Mục đích của xử lý chất thải nói chung và xử lí nước thải nói riêng là phân huỷ các hợp chất gây ô nhiễm thành những chất ít hoặc không gây ô nhiễm. Cụ thể đối với nước thải sinh hoạt thì cần xử lí ô nhiễm hữu cơ (đo bằng BOD/COD và các hợp chất N, P. Nhờ cấu tạo đơn giản và khả năng tái tạo nhanh, vi sinh vật đặc biệt là vi khuẩn có khả năng xử lý rất tốt các chất thải có nguồn gốc tự nhiên do con người, súc vật thải ra.

Cơ sở của quá trình xử lí nằm ở bản chất quá trình chuyển hóa cơ chất và sự sinh trưởng của vi khuẩn: để tồn tại và phát triển vi khuẩn phải thực hiện quá trình chuyển hóa hai mặt là đồng hóa và dị hóa. Vi khuẩn tiêu hóa các chất bẩn hữu cơ tan trong nước và cơ chất dạng keo, ôxi hóa chúng tạo năng lượng cho các hoạt động của chúng, đồng thời sinh tổng hợp tái tạo tế bào tạo sản phẩm là H2O, khí CO2 và sinh khối mới (bùn).

Sơ đồ quá trình chuyển hóa cơ chất và xử lý chất ô nhiễm

Hai phương pháp vi sinh chủ yếu được sử dụng hiện nay là quá trình hiếu khí (sử dụng các chủng loại vi sinh vật hiếu khí) và quá trình kị khí (sử dụng các chủng loại vi sinh vật kị khí)

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng vi sinh vật hiếu khí: Quá trình diễn ra trong điều kiện có khí Oxy, gồm 3 giai đoạn

Giai đoạn 1: Oxi hóa các hợp chất hữu cơ: CxHyOz + O2 → CO2 +H2O

Giai đoạn 2: Tổng hợp các tế bào mới: CxHyOz + NH3 + O2 → C5H7NO2  + CO2 + H2O

Giai đoạn 3: Phân hủy nội sinh: C5H7NO2 + 5O2 → 5CO2 + NH3 + 5H2O

Các công nghệ điển hình xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp vi sinh hiếu khí: công nghệ SBR, MBR, bể aerotank,…

Vi khuẩn hiếu khí: Pseudomonads (có khả năng ôxi hóa nhiều loại cơ chất), Alcaligenes Flavobacterium (phân hủy các protein), Các vi khuẩn nitrit hoá là  Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosolobus, Nitrosospira, và Nitrosovibrio

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng vi sinh vật kị khí: Quá trình diễn ra trong điều kiện vắng mặt khí Oxy, sản phẩm CH4 (chiếm khoảng 65%), CO2, H2, N2,… chỉ áp dụng cho nước thải có hàm lượng BOD cao 10-30g/l.

Phương trình tổng của phản ứng yếm khí phân huỷ chất hữu cơ như sau:

CcHhOoNnSs + 1/4(4ch–2o+3n+2s)H2O -> 1/8(4c h+2o+3n+2s)CO2 + 1/8(4c + h – 2o – 3n – 2s)CH4 + nNH3 + sH2S

Các công nghệ điển hình xử lý nước thải sinh hoạt bằng vi sinh kị khí: bể tự hoại, UASB, metan, Anammox

Các loại vi khuẩn trong quá trình yếm khí: nhóm vi khuẩn axetat hóa (acetogenic bacteria) tạo hyđrô hoặc axetat từ các sản phẩm thủy phân, Vi khuẩn ưa hyđrô tạo metan. Ngoài các vi khuẩn tạo thủy phân, axit hóa, axetat hóa, tạo metan tùy điều kiện môi trường ta còn gặp các vi khuẩn khử sulphat.

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng vi sinh
5 (100%) 21 votes