Bài giảng môn vi sinh môi trường ths nguyễn thị hàng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.8 MB, 160 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
ViỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
MÔN HỌC:
VI SINH MÔI TRƯỜNG
GV: ThS NGUYỄN THỊ HÀNG
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đỗ Hồng Lan Chi, Lâm Minh Triết - Vi sinh vật môi trường – Viện MT&TN,
ĐH QGTP.HCM
2. Một số tài liệu liên quan
Đánh giá môn học
Sinh viên cần tích lũy 3 cột điểm:
1. Điểm kiểm tra giữa kì: thi tự luận
2. Điểm chuyên đề
3. Điểm thi cuối kì: thi trắc nghiệm
SV tham dự ít nhất 80% số tiết
NỘI DUNG MÔN HỌC:
Chương 1: VSV và các chu trình sinh địa hóa học
Chương 2: VSV gây bệnh và ký sinh trùng
Chương 3: VSV chỉ thị
Chương 4: Khử trùng nước và nước thải
Chương 5: Đại cương về quá trình xử lý sinh học nước thải
Chương 6: VSV trong hệ thống xử lý và phân phối nước cấp
Nội dung chi tiết học phần
Giờ tín chỉ
Nội dung
Tổng
LT
GC
TH T/Học
VSV và các chu trình sinh địa hóa học
8
8
16
VSV gây bệnh và KST trong nước thải SH.
5
5
10
Vi sinh vật chỉ thị.
7
7
14
Khử trùng nước và nước thải.
7
7
14
Quá trình xử lý sinh học trong nước thải.
10
10
20
VSV trong HT xử lý và phân phối nước cấp
8
8
16
Tổng số
45
45
90
VSV VÀ CÁC CHU TRÌNH SINH ĐỊA HÓA HỌC
• 1.1. Chu trình Nitơ
• 1.2. Chu trình Photpho
• 1.3. Chu trình lưu huỳnh
VSV GÂY BỆNH VÀ KÝ SINH TRÙNG TRONG
NƯỚC THẢI SINH HOẠT
• 2.1 Các yếu tố của dịch tể học
• 2.2 Vi sinh vật gây bệnh và ký sinh trùng tìm thấy
trong nước thải sinh hoạt
VI SINH VẬT CHỈ THỊ
•
•
•
•
3.1
3.2
3.3
3.4
Giới thiệu
Tổng quan về vi sinh vật chỉ thị
Phát hiện vi sinh vật chỉ thị
Kết luận
KHỬ TRÙNG NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI
•
•
•
•
•
•
4.1. Giới thiệu
4.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến khử trùng
4.3. Chlor
4.4. Dioxide chlor
4.5. Ozon
4.6. Tia cực tím
QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC TRONG NƯỚC THẢI
•
•
•
•
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
Xử lý hiếu khí
Bùn hoạt tính
Xử lý kỵ khí
Hồ ổn định sinh học
VSV TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ
VÀ PHÂN PHỐI NƯỚC CẤP
•
•
•
•
•
6.1 Giới thiệu
6.2 Tổng quan các quá trình trong nhà máy nước cấp
6.3 Vi sinh vật trong hệ thống cấp nước
6.4 Vi sinh vật trong hệ thống phân phối nước
6.5 Một số vấn đề do vi sinh vật trong hệ thống phân
phối nước
Các chu trình phổ biến trong tự nhiên
Chu trình carbon
Chu trình nitrogen
Chu trình sulfur
Chu trình phospho
Chương 1: VI SINH VẬT VÀ CÁC CHU TRÌNH
SINH ĐỊA HÓA HỌC
1.1 CHU TRÌNH NITƠ
1.1.1 Giới thiệu
NITƠ là 1 trong những nguyên tố chính của sự sống… (protein,
acid nucleic, trong không khí…)
Chu trình nitơ là một quá trình mà theo đó nitơ bị biến đổi qua lại
giữa các dạng hợp chất hóa học của nó. Việc biến đổi này có thể
được tiến hành bởi cả hai quá trình sinh học và phi sinh học. Quá
trình quan trọng trong chu trình nitơ bao gồm sự cố định nitơ, khoáng
hóa, nitrat hóa, và khử nitrat
VSV TRONG CHU TRÌNH NITƠ
VSV đóng vai trò chủ yếu của chu trình Nitơ trong môi
trường. Các quá trình được thảo luận qua 5 giai đoạn sau:
-Sự cố định Nitơ
-Đồng hóa Nitơ
-Khoáng hóa Nitơ
-Nitrat hóa
-Khử nitrat hóa
Các quá trình trong chu trình nitơ
Nitơ trong môi trường tồn tại ở nhiều dạng hóa học khác nhau bao gồm
nitơ hợp
chất
như ammoni (NH4+), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), nitơ ôxit
(N2O), nitric ôxit (NO), hoặc nitơ dạng trơ như khí nitơ (N2).
Nitơ hữu cơ có thể tồn tại trong các sinh vật sống, đất mùn, hoặc các
sản phẩm trung gian của quá trình phân hủy các vật chất hữu cơ.
Chu trình nitơ phụ thuộc vào vi khuẩn, và
mức độ oxy trong môi trườngđất
a. Sự số định Nitơ
Nitrogen fixation
• Một số vk và tảo có khả năng khử Nitơ bằng
con đường sinh học (cố định Nitơ). Sản phẩm
của quá trình này là NH3
• Hằng năm VSV cố định: 2.108 T khối N
LOẠI
A. CỐ ĐỊNH NITƠ SỐNG TỰ DO
Hiếu khí
VI SINH VẬT
Azotobacter (G-)
Beijerinckia
Microaerophilic (cần ít oxy)
Azospirillum
Corynebacterium
Kỵ khí tùy tiện
Klebsiella (bào tử, bùn lắng)
Erwinia
Kị khí
Clostridium (bào tử, bùn lắng)
Desulfovibrio
B. CỘNG SINH
Vinh sinh - thực vật cao
Cây họ đậu + Rhizobium
Vi khuẩn lam – thực vật nước
Anabaena – Azolla (N trong đất, nước)
Các loài khác
Mối + vi khuẩn đường ruột
B. Sự đồng hóa Nitơ
(assimilation)
• Các vi khuẩn tự dưỡng và dị dưỡng sử dụng
Nitrat và đồng hóa chúng thành Amôn
• Trong các công trình xử lý nước thải sự đồng
hóa N nhằm loại bỏ N
• Các tế bào thực vật và tế bào tảo thích sử
dụng N ở dạng amôn
• Phân bón có Amon được ưa thích hơn Nitrat
NO3- / NH4+
protein … SV tăng trưởng
c. Sự khoáng hóa Nitơ
(amonification)
• Là sự chuyển hóa các hợp chất Nitơ hữu cơ
thành các dạng vô cơ
• Được thực hiện bởi nhiều loại VSV (vi khuẩn, xạ
khuẩn, nấm)
• Protein
acid amin
khử amin đến amon
d. Qúa trình Nitrat hóa
(Nitrification)
• Nitrat hóa là qt chuyển hóa Amôn thành Nitrat
dưới tác động của VSv
• QT Nitrat hóa thường qua 2 giai đoạn:
- Chuyển hóa Amôn thành Nitrit
(Nitrosomonat, Nitrosopira, Nitrosococcus,
Nitrosolobus)
- Chuyển hóa Nitrit thành Nitrat
(Nitrobacter- N.agilis, N. winogratxki; Nitrospira,
Nitrococcus )
e. Sự khử nitrat hóa
(denitriphication)
• 2 cơ chế quan trọng nhất của sự khử nitrat sinh học là :
- Khử nitrat đồng hóa
- Khử nitrat dị hóa
VSV
Qt Khử nitrat đồng hóa: NO3NO2- và NH4+
Qt Khử nitrat dị hóa:
Nitrit
Nitric oxide
oxid
Nitrat
NO3
NO2 reductase NO reductase N2O Nitrous
N2
reductase
reductase
Vsv : Pseudomonas, Baccillus, Spirillum, Agrobacterium, …
Sự loại bỏ Nitơ trong các công trình
xử lý nước thải
• Phương pháp sinh học: nitrat hóa – khử nitrat hóa.
- Khử nitrat hóa sẽ giúp loại bỏ thêm N trong nước
thải đã được nitrat hóa tốt.
- Hiệu quả quá trình này đến: 95%
• Phương pháp hóa lý: vôi hóa, tạo pH cao, chuyển
NH4+ thành NH3 - có thể đuổi ra khỏi dung dịch bằng
các tháp làm nguội kín
Tác động loại bỏ N từ các công trình
xử lý nước thải lên môi trường
• Tính độc
NH3 độc với cá, ở pH trung tính 99% ammonia ở dạng NH4+ ,
khi pH > 9 NH3 tăng
• Sự suy giảm Oxi của nguồn tiếp nhận (có hại cho thủy sinh)
1mg ammonia cần 4,6g O2
• Phú dưỡng hóa nước mặt
• Ăn mòn kim loại (>1mg/l)
Thành phần
Nguồn vào đất
Chu trình Phospho trong tự nhiên
Thu hoạch
Động vật
Phân bón
Chất rắn sinh học
Mất khỏi đất
Khí quyển
Lắng đọng
Phân bón
Tồn trữ
trong thực vật
Phosphorus hữu cơ
•Vi sinh vật
•Tồn trữ trong thực vật
•Phân bón trong đất
Lọc, thẩm thấu
Thực vật
Hấp thu
Phosphor
hòa tan trong đất
•HPO4-2
•H2PO4-1
Khoáng sản
(apatite)
Rửa trôi và xói mòn
Khoáng sản bề mặt
( Fe Al oxide,
carbonates)
Hợp chất bậc 2
(CaP, FeP, MnP, AlP)
