Tầm quan trọng của ứng dụng giá thể vi sinh vào trong xử lý nước thải

Giá thể vi sinh là giải pháp không thể thiếu trong ngành nuôi trồng thủy sản và xử lý nước thải. Với khả năng cung cấp môi trường sống tối ưu cho vi sinh vật, vật liệu này giúp tăng cường hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm và bảo vệ môi trường. Nội dung bài viết hôm nay sẽ mang đến thông tin chi tiết nhất về giá thể vi sinh, các loại giá thể phổ biến cũng như tầm quan trọng của chúng trong bảo vệ môi trường và nuôi trồng thủy sản.

1. Giá thể vi sinh và nguyên lý hoạt động của chúng

Giá thể vi sinh có cấu trúc đặc biệt với diện tích bề mặt lớn, thường được làm từ polymer, sợi tổng hợp hoặc vật liệu hữu cơ có tính trơ với hóa chất, đảm bảo tuổi thọ cao và ổn định trong môi trường nước thải. Thiết kế dưới dạng xốp hoặc có nhiều lỗ nhỏ, tạo các mao dẫn giúp phân phối nước và chất dinh dưỡng đều đặn, đồng thời tăng khả năng bám dính và phát triển của vi sinh vật.

Giá thể vi sinh là nơi cho vi sinh vật bám vào để hình thành lớp màng nhầy phân hủy chất hữu cơ trong nước thải. Cơ chế hoạt động của giá thể dựa trên nguyên lý hấp thụ và phân hủy sinh học qua 4 giai đoạn chính:

• Bám dính: Khi nước thải chảy qua giá thể, các vi sinh vật có lợi trong nước sẽ bám vào bề mặt của giá. Diện tích bề mặt lớn và cấu trúc xốp giúp vi sinh vật dễ dàng gắn kết và phát triển ổn định.
• Hấp thụ chất ô nhiễm: Sau khi bám vào giá thể, vi sinh vật tiếp xúc với các chất ô nhiễm trong nước thải, chúng sẽ hấp thụ các hợp chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng để duy trì sự sống và phát triển.
• Phân hủy sinh học: Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ đã hấp thụ để tiến hành quá trình chuyển hóa, phân hủy các chất phức tạp thành các hợp chất đơn giản hơn, như nước, CO₂ và các chất khí khác, không gây hại cho môi trường.
• Làm sạch nước: Sau khi các chất ô nhiễm đã được phân hủy, nước thải được làm sạch với hàm lượng các chất độc hại giảm đáng kể. Nước thải qua xử lý có thể tái sử dụng hoặc xả vào môi trường tự nhiên, góp phần bảo vệ nguồn nước và giảm ô nhiễm môi trường.

2. Những loại giá thể vi sinh phổ biến trên thị trường

Trên thị trường hiện nay, giá thể có nhiều chủng loại với thiết kế khác nhau, đáp ứng nhu cầu đa dạng trong xử lý nước thải. Mỗi loại giá được tối ưu hóa cho những hệ thống và điều kiện xử lý riêng, nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình phân hủy sinh học. Tùy vào mục đích cũng như quy mô của trang trại chăn nuôi, hệ thống công nông nghiệp mà lựa chọn loại giá cho phù hợp.

Giá thể MBBR

Giá thể vi sinh MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) hiện đại được thiết kế đặc biệt cho các hệ thống xử lý nước thải với dòng chảy liên tục. Loại giá thể này thường được làm từ nhựa PE chất lượng cao, có dạng hình trụ hoặc hình cầu nhỏ với bề mặt lồi lõm, giúp tăng diện tích tiếp xúc và khả năng bám dính của vi sinh vật.

Trong hệ thống MBBR, giá thể vi sinh có thể di chuyển tự do trong bể nhờ lực khuấy của dòng nước hoặc hệ thống sục khí. Khi di chuyển, giá thể sẽ tiếp xúc nhiều lần với các chất hữu cơ và chất ô nhiễm trong nước, tạo điều kiện để vi sinh vật hấp thụ và phân hủy hiệu quả. Nhờ vào khả năng này, MBBR cho phép quá trình xử lý diễn ra nhanh chóng mà không cần không gian bể lớn.

Giá thể MBBR thích hợp sử dụng trong cả các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp, mang lại hiệu quả cao nhờ tính linh hoạt, độ bền và khả năng duy trì mật độ vi sinh vật lớn trên diện tích nhỏ.

Giá thể vi sinh dạng cầu

Giá thể dạng cầu với bề mặt chứa nhiều khe hở và lỗ rỗng bên trong để tăng diện tích tiếp xúc cho vi sinh vật bám dính và phát triển. Giá thể thường được làm từ nhựa hoặc gốm chất lượng cao, với khả năng chịu lực tốt và bền bỉ trong điều kiện môi trường nước thải. Kết cấu dạng cầu không chỉ giữ cho vi sinh vật bám chắc mà còn giúp gia tăng sự lưu thông của nước thải, đảm bảo vi sinh vật có đủ lượng oxy để phát triển và phân hủy chất hữu cơ.

Giá thể dạng cầu được ứng dụng phổ biến trong các hệ thống lọc sinh học nhờ tính ổn định cao và khả năng xử lý hiệu quả. Loại giá này cũng thích hợp cho các bể xử lý có quy mô từ vừa đến lớn, giúp tiết kiệm diện tích và nâng cao hiệu suất xử lý chất thải.

Giá thể dạng sợi 

Giá thể dạng sợi có cấu trúc dạng sợi dài và mảnh, thường được làm từ polymer hoặc các sợi tự nhiên.  Với cấu trúc dạng sợi, giá thể có khả năng tạo ra mạng lưới dày đặc trong bể xử lý, giúp vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí duy trì mật độ cao và tối ưu hóa quá trình phân hủy chất hữu cơ. Sự phân bố đồng đều của các sợi cũng giúp nước thải di chuyển dễ dàng qua bể, đảm bảo sự tiếp xúc hiệu quả giữa vi sinh vật và các chất ô nhiễm.

Giá thể dạng này rất phù hợp cho các hệ thống xử lý nước thải có lưu lượng lớn, nhờ vào khả năng nâng cao hiệu suất xử lý mà không cần tăng kích thước bể. Ngoài ra, loại giá thể này cũng giúp giảm thiểu tắc nghẽn và bảo trì hệ thống, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý nước thải một cách liên tục và hiệu quả.

Giá thể vi sinh dạng tổ ong

Giá thể được thiết kế có cấu trúc giống tổ ong, với các ô lưới đồng đều tạo ra nhiều khe hở và lỗ rỗng. Giá thể thường được làm từ nhựa chất lượng cao hoặc gốm bền, giúp nó chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt trong quá trình xử lý nước thải. Cấu trúc ô lưới giúp phân phối nước đều khắp bể xử lý, gia tăng diện tích bề mặt cho vi sinh vật bám dính, tạo điều kiện cho dòng nước thải lưu thông một cách hiệu quả.

Loại giá thể này rất phù hợp cho các hệ thống xử lý nước thải quy mô lớn, nhờ vào khả năng xử lý hiệu quả và tiết kiệm diện tích. Giá thể vi sinh dạng tổ ong giúp nâng cao hiệu suất xử lý nước thải, giảm thiểu ô nhiễm và góp phần bảo vệ môi trường bền vững. Sự ổn định và độ bền của giá thể cũng đảm bảo quy trình xử lý diễn ra liên tục mà không cần thường xuyên bảo trì hay thay thế.

3. Tầm quan trọng của giá thể vi sinh trong nuôi trồng thủy sản

Với khả năng cải thiện chất lượng nước, thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật có lợi, giá thể góp phần không nhỏ vào việc tối ưu hóa hiệu suất sản xuất và bảo vệ nguồn tài nguyên nước. Những lợi ích vượt trội như dưới đây cho thấy giá thể chính là chìa khóa mở ra một tương lai phát triển bền vững cho ngành nuôi trồng thủy sản.

• Cải thiện chất lượng nước: Nhờ vào nguyên lý hoạt động của giá thể, các chất độc hại được chuyển hóa thành các hợp chất không gây hại, từ đó duy trì môi trường nước trong sạch và an toàn cho sinh vật nuôi.
• Tăng cường sự phát triển của vi sinh vật có lợi: Giá thể vi sinh cung cấp môi trường sống lý tưởng cho các vi sinh vật có lợi như vi khuẩn, nấm và tảo. Những vi sinh vật này không chỉ giúp phân hủy chất thải mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp chất dinh dưỡng cho các sinh vật nuôi, thúc đẩy sự tăng trưởng và phát triển của chúng.
• Tạo điều kiện cho sự hình thành hệ sinh thái ổn định: Việc sử dụng giá thể vi sinh giúp thiết lập và duy trì một hệ sinh thái tự nhiên trong ao nuôi hoặc bể thủy sản. Các vi sinh vật sống trên giá thể sẽ cạnh tranh với các tác nhân gây bệnh, giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm cho sinh vật nuôi và nâng cao sức khỏe tổng thể của chúng.

Việc ứng dụng giá thể vi sinh trong nuôi trồng thủy sản và xử lý nước thải không chỉ giúp tối ưu hóa quá trình sinh trưởng của vi sinh vật mà còn nâng cao hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm, góp phần bảo vệ môi trường và bảo vệ sức khỏe con người. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về giá thể cũng như các sản phẩm sinh học khác hỗ trợ trong nông nghiệp đừng ngần lại liên hệ với Chế phẩm vi sinh Đức Bình để có những lựa chọn tốt nhất.

⫸ Xem thêm: Nuôi trồng thủy sản ở nước ta hiện nay: Thách thức & Hướng phát triển tương lai

⫸ Xem thêm: Bảo vệ môi trường trong chăn nuôi: Giải pháp làm nông nghiệp bền vững

Đức Bình

Founder & Author Đức Bình là chuyên gia hàng đầu về ngành Công nghệ sinh học, chuyên nghiên cứu và ứng dụng các loại chế phẩm sinh học.: Emzeo, trichoderma, EM gốc, IMO gốc, Đậu nành humic, Đạm cá humic … Xem thêm về Founder Đức Bình