Coliform là gì? Tiêu chuẩn an toàn của Coliform trong nước thải

Coliform trong nước thải gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và môi trường. Vậy làm thế nào để xử lý coliform hiệu quả, đảm bảo nguồn nước sạch? Sau đây Thiết bị ngành nước Song Phụng sẽ cùng bạn tìm hiểu các phương pháp xử lý coliform trong nước thải tiên tiến và tối ưu, giúp loại bỏ vi khuẩn gây hại và bảo vệ môi trường bền vững.

Coliform trong nước thải

Coliform là gì?

Coliform là một loại vi khuẩn gram âm kỵ khí, hình que, không có bào tử, có thể di động hoặc không di động. Chúng có khả năng lên men đường lactose kèm theo sinh hơi, axit trong vòng 24 – 48 giờ tạo thành acid, khí, aldehyde. Đây là một chỉ tiêu vi sinh rất quan trọng trong đánh giá chất lượng nước.

Nguồn gốc vi khuẩn Coliform rất đa dạng, bao gồm:

• Tổng số Coliform (Total Coliform): Là nhóm vi khuẩn rộng, có mặt phổ biến trong môi trường tự nhiên như đất, nước mặt, thực vật. Chúng không nhất thiết phải có nguồn gốc từ phân nhưng có thể tồn tại trong nhiều môi trường khác nhau.
• Coliform phân (Fecal Coliform): Là nhóm con của tổng số Coliform, có nguồn gốc trực tiếp từ phân của động vật máu nóng, bao gồm cả con người. Chúng sống trong ruột và phân của các động vật này và được coi là dấu hiệu rõ ràng của ô nhiễm phân trong nước hoặc môi trường.
• Escherichia coli (E. coli): Là một loại coliform phân phổ biến nhất, sống trong ruột và phân của động vật máu nóng. Một số chủng E. coli có thể gây bệnh nghiêm trọng

• 

Mặc dù bản thân Coliform ít gây bệnh nghiêm trọng, tuy nhiên, sự hiện diện của chúng là dấu hiệu cho thấy có thể có các loại vi khuẩn gây bệnh khác có nguồn gốc từ phân và nguy hiểm hơn đang tồn tại ở đó cho nên cần xử lý coliform trong nước thải.

Nguyên nhân Coliform có trong nước

Vi khuẩn Coliform, thường được xem là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước, có mặt trong nước, dưới đây là một số nguyên nhân chính:

• Ô nhiễm phân (nguồn chính): Nguồn gốc chính của Coliform trong nước là từ phân người và động vật. Nước thải sinh hoạt, chăn nuôi, bệnh viện, nhà hàng… nếu không được xử lý đúng cách sẽ mang theo lượng lớn vi khuẩn Coliform vào sông suối, hồ chứa và cả nguồn nước ngầm. Ngoài ra, sự cố rò rỉ từ hệ thống tự hoại, bể phốt cũng có thể làm vi khuẩn xâm nhập vào mạch nước ngầm.
• Ô nhiễm từ hệ thống cấp nước: Hệ thống cấp nước bị hỏng hóc như nứt vỡ đường ống, rò rỉ khớp nối sẽ tạo điều kiện cho nước bẩn từ môi trường bên ngoài thâm nhập vào bên trong. Nếu khử trùng không đạt chuẩn, Coliform sẽ không bị tiêu diệt hết. Đặc biệt tại những điểm áp lực âm trong đường ống, nước bẩn dễ hút ngược vào làm ô nhiễm toàn hệ thống.
• Ô nhiễm tự nhiên từ môi trường: Coliform có thể tồn tại tự nhiên trong đất, nước mặt như sông, suối, ao hồ, nhất là những nơi có hàm lượng hữu cơ cao. Động vật hoang dã, chim muông khi sinh sống và thải phân vào nguồn nước cũng góp phần đưa Coliform vào tự nhiên. Trong những điều kiện này, ngay cả những khu vực chưa có hoạt động dân cư vẫn có thể phát hiện Coliform.
• Hoạt động sản xuất công nghiệp và nông nghiệp: Các nhà máy chế biến thực phẩm, giết mổ gia súc, chế biến thủy sản thải ra nước chứa nhiều chất hữu cơ, tạo môi trường thuận lợi cho Coliform phát triển mạnh. Trong nông nghiệp, việc sử dụng phân bón hữu cơ, phân vi sinh nếu bị rửa trôi do mưa hoặc tưới tiêu không kiểm soát cũng đưa Coliform vào nguồn nước mặt và nước ngầm.
• Điều kiện khí hậu và tự nhiên: Mưa lớn, lũ lụt làm nước tràn ngập, cuốn theo chất thải từ đất, phân động vật, cặn hữu cơ vào nguồn nước mặt và giếng khoan nông. Ở các vùng có mực nước ngầm thấp, đất xốp (cát, sỏi), nước mưa dễ dàng mang Coliform thẩm thấu nhanh vào tầng nước ngầm. Đây là nguyên nhân phổ biến ở vùng đồng bằng, ven sông, ven biển.

Quy định giới hạn thông số Tổng Coliform theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải

Chỉ số Coliform trong nước thải là thước đo cho sự hiện diện và mật độ của vi khuẩn Coliform trong nước, bao gồm nhiều chủng khác nhau, phổ biến nhất là E. coli. Quy định giới hạn thông số Tổng Coliform theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chi tiết dưới bảng: 

Vi khuẩn Coliform tồn tại ở nhiều hình thức trong các nguồn nước, và chỉ số này giúp xác định mức độ ô nhiễm vi sinh vật. Chỉ số coliform trong nước thải càng cao, thì mức độ ô nhiễm càng lớn, đồng nghĩa với khả năng chứa nhiều vi khuẩn gây hại và rủi ro cho sức khỏe.

Tác hại của coliform đến sức khỏe

Khi con người uống phải nước có chứa Coliform, đặc biệt là nhóm E. coli gây bệnh, sẽ dễ bị tiêu chảy cấp. Triệu chứng thường gặp là đau bụng, đi ngoài nhiều lần, mất nước, nôn mửa. Trẻ em và người già dễ bị ảnh hưởng nặng hơn do sức đề kháng yếu, có thể dẫn đến suy kiệt nhanh chóng nếu không điều trị kịp thời.

Một số chủng E. coli đặc biệt nguy hiểm như E. coli O157:H7 có thể tiết ra độc tố Shiga gây tổn thương niêm mạc ruột, dẫn đến hội chứng tán huyết ure huyết cao (HUS). Đây là biến chứng nặng, làm tổn thương thận, gây thiếu máu, suy thận cấp và thậm chí tử vong nếu không được chữa trị đúng cách và kịp thời.

Ngoài đường tiêu hóa, Coliform (đặc biệt là E. coli) còn là nguyên nhân phổ biến gây nhiễm trùng đường tiết niệu. Nhiễm trùng có thể gây tiểu buốt, tiểu rắt, sốt, đau vùng thắt lưng. Trong những trường hợp nặng, vi khuẩn có thể đi vào máu gây nhiễm khuẩn huyết, viêm màng não hoặc các biến chứng nguy hiểm khác.

Sự xuất hiện của Coliform trong nước cho thấy nguy cơ cao có mặt của các tác nhân gây bệnh khác như virus viêm gan A, virus đường ruột, ký sinh trùng Giardia, Cryptosporidium… Đây là những mầm bệnh có thể gây ra những đợt bùng phát dịch tiêu hóa diện rộng, đặc biệt tại các khu vực sử dụng chung nguồn nước ô nhiễm.

Việc sử dụng lâu dài nguồn nước bị ô nhiễm Coliform dù ở nồng độ thấp vẫn tiềm ẩn nguy cơ làm suy yếu hệ tiêu hóa, làm giảm khả năng hấp thu dinh dưỡng. Đặc biệt với trẻ nhỏ, hệ miễn dịch đang phát triển có thể bị ảnh hưởng, dẫn đến suy dinh dưỡng, chậm lớn và dễ mắc các bệnh lý đường ruột mãn tính.

Phương pháp xác định coliform trong nước thải

Việc kiểm tra và xác định nguồn nước có bị nhiễm Coliform trong nguồn nước hay không là điều cần thiết. Tuy nhiên, vi khuẩn Coliform là một dạng vi khuẩn có kích thước nhỏ và bạn không thể nhận biết chúng bằng mắt thường, nếm hay ngửi. 

Do đó, phương pháp xác định Coliform trong nước thải một cách chính xác và hiệu quả nhất là mang mẫu nước mẫu thử đến tại các đơn vị nằm trong danh sách chỉ định kiểm nghiệm về an toàn thực phẩm do nhà nước ban hành như Phòng Y tế, Trung tâm Y tế, Cơ quan chuyên môn tham mưu…

Sở Y tế Tiểu bang New York khuyến cáo nên kiểm tra vi khuẩn Coliform trong nước ít nhất một lần mỗi năm. Nếu nước giếng của bạn từng có vấn đề về vi khuẩn, hãy kiểm tra thường xuyên hơn để đảm bảo an toàn. Đối với các cơ sở sản xuất, khu công nghiệp cần thực hiện kiểm tra nước thải định kỳ, khuyến khích là 6 tháng/lần.

3 Phương pháp xử lý coliform trong nước thải

Dưới đây là 3 phương pháp cách xử lý coliform trong nước sinh hoạt, mỗi phương pháp xử lý coliform đều có ưu và nhược điểm riêng

Khử trùng liên tục bằng hóa chất

 Đây là phương pháp phổ biến nhất được nhiều nhà máy xử lý nước áp dụng. Clo là chất oxi hóa mạnh, có khả năng tiêu diệt vi khuẩn Coliform bằng cách phá vỡ thành tế bào vi khuẩn. Việc sử dụng clo cần đúng loại và liều lượng phù hợp để tránh ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và môi trường. Clo có thể được dùng dưới dạng khí clo, dung dịch clo hoặc các hợp chất clo như Ca(OCl)2. Phương pháp này được nhiều nhà máy xử lý nước áp dụng để triệt tiêu chỉ số Coliform trong khối lượng nước lớn.

Lưu ý khi sử dụng Clo:

• Cần sử dụng đúng loại clo chuyên dụng cho việc khử trùng nước có thể là Canxi Clorua (CaCl2). Các nhà máy thường sử dụng nồng độ clo cao hơn so với nhu cầu sử dụng tại gia đình.
• Ở hộ gia đình, việc khử trùng bằng clo cần phải tuân thủ đúng liều lượng để đảm bảo hiệu quả mà không gây hại cho sức khỏe.

Sử dụng clo không đúng liều lượng có thể dẫn đến những tác động tiêu cực đến sức khỏe, bao gồm: Kích ứng da và dị ứng, tóc khô, gãy rụng, suy giảm chức năng gan, ảnh hưởng xấu đến hệ miễn dịch.

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

Sử dụng máy lọc nước RO

Màng lọc là phương pháp tách vật lý dựa trên kích thước lỗ màng siêu nhỏ. Khi nước thải đi qua màng, các vi khuẩn Coliform, E. coli, virus, các chất rắn lơ lửng, cặn bẩn, hạt vi sinh đều bị giữ lại trên bề mặt hoặc trong cấu trúc màng. Nước tinh khiết và các phân tử nhỏ hơn kích thước lỗ màng sẽ đi qua tạo thành nước sạch.

Do đó, ngoài việc sử dụng hóa chất, xử lý Coliform trong nước thải còn có thể được thực hiện thông qua các màng lọc hiện đại, trong đó màng lọc RO (Reverse Osmosis) là một trong những lựa chọn hàng đầu.

Kích thước lỗ màng:

• UF (Siêu lọc): 0.01 – 0.1 µm → loại bỏ hoàn toàn Coliform và hầu hết virus.
• NF (Nano lọc): ~0.001 µm → loại bỏ ion hóa trị 2, chất hữu cơ nhỏ.
• RO (Thẩm thấu ngược): ~0.0001 µm → loại bỏ gần như hoàn toàn tất cả chất ô nhiễm, kể cả ion nhỏ và kim loại nặng.
• Cơ chế lọc: Tách kích thước, hấp phụ, chặn bề mặt và chặn lỗ mao dẫn.

Ưu điểm nổi bật

• Hiệu quả loại bỏ vi khuẩn rất cao: Gần như tuyệt đối với Coliform, E. coli, virus, ký sinh trùng.
• Chất lượng nước đầu ra rất cao: Có thể đạt tiêu chuẩn nước tái sử dụng, nước cấp công nghiệp hoặc nước siêu tinh khiết.
• Hoạt động liên tục, ổn định: Khi được vận hành và bảo trì đúng cách.
• Không cần hóa chất khử trùng bổ sung: Giảm chi phí hóa chất và xử lý sản phẩm phụ.

Nhược điểm và lưu ý kỹ thuật

• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Thiết bị, hệ thống bơm áp lực, module màng đắt tiền hơn so với các công nghệ khử trùng thông thường.
• Dễ tắc nghẽn màng: Nếu nước đầu vào chứa nhiều cặn, dầu mỡ, chất hữu cơ cao sẽ gây fouling màng nhanh chóng.
• Yêu cầu bảo trì định kỳ: Cần thực hiện rửa màng (CIP – Cleaning In Place) thường xuyên, sử dụng hóa chất chuyên dụng.
• Tuổi thọ màng có giới hạn: Tuổi thọ thường từ 3 – 5 năm tùy chất lượng nước và cách vận hành.

Sử dụng ánh sáng tia cực tím (UV) trong xử lý Coliform

Ánh sáng tia cực tím (UV) là một phương pháp tiên tiến và hiệu quả để khử trùng nước, bao gồm việc xử lý coliform trong nước thải. Công nghệ này sử dụng ánh sáng đèn UV để tiêu diệt vi khuẩn, virus và các vi sinh vật khác trong nước mà không cần hóa chất.

Cách thức hoạt động

• Nguyên lý khử trùng: Ánh sáng UV có khả năng phá hủy DNA và RNA của vi khuẩn, làm ngăn chặn khả năng sinh sản và gây bệnh. Khi nước chảy qua hệ thống đèn UV, các vi khuẩn Coliform và các sinh vật gây bệnh khác sẽ bị tiêu diệt hoàn toàn.
• Thời gian tiếp xúc: Để đạt được hiệu quả khử trùng tối ưu, nước cần được chiếu sáng trong một khoảng thời gian nhất định. Thời gian này phụ thuộc vào cường độ ánh sáng UV và lưu lượng nước.

Khử trùng bằng Ozone

Ozone (O₃) là chất oxy hóa rất mạnh, có khả năng phá hủy vi khuẩn, virus, nấm men, bào tử nhanh hơn nhiều so với các chất khử trùng thông thường như Clo.

• Khi tiếp xúc với nước chứa Coliform, ozone thâm nhập qua màng tế bào, phá vỡ thành tế bào, biến tính protein và enzyme, làm vi khuẩn mất khả năng sống.
• Ngoài diệt vi khuẩn, ozone còn có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ, màu, mùi, chất độc vi lượng trong nước thải.

Ưu điểm vượt trội:

• Hiệu quả diệt khuẩn rất cao: Xử lý nước bằng Ozone có thể tiêu diệt gần như hoàn toàn vi khuẩn Coliform, E. coli, virus và các mầm bệnh khác.
• Không tạo sản phẩm phụ độc hại tồn dư: Không tạo ra các hợp chất halogen hóa như trihalomethanes (THMs) mà khử trùng bằng Clo thường gặp.
• Phân hủy nhanh: Ozone sau khi phản ứng hết sẽ phân hủy thành oxy nên an toàn cho nước đầu ra.
• Loại bỏ đồng thời nhiều tác nhân gây ô nhiễm khác: màu, mùi, hợp chất hữu cơ vi lượng, vi sinh vật.

Nhược điểm và thách thức kỹ thuật:

• Chi phí đầu tư và vận hành cao: Hệ thống tạo ozone (máy phát ozone) cần nguồn điện ổn định, thiết bị cao áp, vật liệu chịu ăn mòn tốt.
• Ozone dễ bay hơi: Cần thiết kế buồng tiếp xúc kín, đảm bảo thời gian lưu đủ lâu để ozone kịp phản ứng hoàn toàn.
• Yêu cầu vận hành kỹ thuật: Cần kiểm soát liều lượng ozone chính xác để tránh lãng phí hoặc phát tán khí ozone dư ra môi trường.

>>> Tham khảo thêm :

• Bộ đèn UV 825W – 40M3H
• Bộ đèn UV 1045W – 50M3H

Để lựa chọn được phương pháp phù hợp nhất, cần tiến hành đánh giá toàn diện các yếu tố trên và tham khảo ý kiến của các chuyên gia. Việc xử lý coliform trong nước thải là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường sống. Hãy liên hệ ngay với Môi Trường Song Phụng để được hỗ trợ chi tiết về sản phẩm hoá chất xử lý nước chính hãng.

>>> Tham khảo thêm:

• Xử lý nước giếng đào có mùi hôi bằng biện pháp đơn giản và an toàn
• 4 Chất làm mềm nước cứng vĩnh cửu hiệu quả và an toàn