đề cương sinh học môi trường

Cho + Xử lý chất thải, nguồn thải, sông hồ bị ô nhiễm + Bảo vệ môi trường sống bằng công nghệ mới - Liệt kê và phân tích: + Xử lý ô nhiễm môi trường: Xử lý nước thải bằng công nghệ hiếu

Câu 1 Công nghệ sinh học môi trường là gì? Chức năng, nhiệm vụ? Anh/chị hãy liệt

kê và phân tích các ứng dụng của công nghệ sinh học trong bảo vệ môi trường? Cho

+ Xử lý chất thải, nguồn thải, sông hồ bị ô nhiễm

+ Bảo vệ môi trường sống bằng công nghệ mới

- Liệt kê và phân tích:

+ Xử lý ô nhiễm môi trường:

Xử lý nước thải bằng công nghệ hiếu khí (xử lý nước thải sinh hoạt,nước thải công nghiệp ưu điểm không sinh mùi khó chịu và tgian xử lý ngắn,hiệu quả cao nhưng tốn chi phí cho xây lắp vận hành cao, tạo nhiều bùn), kỵkhí ( tạo ít bùn, chi phí thấp, thu được khí sinh học, xử lý nước thải có nồng độchất hữu cơ cao)

Xử lý chất thải rắn bằng: ủ hiếu khí hay kỵ khí nhằm tạo ra sản phẩmphân bón phục vụ nông nghiệp

+ Sản xuất các sản phẩm thân thiện môi trường

Thay thế các hóa chất độc hại như sd vsv sx phân bón SH

SX enzyme sử dụng trong công nghiệp da giày, công nghiệp dệt, sảnxuất bột giặt, giấy

Chuyển hóa sinh khối thực vật thành các nguyên liệu sản xuất polymesinh học, vật liệu composit sinh học sử dụng trong công nghiệp và y tế

+ Sản xuất năng lượng mới kết hợp bảo vệ môi trường

Biogas sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp nhờ quá trình ủ kết hợp vớiVSV Chất hữu cơ được phân hủy và tạo ra khí methane dùng làm chất đốt vànăng lượng để sản xuất điện

+ Cải tạo và phục hồi môi trường

Xử lý ô nhiễm bằng thực vật có tính khả thi cao để xử lý các vùng đất bị

ô nhiễm KLN

Công nghệ xử lý tràn dầu và thực vật tích lũy KLNCâu 2 Môi trường là gì? Chức năng, nhiệm vụ? Hãy phân tích mối tác động qua lại,tương hỗ lẫn nhau của các nhân tố môi trường? Là một cử nhân công nghệ sinh họctương lai, anh/chị có thể rút ra được những điều gì từ sự am hiểu về mối tác động đó?

- Môi trường là hệ thống các yếu tố sống và không sống tạo nên điều kiện sốngcủa con người trên hành tinh

+ Môi trường tự nhiên: Địa hình, địa chất, đất trồng, khí hậu, nước, Svat

+ Môi trường xã hội: Trong xã hội, trong phân phối, trong giao tiếp

+ Môi trường nhân tạo: Nhà ở, nhà máy, thành phố,…

- Chức năng, nhiệm vụ:

+ Là không gian sống của con người và SV

+ Là nơi cung cấp tài nguyên cần thiết cho cuộc sống và hoạt động sản xuấtcon người

+ Nơi chứa đựng phế thải do con người tạo ra trong cuộc sống và hoạt độngsản xuất

+ Nơi giảm nhẹ các tác động có hại của thiên nhiên

- Phân tích: Con người luôn cần một khoảng không gian nhà ở, sản xuất, lươngthực và tái tạo môi trường, nhưng nếu khai thác và chuyển đổi chức năng sử

dụng các loại không gian quá mức, không chú trọng đến bảo vệ môi trường, cóthể làm chất lượng không gian sống mất đi khả năng tự phục hồi, sẽ ảnh hưởngđến môi trường sống.

Câu 3 Chỉ thị sinh học là gì? Ưu điểm và những hạn chế của chỉ thị sinh học?Anh/chị hãy liệt kê và phân tích các tiêu chí lựa chọn sinh vật chỉ thị? Cho ví dụ vềứng dụng sinh vật chỉ thị ô nhiễm môi trường không khí?

- Chỉ thị sinh học : Khoa học nghiên cứu các loài SV để theo dõi sức khỏe của 1

MT, 1 HST Bao gồm: Các loài SV hoặc nhóm loài có chức năng sinh thái, cácquần thể SV, đặc điểm hình thái, tập tính,… để xác định tính toàn vẹn của môitrường

- Ưu điểm:

+ Có thể phát hiện các chất ô nhiễm ở nồng độ thấp

+ Không đòi hỏi nhiều thiết bị đắt tiền

+ Đánh giá và cho kết quả nhanh

+ Đánh giá được các rủi ro sinh thái và các tác động tổng hợp của các chất ônhiễm

- Hạn chế:

+ Không xác định được nguyên nhân gây ô nhiễm, nguồn ô nhiễm hoặc nhiệt

độ chính xác của các chất ô nhiễm trong môi trường

+ Sự biến đổi đặc điểm sinh học của quần thể trong các môi trường có thể làmsai lệch các kết quả nghiên cứu

+ Di chuyển SV làm sai lệch kết quả

- Các tiêu chí lựa chọn SVCT

+ Dễ phân loại

+ Dễ thu mẫu: không cần nhiều thao tác hoặc thiết bị tốn kém mà vẫn có thểđịnh lượng được

+ Thích nghi cao, phân bố rộng

+ Dễ nuôi cấy trong PTN

+ Ít vận động để đại diện cho khu vực giám sát

+ Phong phú tại khu vực nghiên cứu

+ Tồn tại mối tương quan đơn giản giữa chất Ô-N trong SVCT và trong MT

- Ví dụ: chỉ thị cho sự tăng lên của nhiệt độ không khí

+ Chim di cư : Các loài chim di cư đến vùng phía bắc thường chọn thời điểmchính xác để bắt kịp nguồn cung cấp thức ăn cần thiết cho việc sinh sản Vì thế,chim di cư đặc biệt nhạy cảm với khí hậu ấm lên Nhưng khí hậu trái đất ngàycàng ấm lên làm cho loài chim có những nhận biết sai về thời điểm di cư dẫnđến chim thường di cư sớm

Câu 4 Các biểu hiện về sự tác động bởi các chất gây ô nhiễm lên sinh vật chỉ thị?Anh/chị hãy cho ví dụ một số loài sinh vật chỉ thị đã được ứng dụng trong đời sống?Giải thích tại sao chúng ta không nên ăn quá nhiều những loài động vật hai mảnh vỏ?

+ Gia tăng tỉ lệ chết trong quần thể

+ Thay đổi sinh lý và tập tính trong các cá thể

+ Những khiếm khuyết về hình thái trong các cá thể

+ Tăng khả năng phát sinh biến dị

- Ví dụ:

+ Tảo sphaeloritus chỉ thị cho mt giàu protein, glucid, chất béo.

- Ô nhiễm môi trường : là sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại hoặcnăng lượng vào môi trường ảnh hưởng đến mức nguy hại sức khỏe sinh vậthoặc làm suy thoái chất lượng môi trường

- Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường :

- Ánh sáng

- Nhiệt độ ( tăng =>

đất chai cứng ,giảm dinh dưỡng)

- Tia => giảm phân

hủy chất

- Do thiên tai( núi

lửa , cháy rừng,truyền điện)

- Ô nhiễm chấtphóng xạ => gâyđột biến gen , làmnhiệt độ TĐ nónglên ( dioxin, thuốcdiệt cỏ)

- Tràn dầu : + tíchlũy chất độc trongsv

+ do đắm tàu, dokhai thác

- Sâu bệnh

- Sv xâm lấn : ốcbưu vàng

- Vsv gây bệnh

- Sv có độc tố : cánóc, rắn , sv khác

ăn độc tố như tảo

Câu 7 Ô nhiễm môi trường Nguyên nhân Anh/chị hãy sơ đồ hoá mối tương quangiữa ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí? Cho ví dụ cụ thể về ứng dụng sinhhọc trong chỉ thị ô nhiễm các loại môi trường nêu trên?

- Ô nhiễm môi trường : là sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại hoặcnăng lượng vào môi trường ảnh hưởng đến mức nguy hại sức khỏe sinh vậthoặc làm suy thoái chất lượng môi trường

- Nguyên nhân gây ô nhiễm

- Sinh hoạt

- Nông nghiệp, công nghiệp

- Bệnh viện, chiến tranh

- Vũ khí hủy diệt

- Phát triển tv,đv

- Thiên tai : động đất,sóng thần,núi lửa, lũ lụt

- Sơ đồ hóa mối tương quan : đất, nước không khí tạo nên hệ sinh thái, chúng cómối quan hệ chặt chẽ, tác động qua lại :

+ Môi trường nước :

+ Môi trường không khí:

Câu 8 Đất là gì? Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường đất? Cho ví dụ minh hoạ cụthể? Anh/chị hãy giải thích câu nói “Thuốc diệt cỏ Paraquat - thuốc diệt luôn conngười”? Liệt kê một số sinh vật chỉ thị ô nhiễm đất?

- Đất là 1 vật thể tự nhiên, được hình thành qua thời gian dài do kết hợp của 5yếu tố: đá mẹ, SV (ĐTV), khí hậu, địa hình, thời gian

- Nguyên nhân:

+ Do hoạt động nông nghiệp: Sử dụng quá nhiều phần hữu cơ, thuốc diệt cỏ+ Do chất thải công nghiệp không qua xử lý: Thải trực tiếp vào môi trường đất.Thải vào môi trường nước, môi trường không khí nhưng do quá trình vậnchuyển, lắng đọng chúng di chuyển đến đất và gây ô nhiễm đất

+ Do thải trực tiếp lên mặt đất hoặc chôn lấp rác thải sinh hoạt

+ Do việc đẩy mạnh đô thị hóa, công nghiệp hóa và mạng lưới giao thông

- Ví dụ: Bãi rác Khánh Sơn, thuốc diệt cỏ

- Paraquat: Paraquat thẩm qua tiểu tràng rất nhanh Nồng độ huyết tương lên đếnđỉnh cao sau 2 giờ, 5-10% được hấp thụ qua ruột, còn lại được thải trừ quaphân Paraquat được phân phối khắp cơ thể nhưng tập trung nhiều vào thận vàphổi Ngoài ra paraquat còn đọng lại trong tổ chức cơ và phân phối lại vào máutrong vòng 24 giờ đầu (độ thanh lọc 200ml/phút) Vì vậy việc tìm cách duy trìcho bệnh nhân đái nhiều là rất quan trọng

- Liệt kê: Giun đất chỉ thị cho đất nhiễm KLN Dừa nước trong vùng ngập mặnCâu 9 Chất thải là gì? Phân loại chất thải? Theo anh/chị chất thải nào có tính nguyhại nhất đối với môi trường? Vì sao? Hãy đưa ra một số phương pháp giải quyết ônhiễm môi trường do chất thải đó gây ra?

- Chất thải là các chất do hoạt động sống của con người hoặc tự nhiên tạo ra vàkhông còn giá trị sử dụng vào mục đích hoạt động sống của con người

- Phân loại

+ Theo mức độ nguy hại: Chất thải không nguy hại và chất thải nguy hại

+ Theo nguồn gốc phát sinh:

Chất thải rắn sinh hoạt, dịch vụ: Chất thải từ hộ gia đình, chất thải tù các

cơ sở công cộng, dịch vụ

Chất thải xây dựngChất thải công nghiệpChất thải y tế

- Chất thải y tế chứa yếu tố nguy hại cho sức khỏe con người và môi trường như

dễ lây nhiễm bệnh, gây ngộ độc, phóng xạ, dễ cháy, dễ nổ, dễ ăn mòn hoặc cóđặc tính nguy hại khác nếu những chất thải này không được tiêu hủy an toàn

Câu 10 Kim loại nặng là gì? Hãy liệt kê và phân tích nguồn gây ra ô nhiễm kim loạinặng? Phân tích vai trò và tác hại của chúng? Anh/chị hãy giải thích tại sao vùng đấtsau khi khai thác vàng rất khó trồng rau màu?

- KLN: Những nguyên tố có đặc tính kim loại, có số nguyên tử >20 và có độc

- Nguồn ô nhiễm KLN:

+ Do hoạt động khai khoáng: Môi trường đát tại các mỏ vàng mới khai thác có

độ kiềm cao, mỏ vàng cũ có độ axit mạnh, dinh dưỡng thấp và hàm lượngKLN cao

+ Do hoạt động công nghiệp và nước thải đô thị: chất thải công nghiệp tẩy rửa ,công nghệ phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc nhuộm, màu vẽ, công nghiệpsản xuất pin, thuộc da, sản xuất khoáng chất

+ Từ lắng đọng khí quyển: mưa axit, Pb trong khí thải oto - khói dầu - luyệnkim, tro nhiên liệu – bụi luyện kim

+ Do hoạt động nông nghiệp: Thuốc BVTV (Hg, Cu, As), phân bón hóa học(Cd, Pb, As), thuốc diệt nấm

Câu 11 Chất thải rắn là gì? Phân loại? Cho ví dụ cụ thể về ô nhiễm chất thải rắn?Anh/chị hãy sơ đồ hoá các phương pháp xử lý chất thải rắn?

- Khái niệm chất thải rắn trong khoa học được hiểu là các chất thải ở thể rắn, đượcthải ra từ quá trình sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác

- Phân loại chất thải rắn:

+ Dựa vào nguồn gốc phát sinh:

 Chất thải rắn sinh hoạt, dịch vụ

 Chất thải công nghiệp

 Chất thải xây dựng

 Chất thải y tế

+ Dựa vào thành phần hóa học

 Rác thải vô cơ

 Rác thải hữu cơ

 Rác thải tái chế

+ Dựa vào công nghệ xử lí và kĩ năng tái chế

- VD: Bãi rác Khánh Sơn

- Phương pháp xử lí chất thải rắn:

Câu 12 Cơ sở khoa học của việc xử lý chất thải rắn bằng phương pháp sinh học?Anh/chị hãy kể một số vi sinh vật đặc trưng thường xuất hiện trong đống ủ, từ đó nêu

ý nghĩa của việc xác định đó?

Cơ sở khoa học:

+ VSV phân giải cellulose:

 Nấm mục xốp (Humoncola, Phialophora, ), nấm mục nâu (Piptopous betulinus ), nấm mục trắng ( Fomes annosus )

 VSV hiếu khí (Azotobacter, Flavobacterium, Pseudomonas)

 VSV kị khí (Clostridium cellobioparum, Ruminococcus flavofeciens)

 Xạ khuẩn (Thermonospora, Thermoactinomyces, Streptomyces )

+ VSV phân giải protein:

 Nitrit hóa (chi Nitrozomonaz, Nitrozocystis )

 Nitrat hóa (chi Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus )

+ VSV phân giải tinh bột:

 Nấm (Chi Aspergillus, Fusarium, Rhizopus)

 VK (Chi Bacillus, Cytophase, Pseudomonas)

Biogas

Chônlấp

Tự nhiên

Cungcấp VSV

Thổikhí

K đầy đủĐầy đủ

Trong mỗi môi trường sẽ có VSV đặc trưng => VSV đó sẽ có cơ chế thíchnghi tốt và đáp ứng được các tiêu chí

Câu 13 Sơ đồ hoá công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật bổ sung vào bể ủ rác? Cơ

sở khoa học của công nghệ trên là gì? Tiêu chí lựa chọn vi sinh vật? Chúng ta có nênsản xuất chế phẩm vi sinh vật trong khi trên thị trường đã có sẵn các sản phẩm haykhông?

- Sơ đồ hóa công nghệ:

* Lấy ví dụ sản xuất EM, BIMA

- Cơ sở khoa học:

+ Sử dụng chất hữu cơ làm chất dinh dưỡng, thức ăn cho VSV (Bản chất là quá trìnhphân giải các HCHC, P, S và HCN2)

+ Phân bố VSV rộng rãi, sinh trưởng, phát triển nhanh

+ Một số VSV xuất hiện đặc trưng trong đống ủ ( thêm VSV hoặc thêm cơ chất)

- Tiêu chí chọn VSV làm chế phẩm:

+ Thích nghi tốt (nhiệt độ cao), cạnh tranh được với VSV có sẵn trong đống ủ

+ Hoạt tính mạnh, khả năng phức hệ enzyme cao, ổn định

+ Sinh trưởng nhanh, tốt trong môi trường tự nhiên

+ Dễ phân lập, dễ nuôi cấy

+ Không gây độc cho môi trường, ĐV, TV, VSV, con người

+ Thuận tiện SX chế phẩm, bảo quản

+ Có lợi cho cải tạo đất, có lợi cho TV khi bón

- Dù trên môi trường đã có các sản phẩm chế phẩm chứa VSV đó nhưng chúng ta vẫnnên sản xuất lại vì mỗi loại VSV sẽ có cơ chế thích nghi khác nhau trong các môitrường khác nhau

Câu 14 Sơ đồ hoá công nghệ ủ phân hữu cơ của nhà máy Cầu Diễn-Hà Nội? Anh/chịhãy phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ? Trình bày các tiêu chí đánh giáchất lượng mùn?

Phân lập

chủng VSV

Chuẩn bịmtGiống

- Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ :

1 Loại cơ chất: Dinh dưỡng…

2 Tỷ lệ C:N =20:1  30:1 (không đủ chậm; thừa sinh khígây mùi)C: N:P:K = 50:10:4:1

3 Phân loại và nghiền: 2-5cm

- Chainhựa

Không có

vk gây hạivà

salmonela

Đánh giáhàm lượngdinh dưỡng

TheoTCVN

Khả năngsinh trưởngphát triêncủa cây –IAA ( vsvgây ra )

Câu 15 Sơ đồ hoá quy trình công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt bằng phân huỷyếm khí (công nghệ của Đức)? Anh/chị hãy so sánh quá trình xử lý chất thải hữu cơbằng phương pháp yếm khí và hiếu khí?

Phân loại rác tại nguồn: Rác được phân loại ngay tại các hộ gia đình thành 2

loại theo yêu cầu của Dự án, bao gồm: Rác trơ (mảnh sành, sứ, vỏ chai, gạch đávỡ…), được đựng vào túi riêng trước khi chuyển ra xe thu gom của xã vận chuyển rakhu xử lý và rác tổng hợp (chủ yếu là rác giàu hữu cơ và rác đốt)

Tập kết rác: Rác vận chuyển từ khu dân cư ra khu xử lý được tập kết 2

lần/tuần tại nhà phân loại và ủ rác rồi được phun chế phẩm sinh học để khử mùi hôi,chống ruồi muỗi Sau đó, định kỳ vào thứ 2 hàng tuần, rác được xử lý theo quy trình

Phân loại sơ bộ: Rác được phân loại sơ bộ, tách riêng phần rác vô cơ đã được

phân loại tại nguồn (gạch, đá, mảnh sành, mảnh thủy tinh )

Xé bao, đánh tơi: Sau khi phân loại sơ bộ, phần rác còn lại chứa trong các bao

túi được đưa qua máy xé bao, đánh tơi, trộn đều, nhằm tăng cường hiệu quả tiếp xúcchế phẩm và hiệu quả quá trình ủ Một phần rác đốt và rác tái chế được phân loại tạiđây Lượng rác còn lại được coi là rác giàu hữu cơ và được xử lý ủ theo quy trình

Xử lý sơ bộ: Tại nhà ủ, phần rác giàu hữu cơ được trộn đều với chế phẩm sinh

học theo tỷ lệ hướng dẫn trước khi tiến hành ủ theo quy trình tại các hầm ủ

Tiến hành ủ tại hầm ủ: Quá trình phân hủy kỵ khí diễn ra rất phức tạp, liên

quan đến hàng trăm phản ứng và các loại sản phẩm trung gian Tuy nhiên, trong xử lýrác giàu hữu cơ, quá trình ủ giúp ổn định sinh hóa các chất hữu cơ thành các chấtmùn Với thao tác sản xuất và có kiểm soát khoa học, tạo môi trường tối ưu (nhiệt độ:

40 - 55oC, độ ẩm: 50 - 52%), quá trình ủ cũng tự tạo ra nhiệt riêng nhờ sự ô xy hóacác chất thối rữa Quá trình này là sự phân giải phức tạp gluxit, lipit và protein với sựtham gia của các vi sinh vật kị khí Nguyên lý ủ sử dụng các vi sinh vật được bổ sungchọn lọc; Các chủng vi sinh dự án sử dụng là vi khuẩn lactobacillus và saccaromyces,nhằm phân giải các hợp chất hữu cơ, qua đó rút ngắn thời gian ủ xuống còn khoảng

30 ngày

Để tối ưu hóa công đoạn ủ này Trong quá trình ủ rác, định kỳ 1 - 2 ngày (tùy theomùa) tiến hành phun bổ sung chế phẩm nhằm kiểm soát các yếu tố độ ẩm, nhiệt độ,đồng thời bổ sung vi sinh cho rác được phân hủy đạt yêu cầu Ngoài ra, quá trình ủ kịkhí cũng sẽ loại bỏ được một số mầm bệnh có trong chất thải ban đầu, giảm ẩm trongphần hữu cơ khó phân hủy sinh vật, tạo thuận lợi cho quá trình đốt

Sàng phân loại thu mùn hữu cơ: Sau khi ủ theo thời gian quy định, hầm ủ

được dỡ bạt phủ hầm và để tự nhiên trong khoảng 24h Sau đó, rác dưới hầm đượcđưa lên sàng phân loại thành mùn hữu cơ và phi hữu cơ Thành phần mùn hữu cơđược phơi nắng (hoặc để khô tự nhiên), đảm bảo độ ẩm, các chỉ tiêu kỹ thuật áp dụngđối với phân hữu cơ theo TCVN 7185:2002 áp dụng cho các loại phân hữu cơ bónvào đất theo yêu cầu trước khi đóng bao và lưu vào kho thành phẩm

Đốt rác: Tổng lượng rác đem đốt là 76,91%, trong đó rác đốt được thu gom từ

khâu phân loại sơ bộ (38,16%) và một phần rác phi hữu cơ (rác hữu cơ khó phân hủysinh học ≈ 38,76%) từ công đoạn sàng phân loại thu mùn hữu cơ Đối với rác tươngđối khô (độ ẩm ≤25%) sẽ được đốt trước; Rác có độ ẩm cao hơn sẽ được phơi khôtrên sân phơi bê tông hoặc trên sàn nhà đốt Việc đốt rác được tiến hành khi gom đủlượng rác để có thể đốt liên tục tối thiểu trong một ngày làm việc (1 ca làm việc) hoặcđốt trong vài ngày liên tục

Công nghệ đốt rác: Hoàn toàn không sử dụng nhiên liệu; Thiết kế lò đốt đảm

bảo tuân thủ theo quy chuẩn; Thành phần nguy hại trong tro xỉ sau đốt đảm bảoQCVN 07:2009/BTNMT - Ngưỡng chất thải nguy hại, khí thải lò đốt được xử lý đảmbảo theo 2 cấp và tuân thủ QCVN 30:2012/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

về lò đốt chất thải công nghiệp trước khi đi vào ống khói và xả ra môi trường

Chôn lấp rác vô cơ: Phần rác được đưa đi chôn lấp hợp vệ sinh bao gồm rác

vô cơ từ khâu phân loại sơ bộ (≈10,39%) và phần tro lò đốt (≈ 12,7% so với lượng

rác đốt) Tổng lượng rác đưa đi chôn lấp là 15,24% (tỷ lệ chôn lấp) Ngoài ra, Dự áncòn sử dụng một phần tro xỉ để trộn với mùn hữu cơ và đất để trồng sắn dây, trồng bíngô… mang lại hiệu quả kinh tế, đồng thời giảm tỷ lệ chôn lấp xuống còn khoảng

≈10%

Rác tái chế: Rác tái chế được phân loại, lưu giữ và định kỳ sẽ bán cho các đơn

vị thu mua làm nguyên liệu tái chế có đủ năng lực, giấy phép hoạt động Loại rác nàychủ yếu là các loại bao tải xác rắn cũ (1,36%) và nhựa các loại (0,33%)

Phân hủy hiếu khí

Hiếu khí là quá trình thanh lọc sinh học tự nhiên trong đó vi khuẩn phát triển mạnhtrong môi trường giàu oxy và phân hủy các chất thải

Trong suốt quá trình oxy hóa, các chất ô nhiễm được chia thành carbon dioxide (CO2), nước (H 2 O), nitrat, sunfat và sinh khối (vi sinh vật) Bằng cách cung cấp oxy vớithiết bị sục khí, quá trình này có thể được tăng tốc đáng kể Trong tất cả các phươngpháp xử lý sinh học, hiếu khí là quá trình phổ biến nhất được sử dụng trên toàn thếgiới

Nhu cầu sinh học và oxy hóa

Vi khuẩn hiếu khí cần oxy để phân hủy các chất ô nhiễm hòa tan Một lượng lớn cácchất gây ô nhiễm đòi hỏi một lượng lớn vi khuẩn; do đó nhu cầu về oxy sẽ cao

Nhu cầu oxy sinh học (BOD) là một thước đo về số lượng các chất ô nhiễm hữu cơhòa tan có thể được loại bỏ trong quá trình oxy hóa sinh học của vi khuẩn Nó đượcthể hiện bằng mg/l

Nhu cầu oxy hóa học (COD) đo lường số lượng các chất ô nhiễm hữu cơ hòa tan hơn

có thể được loại bỏ trong quá trình oxy hóa hóa học, bằng cách thêm axit mạnh Nóđược thể hiện bằng mg/l

Các BOD/COD cho dấu hiệu thể hện các phần của các chất ô nhiễm trong nước thảisinh học

Ưu điểm của Hiếu khí

Vi khuẩn hiếu khí là rất hiệu quả trong việc phá vỡ các phế phẩm Kết quả của việcnày cho thấy xử lý hiếu khí thường mang lại chất lượng nước thải tốt hơn so với quátrình kỵ khí Phân huỷ hiếu khí cũng phát hành một số lượng đáng kể năng lượng.Một phần năng luọng được sử dụng bởi các vi sinh vật để tổng hợp và phát triển của

vi sinh vật mới

Quá trình sinh học, trong đó, các sinh vật sử dụng chất hữu cơ có sẵn để hỗ trợ hoạtđộng sinh học Quá trình sử dụng các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, oxy hòa tan vàsản xuất các chất rắn ổn định, carbon dioxide, và các sinh vật khác Các vi sinh vậtchỉ có thể tồn tại trong điều kiện hiếu khí được gọi là sinh vật hiếu khí Đường cốngnước thải không có oxy sẽ trở nên thiếu ôxy nếu để cho một vài giờ, và trở thành kỵkhí nếu để hơn 1.5 ngày Sinh vật thiếu oxy hoạt động tốt với các sinh vật hiếu khí và

kỵ khí

Phân hủy thiếu khí

Một quá trình sinh học trong đó một nhóm các vi sinh vật sử dụng kết hợp oxy hóanhư được tìm thấy trong nitrit và nitrat Những sinh vật tiêu thụ chất hữu cơ để hỗ trợchức năng sống Chúng sử dụng các chất hữu cơ, kết hợp oxy từ nitrat, và chất dinh

dưỡng để sản sinh khí nitơ, carbon dioxide, chất rắn ổn định và sản sinh ra nhiều sinhvật hơn.

Phân hủy kỵ khí

Kỵ khí là một phản ứng sinh hóa phức tạp được thực hiện ở một số bước của một sốloại vi sinh vật đòi hỏi ít hoặc không có oxy để sống Trong quá trình này, một loạikhí chủ yếu gồm khí methane và carbon dioxide, cũng được gọi là khí sinh học, đượcsản xuất Lượng khí sản sinh ra khác nhau tùy vào số lượng chất thải hữu cơ làm thức

ăn và nhiệt độ ảnh hưởng tỷ lệ phân hủy và sản sinh khí đốt (gas)

Phân hủy kỵ khí xảy ra trong bốn bước:

• Thủy phân: chất hữu cơ phức tạp bị phân hủy thành các phân tử hữu cơ hòa tan đơngiản sử dụng nước để phân chia các liên kết hóa học giữa các chất

• Lên men hoặc Acidogenesis: Sự phân hủy hóa học của tinh bột bằng enzyme, vikhuẩn, nấm men, mốc trong sự vắng mặt của oxy

• Acetogenesis: Các sản phẩm lên men được chuyển đổi thành acetate, hydro vàcarbon dioxide được gọi là vi khuẩn acetogenic

• Methanogenesis: hình thành từ acetate và hydro/carbon dioxide do vi khuẩn men visinh methanogenic

Các vi khuẩn acetogenic phát triển gắn liền với các vi khuẩn men vi sinhmethanogenic trong giai đoạn thứ tư của quá trình Lý do của điều này là việc chuyểnđổi các sản phẩm lên men bởi các acetogens là nhiệt động học chỉ khi nồng độ hydrođược giữ đủ thấp Điều này đòi hỏi một mối quan hệ gần gũi giữa hai lớp của vikhuẩn

Quá trình kỵ khí chỉ diễn ra trong điều kiện yếm khí nghiêm ngặt Nó đòi hỏi cụ thểchất rắn sinh học thích nghi và điều kiện cụ thể, đó là khác biệt đáng kể cần thiết để

xử lý hiếu khí

Ưu điểm của phân hủy kỵ khí

Ô nhiễm nước thải được chuyển thành khí methane, carbon dioxide và số lượng nhỏcủa chất rắn sinh học Sự tăng trưởng sinh khối là thấp hơn nhiều so với quá trìnhhiếu khí

QUÁ TRÌNH HIẾU KHÍ, QUÁ TRÌNH YẾM KHÍ

Do chất thải của người và gia súc là chất thải hữu cơ do đó khi thải vào ao hồ, sôngrạch nó sẽ làm thức ăn cho vi sinh vật dị dưỡng Vi sinh vật dị dưỡng này phân hủycác hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản và tạo nên năng lượng cho quátrình tổng hợp tế bào của chúng

Quá trình hiếu khí *

Quá trình oxy hóa (hay dị hóa) (COHNS) + O2 + VK hiếu khí → CO2 + NH3 + sảnphẩm khác + năng lượng (1.1)

Chất hữu cơ