Đặc biệt bởi khả năng tiến triển, nhân lên và tiến hóa nhanh.

Virus Covid – 19 tuy không có nguồn gốc bắt nguồn từ nước, nhưng chúng là một ví dụ điển hình cho sự nhân lên và tiến hóa mạnh mẽ. Chỉ trong vòng một năm, virus đã biến đổi thành trên 3 biến thể, khiến con người quay cuồng tìm phương hướng giải quyết.

Vi sinh vật luôn tồn tại trong nước uống
Vi sinh vật luôn tồn tại trong nước uống

Các cách hạn chế vi sinh vật trong nước uống

Để đảm bảo an toàn cho con người, nước uống thường được xử lý bằng nhiều cách để giảm nguy cơ gây hại của các vi sinh vật. Đun sôi nước là một giải pháp truyền thống, đã được dân gian áp dụng từ xưa đến nay.

Bạn có thể nhận biết trực quan chất lượng nước thông qua độ đục. Nước càng đục thì mật độ vi sinh vật càng lớn. Tuy nhiên, đó cũng chỉ là giải pháp trước mắt, bởi nước uống trong vẫn chứa rất nhiều vi sinh vật mà chúng ta không nhìn thấy.

Đồng thời, đây cũng là bài toán cho ngành khoa học liên tục đi tìm lời giải, giải pháp tiên tiến hơn. Ngày nay, có rất nhiều giải pháp đã được đề xuất và thực hiện thành công trong đời sống. Sử dụng Clo, Ozone, đèn UV là các cách có thể tiêu diệt vi sinh vật hiệu quả trên 99%.

Để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng hàng ngày, ứng dụng thành quả nghiên cứu vào đời sống, máy lọc nước diệt khuẩn ra đời. Đặc biệt công nghệ sử dụng trong các máy lọc nước sinh hoạt này không sử dụng đến hóa chất, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người dùng. Việc tiếp cận đến nguồn nước diệt khuẩn, virus giờ đây không còn khó khăn như bạn nghĩ.

Máy lọc nước diệt khuẩn gia đình
Máy lọc nước diệt khuẩn gia đình

Vi sinh vật trong nước thải

Cần loại bỏ vi sinh vật trong nước thải trước khi xả thải ra môi trường

Nước thải với nồng độ ô nhiễm nồng độ cao, giàu chất hữu cơ là môi trường thích hợp cho nhiều loại vi sinh vật phát triển. Cũng tương tự với nước uống, nước thải cũng cần được xử lý để loại bỏ hoàn toàn vi sinh vật. Bởi nếu không xử lý, nước thải là nguồn phát tán dịch bệnh gây ra bởi các loại vi khuẩn, nấm, virus,… với khả năng siêu lây lan.

Trong xử lý nước thải, hóa chất Clo hoặc Ozone cũng được sử dụng. Các hóa chất này có hiệu quả diệt khuẩn tốt, và chi phí hợp lý, phù hợp để xử lý công suất cao, lượng nước lớn.

Việc loại bỏ vi sinh vật là yêu cầu của mọi hệ thống xử lý nước thải để đáp ứng các Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam.

Vi sinh vật xử lý nước thải

Chúng ta cần phải loại bỏ vi sinh vật trong nước thải bởi chúng là nguồn gây bệnh lớn cho con người và các sinh vật khác. Tuy nhiên, mọi vật đều có 2 mặt, các loài vi sinh vật cũng vậy. Ngày nay, chúng được sử dụng như một phương tiện xử lý nước thải giàu chất hữu cơ hiệu quả.

Với đặc điểm sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn, các vi sinh vật được chọn lọc và nuôi cấy để thực hiện nhiệm vụ phân hủy chất ô nhiễm. Công nghệ vi sinh vật xử lý nước thải hay xử lý nước thải bằng vi sinh vật giờ đây không còn xa lạ. Phương pháp này đã được sử dụng thành công và thường xuyên được áp dụng trong nhiều công trình.

Vi khuẩn là tác nhân thúc đẩy quá trình xử lý nước thải nhanh và hiệu quả hơn. Thực chất, chế phẩm vi sinh vật được đưa vào nước thải. Vi sinh vật xử lý nước sử dụng các chất ô nhiễm làm nguồn thức ăn tăng trưởng sinh khối, tạo bùn sinh học, dễ dàng tách ra khỏi pha lỏng.

Có nhiều hệ vi sinh vật khác nhau được sử dụng trong xử lý nước thải, trong đó có ba loại vi khuẩn nổi bật được là: hiếu khí, kỵ khí và thiếu khí. Mỗi loại vi sinh vật này có quá trình xử lý nước theo cách khác nhau để đảm bảo giảm thiểu tác động thấp nhất đến môi trường xung quanh.

Vi sinh vật hiếu khí trong xử lý nước thải

Vi khuẩn hiếu khí sử dụng oxy tự do trong nước để làm phân hủy chất ô nhiễm, chuyển đổi thành năng lượng sử dụng để tăng trưởng. Vi khuẩn này chỉ hoạt động hiệu quả trong điều kiện oxy được cung cấp liên tục. Do đó, hệ thống phân phối khí bao gồm: máy thổi khí, hệ thống đường ống, đĩa sục khí được cài đặt vào hệ thống. Quá trình oxy hóa tạo thành cacbon dioxit (CO2), nước (H2O), nitrat, sunfat và sinh khối.

Bể xử lý nước thải hiếu khí
Bể xử lý nước thải hiếu khí

Vi sinh vật kỵ khí trong xử lý nước thải

Nhóm vi sinh vật kỵ khí không cần oxy trong quá trình xử lý nước thải. Bể kỵ khí là bể kín, chỉ có đường đưa nước thải vào để tạo điều kiện tốt nhất cho nhóm sinh vật này hoạt động.

Vai trò chính của các vi khuẩn kỵ khí là giảm khối lượng bùn và tạo ra khí metan, cacbon dioxit. Lượng khí biogas (CH4) sinh ra phụ thuộc vào lượng chất hữu cơ cùng với nhiệt độ ảnh hưởng tới tốc độ phân hủy.

Vi sinh vật thiếu khí xử lý nước thải

Nhóm vi sinh vật thiếu khí sử dụng oxy từ nitrat, và chất hữu cơ trong nước thải để sinh ra khí nitơ, CO2, chất rắn. Quá trình này giúp loại bỏ Nitơ, photpho, tránh hiện tượng phú dưỡng của nguồn nước tiếp nhận. Từ đó, nước thải không có khả năng phát triển của vi khuẩn lam, tảo gây ra hiện tượng tảo nở hoa có thể làm nguy hại cho các sinh vật khác.

Vi sinh vật vẫn luôn tồn tại trong nguồn nước, bao gồm cả nước uống và nước thải. Tuy nhiên, không phải lúc nào vi sinh vật cũng gây hại, trong một số trường hợp chúng hỗ trợ cho công việc của chúng ta.

Nhờ có sự tham gia của vi sinh vật trong xử lý nước thải, quá trình làm sạch các tạp chất diễn ra thuận lợi hơn bao giờ hết. Đến nay phương pháp xử lý nước thải sinh học vẫn là phương pháp tốt nhất để xử lý nước thải hữu cơ..

Thong Bao Lam Viec Online Toan A