ứng dụng vi sinh vật xử lý chất thải

Trong lĩnh vực này, vi sinh vật môi trường đang là phương pháp tiếp cận nghiên cứu tốt nhất của thế giới, tập trung vào việc phân lập vi sinh vật từ tự nhiên hay tạo ra các chủng giống v

MUC LUC

PHAN I: MO DAU

1.1 Dat van G6 oo cee eee eee ceeceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeaeaeaanenteeen 1

1.2 Mục tiêu và yêu cầu co 2à Sư 1 PHAN II: NOI DUNG NGHIEN CUU

2.1 Phé thai 2 eeeeeececceecee cee eeeeeeeeeeeeceeeeeeeenaaaaaeeeeeeeeeeeteeeeas 2

2.1.1 Phé thai 1a gi? ooo cece ec ec cc eec eee eeecaecaeceaceueeeeseueeaeeneeaas 2

2.1.2 Nguồn gic phé thai 00 0e eee cee ceeceeceeceecaeceecee cee ceeceeseesreeaas 2 2.1.3 Nguyên nhận tạo ra phế thải - . <-c-c s2 3

2.1.4 Phân loại phế thải - -. c1 si 3

2.1.5 Tác hại và tác dụng của phế thải - - -< <<: 3 2.2 Phương pháp xử lý phế thải hữu cơ -. . <cc<<c<<¿ 4

2.2.1 Phương pháp sản xuất khí sinh học (Giogas) 4

2.2.2 Phương pháp ủ phế thải thành đống lên men có đảo trộn 5

2.2.3 Phương pháp ủ phế thải thành đồng không đảo trộn và có thôi khí 6

2.2.4 Phương pháp lên men trong các thiệt bị chứa 6

2.2.5 Phương pháp lên men trong lò quay - - 7

2.2.6 Phương pháp xử lý rác thải hữu cơ công nghiỆp 7

2.2.7 Phương pháp ủ rác thải hữu cơ làm phân ủ 7

2.3 Chế phẩm vi sinh vật sử dụng trong xử lý phế thải hữu cơ 8

* Chế phẩm vi sinh Biovina - c2 2 5c S211 x2 8

2.4 Xử lý rác thải công nghệ USA cv 8

PHAN III: KET LUAN

Tài liệu tam khảo:

PHAN I

MO DAU

1.1 Dat van dé

Ô nhiễm môi trường ngày cảng trở nên vẫn đề toàn cầu Ở nước ta,

trước đây ô nhiễm môi trường chủ yếu xảy ra ở một số khu vực như đo thị đông dân cư, một vài nơi khai thác khoáng sản, khu vực chăn nuôi, Nhưng hiện nay ô nhiễm xảy ra phổ biến ở mọi nơi và trên mọi môi trường đất, nước, không khí

Để xử lý ô nhiễm môi trường người ta có rất nhiều biện pháp, nhưng tùy theo từng điều kiện cụ thể mà áp dụng phương pháp nào cho hiệu quả Hiện nay biện pháp sinh học trong xử lý ô nhiễm môi trường đang rất phố

biến và được triển khai mạnh

Trong lĩnh vực này, vi sinh vật môi trường đang là phương pháp tiếp cận nghiên cứu tốt nhất của thế giới, tập trung vào việc phân lập vi sinh vật từ tự nhiên hay tạo ra các chủng giống vi sinh vật mới, có khả năng

nuôi dưỡng, tạo thành các chế phẩm sinh học, việc sử dụng các chủng vi

sinh vật môi trường được coi là biện pháp hữu hiệu nhằm giải quyết triệt

dé van đề ô nhiễm nước thải, rác thải mà các công nghệ trước đây như kỹ

thuật ky khí, hiếu khí chưa làm được Tuy nhiên, ở Việt Nam, công nghệ

này vẫn chưa được đầu tư đúng mức nên không ít các mô hình hiệu quả chưa được nhân rộng

Nước ta là nước nông nghiệp có nguôồn phế thải sau thu hoạch rất lớn,

đa dạng, một số ngành công nghiệp cũng tạo ra một khối lương rác hữu

cơ rất lớn từ quá trình sản xuất, và nguôn rác thải phế thải cũng từ sinh hoạt Nguồn rác thải và phế thải này là một cản trở lớn cho sự phát triển mạnh mẽ của xã hội và chỉ một phần phế thải đó được xử lý đúng quy

cách và tận dụng được những lợi ích từ những nguồn rác thải và phế thải

này Biện pháp sinh học để xử lý phế thải là biện pháp tốt ưu nhất và hiệu quả nhất

Xuất phát từ những yêu cầu cấp thiết về việc xử lý các rác thải phế

thải hữu cơ, và được sự động ý của TS Nguyễn Đức Nhuận, chúng em

tiến hành tiểu luận: “Ứng đụng vỉ sinh vật trong xử lý phế thải hữu cơ”

1.2 Mục tiêu và yêu cầu

Giới thiệu thêm một số loại vi sinh vật có lợi trong công tác xử lý, giới thiệu và hiểu được cả phương pháp xử lý phế thải

Hiểu được và nắm rõ một cách đầy đủ nhưng tác hại khó lường của phế thải, nước thải sinh hoạt và công-nông nghiệp

Trang bị kiến thức cơ bản cho sinh viên về bản chất của từng loại phế thải, nước thải

Nắm được các biện pháp, quy trình xử lý phế thải, nước thải công — nông nghiệp bằng công nghệ sinh học chống ô nhiễm môi trường và tái chế phế thải sau xử lý thành phân hữu cơ bón cho cây trồng và thành các sản phẩm khác có ích cho cuộc sống

2.1 Phé thai

2.1.1 Phé thai là gì ?

Phé thai 1a san pham loại bỏ được thải ra trong quá trình hoạt

động, sản xuất, chế biến của con người

2.1.2 Nguồn gốc phế thải

PHAN II NOI DUNG NGHIEN CUU

Phé thai cé nhiéu nguén gốc khác nhau: rác thải sinh hoạt, rác thai

đô thị, rác thải nông nghiệp, rác thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt

nước thải công nghiỆp v.v

$* Phế thải sinh hoạt là tập hợp không đồng nhất Tính không đồng

nhất biểu hiện ngay ở sự không kiểm soát được của các nguyên

liệu ban đầu dùng cho sinh hoạt và thương mại Sự không đồng

nhất này tạo ra một số đặc tính rất khác biệt trong các thành

phần của rác thải sinh hoạt

- Rác thải sinh hoạt VN:

Thành phân hữu cơ chiêm 55 — 65%

Câu tử phi hữu cơ (Kim loại, thủy tính, rác xây dựng )

chiếm 12 — 15%

Thành phân khác chiếm 20 — 23%

Thành phần rác thải sinh hoạt tại phường Quang Trung — TP Thái Nguyên

nam 2006

Chat | Giấy bìa, | Nhựa, Túi | Thủy tỉnh | Kim loại | Xithan | Các tạp

hữu cơ | Giây báo | nilon (%) (%) (%) (%) chat khac

(Theo TS.Hoàng Hải, Dương Minh Ngọc — Đh Nông Lâm TN nam 2006)

“ Rac thai nong nghiệp: Là chế phẩm bỏ đi của quá trình sản

xuất và chế biến trong nông nghiệp, tàn dư thực vật

nhiều hợp chất xơ sợi khó phân giải

Thành phân của rác thải, phế thải nông nghiệp:

Cellulose

chia

Cellulose là thành phần chủ yếu trong tế bào thực vật Trong phế thải, cellulose thường tồn tại ở các dạng sau:

- _ Phế liệu nông nghiệp: rơm rạ, lá cây, vỏ lạc, vỏ trấu, lõi thân ngô

- _ Phế liệu công nghiệp thực phầm: vỏ và xơ quả, bã mía, bã cà phê, bã sắn

- _ Phế liệu công nghiệp chế biến gỗ: rễ cây, mùn cưa, gỗ vụn

Cơ chế phân giải celiulose: Những vi sinh vật phát triển trên hợp chêt chứa cellulose tiết ra các loại enzyme thích hợp đê phân hủy và chuyên hóa cellulose

Cellulose Endoglucanaza Cellulose Exoglucanaza Cellulose Cellobioza

tự nhiện hoạt động hòa tan Glucose

e Hemicellulose

Hemicellulose có khối lượng khá lớn trong phế thải, chỉ đứng sau cellulose

Cơ chế phân giải hemicellulose: Phan 16n hemicellulose cé tính chất tương đồng với cellulose, do đó cơ chế phân giải

hemicellulose cũng tương tự như phân giải cellulose Tuy nhiên, hemicellulose có phân tử lượng nhỏ hơn, cấu trúc đơn giản hơn, kém bền vững hơn nên svi sinh vật dé phân giải và phân giải

nhanh hơn so với cellulose

e Ligin

Là những hợp chất cao phân tử cso thành phần và cẫu trúc phức tạp

Cơ chế phân giải ligin: Vi sinh vật tiết enzyme phân giải lignin có khoảng 15 loại nhưng các enzyme đóng vai trò chủ chốt la: Ligninaza, lignin pezocydaza, mangan pezocydaza va laccaza 2.1.3 Nguyên nhân tạo ra phế thải

Do dân số tăng nhanh

Trình độ hiểu biết của người dân còn thấp

Ý thức, trách nhiệm còn kém

Các cấp chính quyền địa phương còn làm ngơ đối phó và hình thúc trong công tác quản lý môi trường

Quá trình đô thị hóa diễn ra quá mạnh mẽ

2.1.4 Phân loại phế thải

Phế thải rất đa dạng nhưng có thể xếp thành 3 nhóm:

- Phé thai httu co

- Phé thai ran

- Phé thai lỏng

2.1.5 Téc hai va tac dung của phế thải

- Tác hại:

Làm ô nhiễm môi trường nghiệm trọng: ô nhiễm không khí, ô

nhiễm nguồn nước, ô nhiễm đất

Gây độc hại cho sức khỏe còn người, vật nuôi và câu trồng Làm mắt cảnh quan văn hóa v.v

- Tác dụng:

Một số loại phế thai, rác thải có thể dung để tái chế; rác sau khi xử lý có thê dùng để làm phân bón v.v

2.2 Phương pháp xử lý phế thải hữu cơ

2.2.1 Phương pháp sản xuất khí sinh học (Giogas):

- Nguyên tắc phân huỷ sinh học của những vật chất hữu cơ khó tan trong điều kiện không có không khí được các vi sinh vật phân giải thành các chất dé tan, sau đó lại được chuyền hóa tiếp thành các khí trong đó chủ yếu

là khí metan Do đó hệ thống nén yếm khí được chế tạo đề khử tất cá phế thải hữu cơ, bùn hữu cơ, cùng phân chuông đề cho ra khí methane và một số khí khác

Hệ thöng Túi ga dự trữ

CHUỖNG TEAI CHẢN NUỖI

- Ưuđiểm:

+ Thu được nhiều loại khí làm chất đốt

+ Khong lam 6 nhiễm môi trường

+ Phé thai sau khi xt ly duoc chuyén héa thanh phan hitu cơ

có hàm lượng chất đinh đưỡng cao được dùng để bón cho cây

trồng

- Nhược điểm:

+ Khé lay được các chất thải sau khi lên men

Thực hiện phức tạp

Vốn đầu tư lớn

Năng suất thấp

Khó khăn trong việc tuyến chon nguyên liệu

- Theo nghiên cứu ở Việt Nam thì lượng khí mêtan sinh ra từ lkg nguyên liệu là : với phân trâu bò - khoảng 20 - 32 lít khí; phân lợn:

40 — 60 lít; phân gia cầm: 50 - 60 lít; phân người: 60 — 70 lít Nếu dùng thêm nguyên liệu thực vật thì lượng khí sinh ra rất thấp ( 0,3 -

0,5 lít khí với 1kg bèo tây và 1,5 - 2,0 1 khiứ với 1kg rơm rạ) và lại dễ

làm tắc ống dẫn khí, ống dẫn nước phân, do đó chỉ nên sử dụng để ủ

với nước phân của bể Khí sinh học ( Biogas) Khi dùng nước phân của bể Khí sinh học ( Biogas) để ủ thì nên phơi héo, băm nhỏ rơm rạ,

cỏ, bèo tây rồi trộn với 0,5 - 0,7% vôi bột, tưới đều nước phân cho

thấm vừa đủ ( thường gấp 3 lần trọng lượng nguyên liệu), ủ thành đồng và hàng ngày tưới thêm 15 1/100kg nguyén liệu Sau 2-3 tuần cần đảo trộn và bố sung thêm 2 - 5% phân supe lân rồi lại ủ tiếp Sau

45 - 60 ngày có thể dùng rất có hiệu quả để bón cho các loại cây

trồng

2.2.2 Phương pháp ui phé thai thanh dong lên men có đảo trộn

- Rac duoc chất thành đồng cao 1,5 — 2,0m, đảo trộn mỗi tuần một

lần, nhiệt độ ủ là 55 - 60°C, độ âm 50 — 70%, sau 3 — 4 tuần tiếp

không đảo trộn

Raw materiais

Organic matter

mical energy,

protein, nitrogen’ Finished campost

{including chemical energy,

nitrogen and & nitrogen, protein,

other nutrients) ' humus); minerals;

Water ` microorganisms:

Compost pile

- Uudiém: Don giản, đễ thực hiện

- Nhược điểm: Mất vệ sinh, gây ô nhiễm nguồn nước và ô nhiễm

không khí

2.2.3 Phương pháp ủ phế thải thành đồng không đáo trộn và có thối khứ

- Phế thải được chất thành đống cao 1,5 — 2,0m Phía dưới lắp đặt 1 hệ thống phân phối khí, nhờ có quá trình thooit khí cưỡng bức, mà các quá trình chuyên hòa được nhanh hơn, nhiệt độ ôn định, ít ô nhiễm môi

trường

rac

men

(ché pham SH) §

o khong khi

không khí van

Thành thủng rac

- - Ưu điểm: Các quá trình chuyển hòa nhanh, nhiệt độ ôn định, ít ô nhiễm môi trường

2.2.4 Phương pháp lên men trong các thiệt bị chứa

- _ Phế thải được đưa vào các thiết bị chứa có dung tích khác nhau để lên men

- _ Lượng khí và nước thải sinh ra trong quá trình lên men được

kiêm soát chặt chẽ

- Cac vi sinh vat duoc tuyén chọn bố sung cho hệ vi sinh vật

tự nhiên trong thiết bị chứa Nên quá trình xảy ra nhanh, ít bị ô

nhiễm

2.2.5 Phương pháp lên ren trong lò quay

- Phế thải được thu gom, phân loại đập nhỏ bằng búa đưa vào

lò quay nghiền với độ âm 50 — 60%

- Khi quay phế thải được đảo trộn do đó không phải thổi khí

- Rác sau khi lên men được ủ chin thành đống trong vòng

20 —- 30 ngày

- Ưu điểm: nhanh chóng

- Nhược điểm: Thực hiện phức tạp

2.2.6 Phuong pháp xử ly rac thai hitu co cong nghiép

- Uudiém:

+ Mức độ tự động hóa cao

+ Rac được phân hủy tốt

+ Tạo được nguồn phân bón

Rac thai sinh hoat

Phan compost Đỏng bao và phần phổi

- Nhược điểm:

+ Đồi hỏi trình độ khoa học công nghệ cao

+ Chi phí tốn kém

2.2.7 Phương pháp ủú rác thải hữu cơ làm phan ủ

- Ưu điểm: Rác thái được tái chế thành sản phẩm cũng cấp cho nông nghiệp

- Nhược điểm:

+ Vốn chỉ phí vận hành, diện tích sử dụng khá lớn

+ Phân loại và tuyên chọn mắt nhiều công

2.3 Chế phẩm vỉ sinh vật sử dụng trong xử lý phế thải hữu cơ

* Chế phẩm vi sinh Biovina

- Đây là kết quả ứng dụng do bộ môn công nghệ sinh của Khoa Công nghệ hóa học và dâu khí Trường Đại học Bách khoa TPHCM đã nghiên cứu

sử dụng chế phẩm này để xử lý rác sinh hoạt và ứng dụng vào một số lĩnh

vực khác, phục vụ sản xuất và đời sống Theo đó, 100 ký mạt dừa sử dụng

1,5 ky Biovina, trộn chúng với nước trong một thời gian sẽ cho ra đất mùn sinh học Thời gian xử lý của Biovina chỉ mất 4 ngày so với mạt dừa tự hủy trong môi trường mắt 8 tháng trở lên Và đc ứng dụng trong bóc vỏ hạt tiêu, thời gian ủ mới này đã giảm thời gian ủ từ 10 ngày xuống còn 4 ngày, tỷ lệ

chế phẩm Biovina 6%, pH môi trường lên men là 7,2%, nhiệt độ 42°C Bóc

vỏ bằng phương pháp mới này chất lượng tiêu không thay đổi.Ngoài ra, chế phẩm vi sinh vật còn xử lý được rác sinh hoạt Thời gian xử lý từ 2 đến 3 ngày giúp giảm lượng rác xuống 1⁄3 và không có mùi hôi thối

- Chế phẩm được dùng đề xử lý chất thải tao ra phân hữu cơ vi sinh

- Giống vi sinh biovi đảm bảo tính thuân khiết, ôn định có khả năng phân

giải các chất hữu cơ nhanh, môi trường nuôi cấy có sẵn trong điều kiện VN quy trình công nghệ đơn giản và dễ thực hiện

- Có 2 loại:

+ Biovina 1: Xử lý rác thải

+ Biovina 2: Xử lý nước thải

2.4 Xử lý rác thải công nghệ USA

- Sản phẩm của công nghệ vi sinh này là phân bón compos plus

- Công nghệ này xử lý triệt đê các độc tố lẫn vào rác như chất thải đầu

mỡ, dầu động vật, chất thải bùn quánh từ các hầm cầu

- Compos plus đã khác phục được những tác hại do phân hóa học gây ra

không gậy độc hại cho người và các sinh vật khác, tăng độ màu mỡ của đất,

giúp cây tròng được nuôi dưỡng bằng các chất dinh dưỡng tự nhiên do các vi sinh vật tạo ra, không cần sử dụng thêm thuốc bảo vệ thực vật nên không gây

ô nhiễm môi trường, nông phẩm sạch hơn, không gây bệnh cho người

- Được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam tử năm 1998

PHAN III

KET LUAN

Rac thải là một trong những vẫn đề nhức nhối của xã hội, làm sao để giải quyết lượng rác thải không lồ từ những khu công nghiệp, nông nghiệp, rác thải sinh hoạt ? Biện pháp nào đem lại hiệu quả tốt nhất, triệt để nhất ?

Phải làm sao cho những hình ảnh trên không còn nữa, thay vào đó là một môi trường trong sạch hơn an toàn hơn, than thiện hơn Đòi hỏi chúng ta thực hiện tốt và không chỉ là những tìm kiếm một phương pháp hiệu quả, mà cần hơn nữa là ý thức của mỗi người trong việc giữ gìn và bảo về ngôi nhà chung của chúng ta

Nguồn tài nguyên thiên nhiên hiện nay con người sử dụng đang ngày càng cạn kiệt trong khi đó con người lại không thấy nguồn tài nguyên quý giá ngay bên cạnh mình

_ Rac thai sé la nguồn tài nguyên quý giá nếu như ta biết cách xử lý và chê biên