xu ly phe thai cong nghiep

PHÂN HỦY SINH HỌC CÁC CHẤT TỔNG HỢP HỮU CƠ Quá trình phân hủy các chất tổng hợp hữu cơ trong tự nhiên phụ thuộc vào: Bản chất của chúng như: độ bền vững của chất, độ hòa tan trong nước

Trường ĐHSPTPHCM Lớp Sinh-chuyên tu (2009-2011)

Đề tài:

“Xử lý sinh học phế thải công nghiệp

Người thực hiện:

Nguyễn Thị Ngọc Xuyến

1 KHÁI NIỆM VỀ CHẤT THẢI

 Chất thải là sản phẩm được phát sinh trong quá trình

sinh hoạt của con người, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, thương mại, du lịch, giao thông, sinh hoạt tại các gia dình, trường học, các khu dân cư, nhà hàng, khách sạn Ngoài ra còn phát sinh ra trong giao thông vận tải như khí thải của các phương tiện giao thông đờng bộ, đường thuỷ Chất thải là kim loại, hoá chất

và từ các loại vật liệu khác

Chất thải ở Công ty Tung Kuan

 Phế thải là nguồn gây ô nhiễm môi trường trầm trọng,

không xử lý hoặc xử lý rác thải không đúng quy trình, bằng những công nghệ lạc hậu, tốn kém năng lượng

và chi phí nhân công đang là trở ngại lớn cho nhiều

địa phương, khu dân cư và các khu công nghiệp tập trung

 Phế thải của sản xuất công nghiệp có thể là nguyên

liệu phục vụ cho các ngành công nghiệp khác như hoá dầu phục vụ làm đường giao thông, làm ra các sản

phẩm tiêu dùng

2.KHÁI NIỆM VỀ XỬ LÝ CHẤT THẢI

 Xử lý chất thải là dùng các biện pháp kỹ thuật để xử

lý các chất thải và không làm ảnh hưởng đến môi

trường; tái tạo lại các sản phẩm có lợi cho xã hội

nhằm phát huy hiệu qủa kinh tế

 Xử lý chất thải là một công tác quyết định đến chất bảo vệ môi trường

 Hiện nay, ô nhiễm môi trường và suy thoái về môi

trường là một nỗi lo của nhân loại: môi trường đất bị huỷ hoại, môi trường nước bị ô nhiễm, đặc biệt môi trường không khí bị ô nhiễm nặng, nhất là những

thành phố lớn tập trung đông dân cư, tài nguyên môi trường cạn kiệt

Sơ đồ của một dây truyền xử lý nước thải trong công nghiệp sản xuất giấy được sử dụng khá phổ biến như sau:

4 PHÂN HỦY SINH HỌC CÁC CHẤT

TỔNG HỢP HỮU CƠ

Quá trình phân hủy các chất tổng hợp hữu cơ trong

tự nhiên phụ thuộc vào:

Bản chất của chúng như: độ bền vững của chất, độ

hòa tan trong nước , kích thích và diện tích của

phân tử, độ bay hơi…

 Các yếu tố bên ngoài như: độ pH,khả năng oxy

hóa bởi ánh sáng, yếu tố sinh học

Trong đó các yếu tố phân hủy sinh học thể hiện

thông qua sự có mặt của cộng đồng vi sinh vật là ý nghĩa hơn cả

 Chúng có những ưu thế sau:

A , Trong cộng đồng vi sinh vật, các loài vi sinh vật khác nhau thường bổ sung cho nhau những thành phần thiết yếu cho sự tồn tại của riêng từng loài và như vậy giúp

duy trì sự tồn tại chung của cộng đồng Đây là quan hệ rất phức tạp và đóng vai

trò chủ đạo trong quá trình phân hủy

Ví dụ: cộng đồng vi khuẩn phân rã cyclohexane gồm hai loài.

Trong đó vi khuẩn Norcadia chịu trách nhiệm phân

hủy chính, vì nó có khả năng oxy hóa cyclohexane

Tuy nhiên nó không thể tồn tại riêng lẻ và cần sự có mặt của Pseudomonas, vì vi khuẩn này cung cấp

biotin là chất cần thiết cho sự phát triển của

Norcadia , mà bản thân nó không tự tổng hợp được

Do vậy, tốc độ phân rã các chất tổng hợp hữu cơ chủ yếu phụ thuộc vào cộng đồng vi sinh vật, chứ không phụ thuộc vào từng loại vi sinh vật riêng lẻ.

B Các thành viên trong cộng đồng vi sinh vật

phân hủy các chất hữu cơ tổng hợp theo cơ chế bổ sung lẫn nhau

Có nghĩa là mỗi một thành viên trong cộng đồng chỉ chịu trách nhiệm một công

đoạn trong toàn bộ quá trình phân hủy.

c.Trong cộng đồng vi sinh vật bao giờ cũng

xảy ra sự trao đổi thông tin di truyền giữa

các loài vi sinh vật chủ yếu trao đổi thông tin

+ Còn loài kia chứa plasmid TOL mang gene

benzodioxygenase.

 Cả hai đều không thể sống độc lập trên cơ chất chứa 4-cholorobenzoate

 Tuy nhiên sau khi nuôi cấy chúng liên tục qua nhiều thế hệ cùng nhau, người ta tạo ra được thể đột biến có khả năng sống trên 4- cholorobenzoate

 Điều này xảy ra là nhờ có sự trao đổi thông tin di truyền giữa hai loài nói trên.

5 PHÂN HỦY SINH HỌC CÁC DẪN

XUẤT CHỨA CLO

 Các chất hữu cơ tổng hợp chứa clo thường vẫn sử dụng làm dung môi hữu cơ , do vậy

chúng là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường Cho đến nay quá trình

phân hủy các chất này bởi vi sinh vật vẫn còn được biết rất ít

 Trong thực tế người ta vẫn phân lập đươc

những chủng vi sinh vật có khả năng phân

quá trình này vẫn chưa được lí giải hoàn toàn.

 Có lẽ chủng nói trên tổng hợp được enzyme

halodihyrolase xúc tác phản ứng tạo chloromethanol

từ dichlorlmethan

 Chất này sau đó sẽ tự tạo ra và phân rã và tạo

formaldehyd Còn các dẫn xuất nhân thơm chứa clo bị nhân hủy bởi enzyme dioxygenase xúc tác phản ứng oxy hóa gắn O và nguyên tử C liên kết với clo và làm cho liên kết C-Cl bị yếu đi nhiều

formaldehyd chloromethanol

• Các sản phẩm tạo thành sau đó là dẫn xuất catechol chứa nhóm halogen thay thế

• Đây là các chất trao đổi chủ yếu trong quá trinh phân hủy các hợp chất nhân thơm

chứa Cl Sau đó chúng sẽ phân hủy tiếp bởi

vòng nhân thơm

catechol

6 PHÂN HỦY SINH HỌC CÁC DẪN XUẤT

NHÂN THƠM CHỨA CÁC NHÓM THẾ ĐƠN

Nói chung các dẫn xuất nhân thơm chứa các

• Polichlorobiphenyl ( PCB) là nhóm chất rất bền vững trong tự nhiên

• Tuy nhiên nếu xét riêng từng mặt thì bản thân gốc biphenyl nói chung cũng dễ dàng bị phân hủy bởi vì sinh vật giống như các hợp chất

chứa nhân thơm khác

• Tuy nhiên khi mức độ chloro hóa gia tăng, thì khả năng phân hủy của vi sinh vật đối với

chúng ta lại giảm mạnh

• Trong thực tế khi số gốc Cl được gắn

lớn hơn 4 , tức là lớn hơn số Cl trong phân tử tetrachloro PCB , thì hầu như không xảy ra quá trình phân hủy vi

sinh vật.

• Benzopyrene là polyme đa vòng Quá trình phân

rã nó tạo ra các dẫn xuất chứa nhóm -OH và epoxy

có khả năng gây bệnh ung thư

Trong thực tế các chất này hầu như không bị phân hủy trong hệ thống xử lý bùn hoạt tính

 Tuy nhiên người ta cũng đã ghi nhận được một số chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy

benzopyrene và tạo ra các phức chất có cấu tạo rất phức tạp

• Polystyrol cũng rất bền đối với phân huỷ vi sinh vật.

 Tuy nhiên cho đến nay cũng đã xuất hiện những thông báo về sự phân hủy bột vỏ lốp

xe hơi (chủ yếu là cao su styrolbutadiene) bởi một số loài vi sinhvật , khi bổ sung thêm chất hoạt bề mặt vào môi trường nuôi cấy chúng.

7.XỬ LÝ SINH HỌC Ô NHIỄM DẦU MỎ

 Vấn đề ô nhiễm môi trường sống bởi dầu mỏ là

một vấn đề lớn của loài người và ở Việt Nam cũng

đã bắt đầu xảy ra ở mức độ khá nghiêm trọng

 Do vậy vấn đề xử lý ô nhiễm dầu nói chung và xử

lý ô nhiễm dầu bằng các biện pháp sinh học nói

riêng ngày càng được quan tâm

 Thông thường người ta chia ô nhiễm dầu mỏ làm

Trong thực tế những sự cố rò rỉ dầu mỏ lớn nhất

thường xảy ra ở biển Sau khi thoát ra dầu sẽ chịu các tác động vật lý khác nhau (kể cả gió thổi)

Trong quá trình đó khoảng 25-40% lượng dầu

mỏ dò rỉ bị phân hủy, đặc biệt là đối với alkanen

có trong lượng phân tử thấp Mức độ phân hủy

vi sinh vật đối với dầu dò rỉ bị phân tán như trên phụ thuộc khá nhiều vào yếu tố như: hàm lượng tương đối của chất bão hòa, các chất nhân thơm chứa N, S, và O, mức độ phân nhánh của các

chất alkane cũng như hàm lượng của phân đoạn nặng (như nhựa đường chẳng hạn) của dầu mỏ

Trong thực tế những sự cố rò rỉ dầu mỏ lớn nhất

thường xảy ra ở biển Sau khi thoát ra dầu sẽ chịu các tác động vật lý khác nhau (kể cả gió thổi)

Trong quá trình đó khoảng 25-40% lượng dầu

mỏ dò rỉ bị phân hủy, đặc biệt là đối với alkanen

có trong lượng phân tử thấp Mức độ phân hủy

vi sinh vật đối với dầu dò rỉ bị phân tán như trên phụ thuộc khá nhiều vào yếu tố như: hàm lượng tương đối của chất bão hòa, các chất nhân thơm chứa N, S, và O, mức độ phân nhánh của các

chất alkane cũng như hàm lượng của phân đoạn nặng (như nhựa đường chẳng hạn) của dầu mỏ

• Sau đây chúng ta sẽ xem xét một số trường

hợp xử lý ô nhiễm dầu điển hình

Nước ô nhiễm trong quá trình khai thác dầu khí

thường được xử lý bằng biện pháp sinh học

sau khi đã loại bỏ phần lớn lượng dầu có mặt

trong nước bằng các biện pháp vật lý hoặc

bằng hóa chất tạo nhũ

 Hiện nay, hệ thống xử lý ô nhiễm sử dụng bùn hoạt tính kết hợp thổi oxy trong thiết bị dạng cột được coi là thích hợp nhất

Trong thực tế những sự cố rò rỉ dầu mỏ lớn nhất

thường xảy ra ở biển Sau khi thoát ra dầu sẽ chịu các tác động vật lý khác nhau (kể cả gió thổi)

Trong quá trình đó khoảng 25-40% lượng dầu

mỏ dò rỉ bị phân hủy, đặc biệt là đối với alkanen

có trong lượng phân tử thấp Mức độ phân hủy

vi sinh vật đối với dầu dò rỉ bị phân tán như trên phụ thuộc khá nhiều vào yếu tố như: hàm lượng tương đối của chất bão hòa, các chất nhân thơm chứa N, S, và O, mức độ phân nhánh của các

chất alkane cũng như hàm lượng của phân đoạn nặng (như nhựa đường chẳng hạn) của dầu mỏ

• Trong đó, thành phần chứa alkene có độ phân nhánh cao hoặc các hợp chất nhân thơm chứa lưu huỳnh và phân đoạn chứa nhựa đường, là những thành phần khó bị phân huỷ nhất của

dầu mỏ

• Ngoài ra tốc độ phát triển của bản thân vi sinh vật phân hủy dầu con phụ thuộc vào sự có mặt của các chất dinh dưỡng có sẵn trong tự nhiên (hoặc do bổ sung), đặc biệt là N và P.

• Cũng cần lưu ý là các yếu tố vật lý như nhiệt

độ, nồng độ oxy áp suất thuỷ lực và mức độ

tạo huyền phù của dầu ảnh hưởng nhiều lên

tốc độ phân hủy của nó.

• Sự ô nhiễm dầu đất và nguồn nước ngọt cũng

là một vấn đề phải quan tâm

• Thực tế trong đất luôn có mặt rất nhiều loài vi sinh vật có khả năng phân hủy dầu

• Tuy nhiên hiệu quả phân hủy của chúng sẽ

giảm đi nhiều, nếu dầu ô nhiễm ban đầu tạo ra các dẫn xuất tan trong nước hoặc có hoạt tính

bề mặt, làm do dầu lan truyền dễ dàng (điều

này cũng có liên quan đến sự lan truyền do gió, thủy triều lên xuống).

V /.Tài liệu tham khảo

-Cơ sở công nghệ sinh học -www.google.com