Các vi sinh vật trong nước và ứng dụng trong xử lý nước thải

Vi sinh vật luôn tồn tại trong môi trường nước, cả loại có lợi lẫn có hại. Dù đã qua xử lý và khử trùng, các hệ thống lọc hiện đại vẫn không thể loại bỏ hoàn toàn 100% vi khuẩn, do đó vẫn có nguy cơ tồn tại vi sinh vật trong nước. Việc hiểu rõ và ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải là rất cần thiết. Hãy cùng Thiết bị ngành nước Song Phụng tìm hiểu chi tiết về vi sinh vật trong nước và ứng dụng đúng cách để xử lý nước thải.

Tìm hiểu về vi sinh vật trong nước

Vi sinh vật trong nước là gì?

Vi sinh vật trong nước là những sinh vật có kích thước rất nhỏ, không thể nhìn thấy bằng mắt thường, bao gồm các nhóm như vi khuẩn, nấm, tảo, động vật nguyên sinh và virus.

Chúng có thể tồn tại trong nhiều loại môi trường nước khác nhau như nước ngọt, nước mặn, nước thải, nước sinh hoạt, và thậm chí trong các điều kiện khắc nghiệt như nước có nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp.

Đặc điểm của các vi sinh vật

Đặc điểm của các vi sinh vật trong nước:

• Kích thước rất nhỏ bé: Vi sinh vật có kích thước hiển vi, thường được đo bằng micromet (μm), nhỏ hơn nhiều so với các sinh vật đa bào khác. Ví dụ, vi khuẩn có kích thước từ 0,2 đến 10 μm, virus nhỏ hơn nhiều, khoảng từ 0,02 đến 0,3 μm.
• Cấu tạo đa dạng: Vi sinh vật có thể là đơn bào hoặc đa bào, nhân sơ (như vi khuẩn) hoặc nhân thực (như nấm, tảo).
• Hấp thụ và chuyển hóa chất nhanh: Do kích thước nhỏ và tỷ lệ diện tích bề mặt/thể tích lớn, vi sinh vật hấp thụ chất dinh dưỡng và chuyển hóa nhanh chóng, giúp chúng sinh trưởng và phát triển rất nhanh.
• Sinh trưởng và sinh sản nhanh: Vi sinh vật có khả năng sinh sản mạnh mẽ, tốc độ sinh trưởng nhanh hơn nhiều so với các sinh vật khác, điều này giúp chúng dễ dàng thích nghi và phát triển trong nhiều môi trường khác nhau.
• Khả năng thích nghi cao: Vi sinh vật có thể tồn tại và phát triển trong nhiều điều kiện môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp, môi trường có nồng độ muối cao, pH thay đổi, hoặc thiếu dưỡng chất. Một số vi sinh vật có thể sống ở nhiệt độ từ -196°C (nitơ lỏng) đến trên 250°C, hoặc trong môi trường muối lên đến 32% NaCl.
• Phân bố rộng rãi: Vi sinh vật có mặt ở hầu hết các môi trường trên Trái Đất, bao gồm đất, nước (nước ngọt, nước mặn, nước thải), không khí, và trong cơ thể sinh vật khác

Có thể bạn sẽ quan tâm: Nước nhiễm mặn là gì? Cách xử lý nước nhiễm mặn hiệu quả

Các loại vi sinh vật có trong nước thải

Các loại vi sinh vật trong nước tồn tại nhiều dạng khác nhau, mặc dù đã trai qua quy trình của hệ thống xử lý nước thải truyền thống như keo tụ và lắng lọc, khử trùng thì cũng không thể tiêu diệt hoàn toàn các loài vi sinh vật. Dưới đây là các loài vi sinh vật thường xuyên có trong nước:

Các vi sinh vật gây bệnh

Trong số các động vật đơn bào có trong nước thải, Cryptosporidium và Giardia là hai tác nhân gây bệnh đường ruột quan trọng và thường được quan tâm đặc biệt do khả năng kháng clo của chúng.

• Cryptosporidium: L.à ký sinh trùng đơn bào gây bệnh cryptosporidiosis, thường lây qua nguồn nước uống không an toàn. Bệnh này phổ biến ở vùng khí hậu nhiệt đới và ôn đới, đặc biệt nguy hiểm với người có hệ miễn dịch yếu như bệnh nhân AIDS. Cryptosporidium có thể tồn tại lâu trong môi trường nhờ vào dạng kén hợp tử
• Giardia: Là ký sinh trùng đơn bào, có dạng kén được bảo vệ bởi lớp vỏ bên ngoài giúp tồn tại lâu trong nước. Giardia gây bệnh tiêu chảy, với các chủng phổ biến như Giardia intestinalis, Giardia lamblia và Giardia duodenalis. Nguồn nước bị nhiễm bẩn là con đường lây nhiễm chính của ký sinh trùng này
• Entamoeba histolytica: Là nguyên sinh động vật đơn bào gây bệnh amebiasis (kiết lỵ do amebiasis), thường nhiễm qua nước uống có chứa bào nang. Bệnh xảy ra chủ yếu ở các vùng có điều kiện vệ sinh kém

Vi khuẩn

Dưới đây là đặc điểm và vai trò của một số vi khuẩn gây bệnh phổ biến trong nước, đặc biệt trong nước thải:

Vi khuẩn E. Coli

E. Coli là loại vi khuẩn thường trú trong đường ruột người và động vật máu nóng, thuộc nhóm Coliform. Một số chủng E. coli có thể gây hại nghiêm trọng đến sức khỏe như tiêu chảy, đau bụng, buồn nôn, và viêm dạ dày ruột. Đặc biệt, chủng E. coli O157:H7 có thể gây suy thận và tử vong nếu không được điều trị kịp thời. Loại vi khuẩn này thường xuất hiện trong nước uống và thực phẩm bị ô nhiễm phân, là chỉ thị quan trọng cho sự ô nhiễm phân trong môi trường nước.

Vi khuẩn Legionella

Legionella là vi khuẩn gây bệnh Legionnaires – một dạng viêm phổi cấp tính có thể dẫn đến tử vong. Loại vi khuẩn này thường tồn tại trong các nguồn nước ngọt tự nhiên như ao, hồ, suối, cũng như trong các hệ thống nước nhân tạo như bể nước nóng, máy điều hòa trung tâm và tháp giải nhiệt. Con người có thể bị nhiễm bệnh khi hít phải các giọt nước li ti chứa vi khuẩn.

Đọc thêm: Khử trùng nước sinh hoạt bằng clo có an toàn và hiệu quả không?

Vi khuẩn Salmonella

Salmonella là vi khuẩn phổ biến trong môi trường sống và có khả năng gây ra các bệnh nguy hiểm như thương hàn, phó thương hàn và viêm dạ dày ruột. Các triệu chứng thường gặp gồm sốt cao, tiêu chảy, buồn nôn và mất nước nghiêm trọng. Nếu không điều trị kịp thời, bệnh có thể gây tử vong. Vi khuẩn này thường lây qua nước uống bẩn, nước thải chưa xử lý và thực phẩm nhiễm khuẩn.

Vi khuẩn Shigella

Shigella là tác nhân chính gây bệnh lỵ trực khuẩn – một căn bệnh đường ruột nguy hiểm với biểu hiện tiêu chảy có máu, đau quặn bụng do viêm loét niêm mạc ruột. Vi khuẩn này chủ yếu lây truyền qua tiếp xúc giữa người với người trong điều kiện vệ sinh kém, nhưng cũng có thể lây qua nước uống hoặc thực phẩm nhiễm khuẩn.

Biện pháp phòng bệnh hiệu quả là đảm bảo vệ sinh cá nhân và ăn chín, uống sôi. Ngoài ra, sử dụng dung dịch sát trùng axit cacbonic 1% sau 30 phút chúng sẽ được tiêu diệt hoặc dùng clorua có thể tiêu diệt trực khuẩn lị.

Vi khuẩn Vibrion gây bệnh tả Cholera

Vi khuẩn Vibrio là tác nhân chính gây ra bệnh tả, một bệnh truyền nhiễm qua đường nước. Bệnh tả có đặc điểm lây lan nhanh chóng và tỷ lệ tử vong có thể rất cao.

• Hình dạng và kích thước: Là loại phẩy khuẩn, kích thước khoảng 1.5 – 2 µm. Khi đứng riêng lẻ, chúng có hình dạng giống như một dấu phẩy hoặc khi gắn kết với nhau sẽ tạo thành hình dạng giống như một con chim hải âu đang bay.
• Cấu trúc: Vi khuẩn này không có giáp mạc (vỏ bọc ngoài), không tạo nha bào (bào tử), do đó khi soi tươi, chúng rất di động.

Cơ chế gây bệnh của vi khuẩn Vibrio là xâm nhập vào cơ thể qua đường tiêu hóa và phát triển mạnh mẽ trên niêm mạc ruột non. Tại đây, chúng giải phóng nội độc tố gây ra một loạt các triệu chứng điển hình của bệnh tả:

• Tiêu chảy cấp tính: Lượng nước mất qua phân rất lớn, có thể lên đến 30 lít/ngày đêm.
• Nôn mửa: Kèm theo tiêu chảy.
• Mất nước nghiêm trọng: Dẫn đến rối loạn điện giải và các chức năng của cơ thể.
• Cường độ oxy hóa giảm: Các quá trình oxy hóa trong cơ thể bị suy giảm.
• Sản phẩm chuyển hóa kị khí: Các sản phẩm chuyển hóa kị khí (ví dụ: CO2) sẽ đọng lại ở các mô, gây ra tình trạng nhiễm toan chuyển hóa.

Vi khuẩn Vibrio có khả năng tồn tại lâu dài trong nhiều môi trường nước khác nhau. Trong nước sông và giếng, chúng có thể sống tới 3 tháng; trong nước sinh hoạt, tồn tại khoảng 1 tháng. Đặc biệt, trong nước thải – môi trường lý tưởng cho sự phát triển – vi khuẩn này có thể tồn tại tới 7 tháng. Ngoài ra, trong nước biển, Vibrio không chỉ sống lâu hơn mà còn sinh sản nhanh hơn so với môi trường nước ngọt.

Phẩy khuẩn tả Vibrio rất nhạy cảm với nhiệt độ cao và có thể bị tiêu diệt khi đun nóng ở 52°C trong 30 phút, tuy nhiên lại thích nghi tốt với nhiệt độ thấp. Về hóa chất, chúng bị tiêu diệt nhanh chóng trong dung dịch axit cacbonic 1% sau 5 phút và bị loại bỏ ngay lập tức trong dung dịch thủy ngân 0.1%. Ngoài ra, trong môi trường nước không chứa chất hữu cơ hoặc khi tiếp xúc với Clo ở nồng độ 0.015, vi khuẩn cũng sẽ bị tiêu diệt trong vòng 15 phút.

Tìm hiểu thêm: Tiêu chuẩn nước uống trực tiếp theo quy định của Bộ Y tế

Vi rút

Vi rút, còn được biết đến với các tên gọi như siêu vi hoặc siêu vi khuẩn, là những tác nhân truyền nhiễm đặc biệt. Chúng không có cấu trúc tế bào hoàn chỉnh như các sinh vật sống khác và có kích thước vô cùng nhỏ bé, chỉ có thể quan sát được dưới kính hiển vi điện tử. Điểm độc đáo của vi rút là chúng không thể tự sinh sản độc lập; thay vào đó, chúng phải xâm nhập và sử dụng bộ máy của tế bào sống khác (vật chủ) để nhân lên.

Sự hiện diện của vi rút trong môi trường nước là một mối lo ngại lớn về sức khỏe cộng đồng, vì chúng có thể gây ra hàng loạt các bệnh nguy hiểm. Các bệnh này bao gồm rối loạn hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, đau mắt đỏ, viêm gan, viêm ruột và viêm dạ dày. Do khả năng lây nhiễm qua nước, việc kiểm soát và xử lý nguồn nước bị ô nhiễm vi rút là vô cùng quan trọng để phòng ngừa dịch bệnh.

Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải

Trong bối cảnh ô nhiễm nguồn nước ngày càng nghiêm trọng do sự phát triển công nghiệp và đô thị hóa, ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải và cải thiện môi trường nước đang trở thành giải pháp sinh học hiệu quả, bền vững và thân thiện với môi trường. Vi sinh vật không chỉ giúp xử lý nước thải mà còn đóng vai trò quan trọng trong phục hồi hệ sinh thái thủy sinh.

Vi sinh vật có khả năng phân hủy và chuyển hóa các chất hữu cơ, vô cơ độc hại trong nước thải thông qua các quá trình sinh hóa tự nhiên. Chúng sử dụng các chất ô nhiễm làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng để sinh trưởng, từ đó giúp làm sạch nước.

Các chủng vi sinh vật phổ biến gồm:

• Nitrobacter, Nitrosomonas: hỗ trợ quá trình nitrat hóa (hiếu khí).
• Pseudomonas, Bacillus Amyloliquefaciens, Bacillus licheniformis: khử nitrat (thiếu khí).
• Clostridium, Desulfovibrio, Geobacter, Methanosarcina: phân hủy chất hữu cơ, xử lý BOD, COD (kỵ khí).

Vi sinh vật giúp xử lý hiệu quả các chỉ tiêu ô nhiễm quan trọng như Nitơ, Amoni, COD, BOD, TSS, đảm bảo nước thải đạt chuẩn xả thải.

Phân loại vi sinh vật theo điều kiện sống

• Vi sinh vật hiếu khí: Hoạt động trong môi trường có oxy, tiêu biểu như Nitrobacter, Nitrosomonas.
• Vi sinh vật thiếu khí: Hoạt động khi lượng oxy thấp, tiêu biểu như Pseudomonas, Bacillus spp.
• Vi sinh vật kỵ khí: Hoạt động trong điều kiện không có oxy, tiêu biểu như Clostridium, Desulfovibrio, Methanosarcina.

Ứng dụng vi sinh vật khôi phục hệ sinh thái trong môi trường nước

Bên cạnh ứng dụng trong xử lý nước thải, vi sinh vật còn được sử dụng để cải thiện và khôi phục hệ sinh thái trong các môi trường nước bị ô nhiễm như đầm lầy hay vùng đất ngập nước. Các vi sinh vật có khả năng phân hủy chất ô nhiễm, tăng nồng độ oxy hòa tan, cung cấp nguồn thức ăn cũng như môi trường sống cho các loài sinh vật khác.

Vi sinh vật còn giúp hạn chế hiện tượng phú dưỡng, ngăn ngừa tảo nở hoa và cải thiện độ trong của nước. Các chủng như Bacillus spp., Pseudomonas spp., Nitrosomonas,

Nitrobacter, Rhodobacter… thường được sử dụng trong các hồ sinh học, ao nuôi thủy sản và vùng nước tù đọng để thúc đẩy sự tái sinh tự nhiên của hệ sinh thái.

Tuy nhiên, việc ứng dụng vi sinh vật trong bảo vệ môi trường nước cần phải được thực hiện đúng cách, cẩn thận. Đặc biệt, cần lựa chọn loại vi sinh vật phù hợp, đồng thời hỗ trợ điều chỉnh điều kiện môi trường như pH, nhiệt độ, oxy hòa tan… để đạt được hiệu quả tối đa cho quá trình xử lý và phục hồi.

Nghiên cứu thêm các phương pháp khác:

• TOP 7 cách làm máy lọc nước tự chế mini tại nhà tiết kiệm
• Thiết bị lọc nước gia đình có mấy loại? Kinh nghiệm chọn mua
• Bồn lọc composite – công nghệ tiên tiến cho hệ thống lọc nước hiện đại

Đơn vị cung cấp men vi sinh chất lượng ứng dụng phù hợp trong xử lý nước

Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực môi trường, Song Phụng hiện là đối tác đáng tin cậy của nhiều nhà máy, khu công nghiệp, hệ thống xử lý nước tập trung trên toàn quốc. Đặc biệt, men vi sinh và chất dinh dưỡng vi sinh do Song Phụng phân phối cung cấp men vi sinh xử lý nước thải tốt, có nguồn gốc rõ ràng, được kiểm nghiệm thực tế và đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt.

Các ưu điểm khi sử dụng sản phẩm tại Song Phụng:

• Sản phẩm men vi sinh có nguồn gốc rõ ràng, được kiểm nghiệm hiệu quả thực tế trước khi cung cấp.
• Đội ngũ kỹ sư, chuyên gia môi trường giàu kinh nghiệm luôn sẵn sàng tư vấn liều lượng, cách dùng phù hợp theo từng hệ thống.
• Cam kết mức giá hợp lý, hỗ trợ lâu dài cho các đối tác và doanh nghiệp.
• Đáp ứng nhanh nhu cầu từ các khu công nghiệp, nhà máy đến các cơ sở nhỏ lẻ.
• Cung cấp đầy đủ từ men vi sinh, chất dinh dưỡng, thiết bị xử lý nước đến các vật tư phụ trợ.

Chính vì vậy, việc nhận diện đúng loại vi sinh vật và ứng dụng chúng một cách khoa học trong xử lý nước thải sẽ giúp nâng cao hiệu quả cải thiện chất lượng nước, giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp vi sinh hiệu quả và an toàn cho hệ thống xử lý nước thải, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi tại Thiết bị ngành nước Song Phụng để được tư vấn miễn phí và cung cấp sản phẩm phù hợp.