ĐỀ TÀI " ỨNG DỤNG KỸ THUẬT SINH THÁI TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNGG " ppt

ĐỊNH NGHĨAUniversity of Maryland: Ecotechnology là một dạng của công nghệ sử dụng một hệ sinh thái sống như là một phần của phương pháp để giải quyết một vấn đề.. Tất cả các kỹ thuật bề

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT SINH THÁI

TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

2

1 ĐỊNH NGHĨA

University of Maryland: Ecotechnology là một dạng của công

nghệ sử dụng một hệ sinh thái sống như là một phần của phương pháp để giải quyết một vấn đề

Ecotechnology có nghĩa là một sự hiểu biết sâu sắc của các hệ sinh thái Tất cả các kỹ thuật bền vững có thể giảm thiệt hại đến

hệ sinh thái, và áp dụng các hệ sinh thái như là một cơ sở và an toàn như định hướng để thực hiện việc bảo tồn đa dạng sinh học

và phát triển bền vững, được gọi là Ecotechnology

Ecotechnology được định nghĩa là việc sử dụng các phương tiện

kỹ thuật để quản lý hệ sinh thái dựa trên một sự hiểu biết sâu sắc

về các nguyên tắc sinh thái … (Uhlmann, năm 1983, Straskraba,

1986, 1993, 1996).

3

Ứng dụng KTST

trong xử lý môi

trường là sử dụng các

quy luật tự nhiên của

hệ sinh thái để giải

quyết các vấn đề môi

trường.

4

Quần thể sinh vật (Động vật, thực vật,

VSV …)

Đất, nước, không khí

Ánh sáng mặt trời

Chất thải

Sinh khối, đất, nước sau xử lý

2 NGUYÊN TẮC

5

 Ngoài việc giảm tải truyền thống, cơ chế nội bộ hệ

sinh thái có thể được sử dụng để giảm thiểu các tác động của ô nhiễm nước Sự kiểm soát của các cơ

chế nội bộ được thực hiện thông qua việc tối ưu hóa

cấu trúc hệ sinh thái Nguyên tắc này ecotechnology

được dựa trên ý tưởng để giảm càng nhiều càng tốt, khoảng cách giữa tình trạng hiện tại cấu trúc (không tối ưu) và cấu trúc tối ưu bằng cách thao tác có chủ ý (Benndorf J).

6

XỬ LÝ KHÍ

D NG T֠O LḓC PHOTPHO, NIT╡

ĐẤT NGẬP NƯỚC

VƯỜN MƯA

CHỐNG XÓI MÒN

4 TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG

Lĩnh vực áp dụng Đĩnh nghĩa Bioremediation

remediation

Myco- remediation

Phyto-Wetland , …

13

Location Application Pollutant Medium plant(s)

Ogden, UT Phytoextraction &

ST Phytostabilisation Heavy Metals Soil

Hybrid poplar, grasses

Ashtabula,

OH Rhizofiltration Radionuclides Groundwater Sunflowers

Upton, NY Phytoextraction Radionuclides Soil Indian mustard,

cabbage Milan, TN Phytodegradation Expolsives waste Groundwater Duckweed,

parrotfeather Amana, IA Riparian corridor,

phytodegradation Nitrates Groundwater Hybrid poplar

http://arabidopsis.info/students/dom/mainpage.html

14

remediation

Phyto-Đất bị nhiễm Zn

15

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167779912001084 16

Phytoremediation Plant List

• Aluminum – Hydrangea, Blue Tongue, Highland Bent Grass, Barley, Hairy Goldenrod, Horsebean

• Arsenic – Common Bent Grass, Highland Bent Grass, Colonial Bentgrass, Ladder Brake Fern,

Chinese Brake Fern, Pink Crown, Violet Crown-Cup, Violet Star Cup, Sunflower

• Benzene – Spider Plant, Rubber Fig, Rubber Bush, Rubber Tree, Rubber Plant, Kalanchoe,

Geranium

• Chromium – Water Hyssop, Mosquito Fern, Duckweed Fern, Fairy Moss, Water Fern, Indian

Mustard, Rapeseed, Tape Grass, Sunflower, Hydrilla, Alfalfa, Water Lettuce, Pennygrass

• Copper – Smooth Water Hyssop, Thyme-Leafed Gratiola, Water Hyssop, Indian Mustard, Tape

Grass, Water Hyacinth, Copper Flower, Sunflower, Creosote Bush, Duckweed, Water Lettuce, Alpine Pennycress

• Mercury - Water Hyssop, Smooth water Hyssop, Thyme-leafed Gratiola, Rapeseed, Water

Hyacinth, Hydrilla, Water Lettuce, Osier

• Lead – Highland Bent Grass, Ragweed, Seapink Thrift, Pacific Mosquitofern, Kale, Mustard Greens,

Collards, Broccoli, Cabbage, Water Hyssop, Indian Mustard, Rapeseed, Tape Grass, Water Hyacinth, Blue Sheep Fescue, Sunflower, Hydrilla, Duckweed, Osier, Kariba weeds or water ferns, Pennycress, common wheat,

• Cadmium – Water Hyssop Water Hyacinth, Alpine Pennycress, Mustards, mustard flowers, crucifers

or cabbage family, indian mustard, tape grass, sunn or sunn hemp, sunflower, hydrilla, duckweed, water lettuce, osier, eel grass

• Zinc – Water Hyacinth, Alpine Pennycress, Highland Bent Grass, Mustards, Broccoli, Kale, Cabbage,

Indian Mustard, Rapeseed, Sunflower, Osier, Kariba Weeds, Bladder Campion, Giant Duckweed, Red Clover,

• Cesium or Caesium – Water Hyacinth, red maple, sycamore maple, redroot amaranth, mustards,

mustard flowers, cruciers or cabbage family, indian mustard, big checkweed, beet, quinoa, coconut palm, forest redgum, tall fescue, Sunflower, Larch, American Sweet Gum, Tulip Tree, Italian Ryegrass, Perennial Ryegrass, Switchgrass, Tepary Beans, Reed Canary Grass, Spruce, Johnson Grass, White Clover, Corn

• Strontium-90 – Water Hyacinth, Red Maple, Mustards, Mustard Flowers, Cucifers or cabbage family,

beet, Quinoa, russian thistle, forest redgum, sunflower, American Sweet Gum, Tulip Tree, Italian Ryegrass, Carrot or Parsley Family, Legume, Pea or Bean Family

• Uranium – Water Hyacinth, Amaranth, Cabbage Family, Sunflower, Juniper, Black Spruce, Oak,

Russian Thistle, Osier, Bladder Campion, Maize

• Pesticides – Water Hyacinth

• Methyl Bromide – Sunflower

• Organic Pollutants, Pesticides, Explosives, Solvents, Industrial Chemicals and other xenobiotic substances, have been rendered non-toxic by Cannas.

http://www.sfggardens.com/phytoremediation-plant-list-how-to-clean-up-damaged-land-clean-industrially-damaged-or-chemically-expired-land-with-phytoremediation-plant-list /

remediation

Phyto-Alfalfa

Lục bình

17

Source: Introduction to Phytoremediation EPA/600/R 99/107

$150,000 ᾲ

$250,000

Excavate and landfill

$200,000 for installation and initial

Pump and treat

$700,000 annual operating cost

50 percent cost saving by third year

Total petroleum

hydrocarbons

in soil

Inᾲsitu degradation

$50,000 ᾲ

$100,000

Excavate and landfill or incinerate

$500,000 80 percent

18

Wetland , …

treatment/pond-based-treatment/introduction/

http://www.biomatrixwater.com/wastewater- remediation

Myco-19

- Ứng dụng này ra đời vào đầu những

năm 1970 từ một số thử nghiệm.

- Hiện nay phương pháp xử lý nước thải

bằng wetland được chấp nhận, bắt đầu

phát triển, có một nền tảng vững chắc, và

được áp dụng phổ biến.

20

Sơ đồ phân loại đất ngập nước nhân tạo

ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO

lớn, lá nổi, rễ đáy ĐNNNT chảy mặt với cây thân lớn, mọc tự do kiểu kết thảm

ĐNN nhân tạo được mô phỏng theo ĐNN tự nhiên đã được thay đổi, điều chỉnh, cải tiến nhằm nâng cao giá trị và hiệu quả xử lí nước

– Khử CHC, SS, chất dinh dưỡng, VSV gây bệnh, KL nặng

– Ứng dụng xử lý bậc II bậc cao cho xử lý nước thải CN và SH

Là giải pháp sinh thái thân thiện “eco-friendly” cho xử lý nước thải CN và SH

22

Hệ thống xử lý bằng lau sậy có dòng chảy theo phương ngang

Hệ thống xử lý bằng lau sậy có dòng chảy theo phương đứng

CONSTRUCTED WETLAND

23

Quá trình vật lí, hóa học :

o Lắng đọng cặn: loại bỏ chất hạt và chất rắn lơ lửng

o Các quá trình hấp thụ và hấp phụ chất ô nhiễm lên bề mặt rễ

o Ôxi hóa, khử và kết tủa hóa học: hạn chế tác hại của các kim loại

Quá trình sinh học:

o Phần TV tiếp xúc với không khí: Bóng cây làm suy giảm ánh sáng dẫn đến giảm sự sinh trưởng của TV phù du; tạo điều kiện vi khí hậu, cách nhiệt trong mùa đông; giảm tốc độ gió

o Phần TV tiếp xúc với nước: có hiệu quả lọc (lọc qua các mô xốp); giảm tốc độ dòng chảy, tăng tỷ lệ trầm tích; cung cấp diện tích bề mặt cho VSV bám dính; tạo O2 bởi quang hợp, tăng sự phân hủy hiếu khí; hấp thụ chất dinh dưỡng

o Rễ và đới rễ trong lớp trầm tích: Giúp ổn định bề mặt lắng đọng, giảm xói mòn; ngăn chặn sự tắc nghẽn lớp lọc trong HT dòng thẳng đứng; sinh O2 làm tăng sự phân hủy hiếu khí và sự nitrat hóa; hấp thụ chất dinh dưỡng

CÁC CƠ CHẾ XỬ LÝ CHẤT Ô NHIỄM

25

Quá trình sinh học:

o Các CHC hòa tan được phân hủy bởi các VSV đáy và VSV bám dính trên TV

o Sự nitrat hóa và khử nitrat do tác động của VSV;

o Dưới các điều kiện thích hợp, TV hấp thụ một khối lượng đáng kể các chất ô nhiễm;

26

CÁC CƠ CHẾ XỬ LÝ CHẤT Ô NHIỄM

27

1.Quá trình tự nhiên, sản phẩm sau quá trình

phân hủy sinh học ít độc hoặc vô hại.

2.Việc xử lý ô nhiễm không gây gián đoạn cho các

hoạt động khác (Thực hiện xử lý ngay tại vị trí ô

nhiễm), tránh việc vận chuyển chất thải đi nơi

khác có thể làm ảnh hưởng đến sức khỏe con

người và môi trường).

3.Là một trong những biện pháp xử lý hiệu quả và

giảm chi phí so với các phương pháp xử lý nguy

hại thông thường.

4.Phương pháp này có thể phân hủy hoàn toàn

một số chất độc hại và chuyển hóa chúng thành

chất ít nguy hại hay vô hại, mở ra hướng xử lý

thân thiện môi trường trong tương lai.

5.Không sử dụng hóa chất độc hại trong xử lý

Chất dinh dưỡng được bổ sung tạo điêu kiện cho

hệ vi sinh vật có ích phát triển để tham gia xử lý

chất độc.

1.Phương pháp sử dụng vi sinh trong XL ô nhiễm chỉ thực hiện được với một số chất độc.

-2.Một số sản phẩm trung gian của bioremediation có thể độc hơn cả chất cần XL ban đầu.

3.Các yếu tố của quá trình sinh học cần chuyên biệt tùy thuộc vào vi sinh vật

4.Việc thử nghiệm trên mô hình phòng thí nghiệm

và pilot thì dễ dàng hơn so với việc ứng dụng trên quy mô lớn.

5.Cần phát triển nghiên cứu cụ thể trên các nguồn ô nhiễm khác nhau như rắn, lỏng, khí.

6.Thời gian XL bằng phương pháp sinh học lâu hơn

so với các phương pháp XL thông thường

7.Khái niệm “sạch” vẫn chưa được định nghĩa rõ ràng và luật về bảo vệ môi trường vẫn chưa quy định cụ thể và bắt buộc với việc xử lý bằng phương pháp sinh học, tự làm sạch.

Bioremediation: Features, Strategies and applications, Shilpi Sharma, Asian Journal of Pharmacy and Life Science ISSN 2231 – 4423, Vol 2 (2), June,2012

April-28

6 CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH

29

o Từ 1941 đến 1991, khu vực xung quanh đã được sử dụng làm nơi

tập trung nhiên liệu cho máy bay Khu tập trung nhiên liệu bao gồm nhiều bể chứa ngầm, hậu quả làm lớp đất bề mặt và nước ngầm bị

nhiễm hydrocarbon trong dầu.

o Biện pháp xử lý bằng thực vật

được lựa chọn

(Phytoremediation )

o Cả cây bạch dương và cây

dương liễu đã được trồng để

khắc phục ô nhiễm đất và nước

ngầm.

30

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Constructed wetlands: Mạng lưới rễ và thân rễ của cây sậy

31

Hệ thống XLNT nhà máy chế biến tinh bột sắn ở Tây Ninh

32

XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

Hệ thống XLNT nhà máy chế biến tinh bột sắn ở Tây Ninh

33

Hệ thống XLNT nhà máy chế biến tinh bột sắn ở Tây Ninh

34

XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

Hệ thống XLNT nhà máy bia ở Thái Lan (Khon Kaen Brewery):

o Công suất sản xuất

• Bia: 760 triệu lít/năm

• Nước giải khát: 80 triệu lít/năm

35

Hệ thống XLNT nhà máy bia ở Thái Lan (Khon Kaen Brewery):

36

XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

Hệ thống XLNT nhà máy bia ở Thái Lan (Khon Kaen Brewery):

37

Hệ thống XLNT sinh hoạt ở Đức – 1,500 m3/d:

38

XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Hệ thống XLNT sinh hoạt ở Mahshahr, Iran – 1,900 m3/d:

o Nước thải từ khu nhà ở công nhân

Hệ thống XLNT sinh hoạt ở Mahshahr, Iran – 1,900 m3/d:

XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Hệ thống XLNT sinh hoạt ở Đức – 240 m3/d:

41

Hệ thống XLNT sinh hoạt ở Đức – 240 m3/d:

42

XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Hệ thống XLNT sinh hoạt ở Trung Quốc – 2,900 m3/d:

Thông số Đầu vào Đầu ra

Hệ thống XLNT sinh hoạt ở Trung Quốc – 150 m3/d:

44

o Là hệ thống điều hòa nhiệt

độ trong nhà hoàn toàn dựa

vào thiên nhiên  tiết kiệm

năng lượng.

o Xử lý được nước thải sinh

hoạt.

o Giảm thiểu tác động của

tiếng ồn xung quanh.

45

Cấu trúc của Green Roof:

46

GREEN ROOFS

Cấu trúc của Green Roof:

47

Trồng thảm cỏ

48

GREEN ROOFS

Đưa thảm cỏ trải trên mái nhà

49

Mái nhà sau khi phủ lớp cỏ Sau 1 năm

50

GREEN ROOFS

…hệ thống rễ phát triển.

51