Giáo trình Quá trình Hóa lý và Sinh học trong Xử lý Nước Ngành Cấp Thoát Nước

LỜI NÓI ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ QUÁ TRÌNH HÓA HỌC VÀ DUNG DỊCH

1.1. Nguyên từ và phân tử

1.2. Khối lượng của nguyên tử và phân tử

1.3. Các hệ phân tán - Dung dịch

1.4. Cách biểu diễn thành phần dung dịch

1.5. Độ tan của dung dịch

1.6. Axit và bazơ - độ pH của dung dịch

1.7. Dung dịch đệm

1.8. Năng lượng bề mặt và các hệ thống phân tán keo

1.9. Dung dịch điện ly

1.9.1. Tính chất của dung dịch điện ly

1.9.2. Thuyết điện ly

1.9.3. Độ điện ly, chất điện ly mạnh, chất điện ly yếu

1.9.4. Giải thích tính chất của dung dịch điện ly

1.10. Cân bằng hóa học

1.10.1. Sự ion hóa nước

1.10.2. Thuyết axit- bazơ và hằng số axit- bazơ

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ HÓA HỌC TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC CẤP

2.1. Các phản ứng hóa học trong môi trường nước

2.1.1. Các phản ứng kết tủa

2.1.2. Các phản ứng axit/bazo

2.2. Tính chất vật lý và hóa học của nước

2.2.1. Các chỉ tiêu lý học

2.2.2. Các chỉ tiêu hóa học

2.3. Các quá trình hòa tan của oxy trong nước tự nhiên

2.4. Quá trình keo tụ - tạo bông

2.5. Các loại hóa chất dùng keo tụ

2.5.1. Các loại hóa chất thường dùng

2.5.2. Ưu, nhược điểm của các loại phèn

3. CHƯƠNG 3: ĐẠI CƯƠNG VỀ VI SINH VẬT

3.1. Sự phân bố của vi sinh vật trong tự nhiên

3.1.1. Môi trường đất và sự phân bố của vi sinh vật trong đất

3.1.2. Môi trường nước và sự phân bố của vi sinh vật trong nước

3.1.3. Môi trường không khí và sự phân bố của vi sinh vật trong không khí

3.2. Đặc điểm chung của vi sinh vật

3.2.1. Kích thước nhỏ bé

3.2.2. Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh

3.2.3. Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh

3.2.4. Năng lực thích ứng mạnh và dễ phát sinh biến dị

3.2.5. Phân bố rộng, chủng loại nhiều

3.3. Vai trò của vi sinh vật

3.3.1. Đặc điểm chung

3.3.2. Hình thái và cấu trúc của virus

3.4. Các loại vi sinh vật khác

4. CHƯƠNG 4: QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT

4.1. Giới thiệu enzym trong nước

4.1.1. Cấu tạo của enzym

4.1.2. Các loại enzym được dùng trong xử lý nước

4.2. Động học enzyme trong bể phản ứng

4.2.1. Phản ứng bậc nhất

4.2.2. Phản ứng bậc hai

4.2.3. Phản ứng bậc không

4.3. Các yếu tố ảnh hưởng enzyme

4.3.1. Về nồng độ pH

4.3.2. Về nồng độ muối

4.3.3. Về ảnh hưởng của chất độc

4.4. Nuôi cấy dạng mẻ

5. CHƯƠNG 5: VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG CÁC CHU TRÌNH SINH ĐỊA HÓA

5.1. Sự phát triển của vi sinh vật trong môi trường nước

5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật

5.3. Chu trình Nitơ

5.3.1. Vòng tuần hoàn nitrogen trong tự nhiên

5.3.2. Quá trình amôn hoá

5.3.3. Quá trình nitrate hoá

5.3.4. Quá trình phản nitrate hoá

5.4. Chu trình Photpho

5.4.1. Vòng tuần hoàn phosphore trong tự nhiên

5.4.2. Sự phân giải phosphore hữu cơ trong đất do vi sinh vật

5.4.3. Sự phân giải phosphore vô cơ do vi sinh vật

5.5. Chu trình Lưu huỳnh

5.5.1. Sự oxy hoá các hợp chất lưu huỳnh do vi khuẩn tự dưỡng hoá năng

5.5.2. Sự oxy hoá các hợp chất lưu huỳnh do vi khuẩn tự dưỡng quang năng

5.5.3. Sự khử các hợp chất lưu huỳnh vô cơ do vi sinh vật

5.6. Chu trình Carbon

5.6.1. Vòng tuần hoàn Cacbon trong khí quyển

5.6.2. Sự hiện diện của cacbon trong tự nhiên

5.7. Các loài vi sinh vật dùng trong xử lý nước thải

6. CHƯƠNG 6: VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

6.1. Giới thiệu quá trình bùn hoạt tính

6.2. Các thông số hoạt động của quá trình bùn hoạt tính

6.2.1. Chỉ số thể tích bùn (SVI)

6.2.2. Chỉ số mật độ bùn (SDI)

6.2.3. Bùn hoạt tính tuần hoàn

6.2.4. Tuổi của bùn

6.3. Quá trình sinh trưởng bám dính

6.3.1. Diễn biến của quá trình xử lý bằng vi sinh vật bám dính

6.3.2. Các vi sinh vật bám dính trên bề mặt vật liệu

6.3.3. Cấu tạo màng vi sinh vật

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về Giáo trình Quá trình Hóa lý và Sinh học trong Xử lý Nước

Giáo trình "Quá trình Hóa lý và Sinh học trong Xử lý Nước" cung cấp kiến thức cơ bản về các quá trình hóa học và sinh học cần thiết trong ngành cấp thoát nước. Tài liệu này không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ về bản chất của nước mà còn trang bị cho họ những kỹ năng cần thiết để xử lý nước hiệu quả. Nội dung giáo trình được chia thành nhiều chương, mỗi chương tập trung vào một khía cạnh cụ thể của quá trình xử lý nước.

1.1. Mục tiêu và nội dung chính của giáo trình

Giáo trình này nhằm mục đích cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về hóa lý và sinh học trong xử lý nước. Nội dung bao gồm các khái niệm về dung dịch, phản ứng hóa học trong nước, và vai trò của vi sinh vật trong xử lý nước thải.

1.2. Đối tượng áp dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế cho sinh viên ngành Cấp thoát nước, Công nghệ kỹ thuật môi trường. Đây là tài liệu học tập cần thiết cho các học phần chuyên ngành về sau.

II. Những thách thức trong xử lý nước cấp và nước thải hiện nay

Xử lý nước cấp và nước thải đang đối mặt với nhiều thách thức lớn. Sự gia tăng ô nhiễm nguồn nước do hoạt động công nghiệp và sinh hoạt là một trong những vấn đề nghiêm trọng. Điều này đòi hỏi các kỹ sư phải có kiến thức vững vàng về các quá trình hóa lý và sinh học để đưa ra giải pháp hiệu quả.

2.1. Ô nhiễm nguồn nước và nguyên nhân

Ô nhiễm nguồn nước chủ yếu đến từ các chất thải công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt. Các chất ô nhiễm này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn gây hại cho sức khỏe con người và hệ sinh thái.

2.2. Tác động của ô nhiễm đến sức khỏe cộng đồng

Ô nhiễm nước có thể dẫn đến nhiều bệnh tật, từ các bệnh tiêu hóa đến các bệnh nghiêm trọng hơn như ung thư. Việc xử lý nước hiệu quả là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

III. Phương pháp xử lý nước cấp hiệu quả nhất hiện nay

Có nhiều phương pháp xử lý nước cấp được áp dụng hiện nay, bao gồm các phương pháp hóa lý và sinh học. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng.

3.1. Phương pháp hóa lý trong xử lý nước

Phương pháp hóa lý bao gồm các quá trình như keo tụ, lắng, và lọc. Những phương pháp này giúp loại bỏ các tạp chất và cải thiện chất lượng nước.

3.2. Phương pháp sinh học trong xử lý nước

Phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải. Đây là một phương pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giáo trình trong ngành cấp thoát nước

Giáo trình không chỉ cung cấp lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành cấp thoát nước. Sinh viên có thể áp dụng kiến thức đã học vào thực tế để giải quyết các vấn đề trong xử lý nước.

4.1. Các dự án thực tế trong xử lý nước

Nhiều dự án xử lý nước đã được triển khai thành công, áp dụng các công nghệ mới và phương pháp hiệu quả. Những dự án này không chỉ cải thiện chất lượng nước mà còn bảo vệ môi trường.

4.2. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mới

Nghiên cứu trong lĩnh vực xử lý nước đang phát triển nhanh chóng, với nhiều công nghệ mới được áp dụng. Những công nghệ này giúp nâng cao hiệu quả xử lý và giảm thiểu ô nhiễm.

V. Kết luận và tương lai của giáo trình Quá trình Hóa lý và Sinh học

Giáo trình "Quá trình Hóa lý và Sinh học trong Xử lý Nước" là tài liệu quan trọng cho sinh viên ngành Cấp thoát nước. Tương lai của giáo trình sẽ tiếp tục được cập nhật để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong ngành xử lý nước.

5.1. Định hướng phát triển giáo trình

Giáo trình sẽ được cập nhật thường xuyên để phản ánh những tiến bộ mới trong nghiên cứu và công nghệ xử lý nước. Điều này giúp sinh viên luôn được trang bị kiến thức mới nhất.

5.2. Vai trò của giáo trình trong đào tạo kỹ sư

Giáo trình đóng vai trò quan trọng trong việc đào tạo kỹ sư có khả năng giải quyết các vấn đề liên quan đến xử lý nước, từ đó góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.