LÊN MEN KỴ KHÍ CÁC PHÂN ĐOẠN RÁC THẢI ƯỚT VÀ BÁN ƯỚT 1 Giới thiệu 2 Các khía cạnh cơ bản của xử lý chất thải sinh học 2 1 Các nguyên tắc cơ bản về sinh hóa của quá trình lên men kỵ khí 2 2 Ả. Ngày nay, sự phát triển công nghệ vi sinh vật đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực bảo vệ môi trường. Nhiều phương pháp xử lý rác thải được xây dựng trên cơ sở tham gia tích cực của vi sinh vật.
LÊN MEN KỴ KHÍ CÁC PHÂN ĐOẠN RÁC THẢI ƯỚT VÀ BÁN ƯỚT NỘI DUNG Giới thiệu Các khía cạnh xử lý chất thải sinh học 2.1 Các nguyên tắc sinh hóa q trình lên men kỵ khí 2.2 Ảnh hưởng điều kiện chế biến đến trình lên men 2.3 Số lượng thành phần khí 2.4 So sánh xử lý chất thải hiếu khí kỵ khí Quy trình xử lý chất thải kỵ khí 3.1 Quy trình lên men chất thải kỵ khí 3.2 Kỹ thuật quy trình lên men kỵ khí chất sinh học 3.3 Khảo sát quy trình lên men kỵ khí 3.4 Ngun liệu cung cấp cho q trình tiêu hóa kỵ khí Kết luận Giới thiệu - Lượng rác thải sinh hoạt hoạt động công nghiệp thải môi trường ngày nhiều lượng rác xử lý để an toàn cho mơi trường khơng tương xứng Những cơng nghệ xử lý rác thải truyền thống như: chôn lấp, đốt,… không mang lại hiệu cao, chưa giải pháp hữu hiệu để bảo vệ môi trường Giới thiệu - Ngày nay, phát triển công nghệ vi sinh vật đóng vai trị quan trọng lĩnh vực bảo vệ môi trường Nhiều phương pháp xử lý rác thải xây dựng sở tham gia tích cực vi sinh vật Giới thiệu Hình Q trình chuyển hóa sinh học kỵỵ̣ khí chất hữu Hình Q trình chuyển hóa sinh học hiếu khí chất hữu - Xử lý sinh học rác thải thực theo phương pháp lên men hiếu khí (ủ phân) lên men kỵ khí (phân hủy kỵ khí) Ngày nay, hầu hết chất thải sinh học ủ cơng nghệ phát triển tốt, quy trình lên men kỵ khí nâng cao tầm quan trọng chúng việc sử dụng chất thải hữu rắn Bằng phương pháp thu gom riêng biệt xử lý sinh học, lượng chất thải rắn đốt chôn lấp giảm đáng kể Phân loại rác thải sinh hoạt - Dựa vào tính chất rác thải, rác thải sinh hoạt chia thành 03 nhóm: 2.1 Các nguyên tắc sinh hóa q trình lên men kỵ khí - Q trình chuyển hóa sinh học kỵ khí gồm ba giai đoạn chính: thủy phân hóa, axit hóa, metan hóa Hình Q trình chuyển hóa sinh học kỵỵ̣ khí chất hữu 2.1 Các nguyên tắc sinh hóa q trình lên men kỵ khí - Đầu tiên, q trình thủy phân, chất cacbohyđrat, protein chất béo bị phân hủy thành monosaccarit, axit amin, glyxerin, axit béo Hình Q trình chuyển hóa sinh học kỵỵ̣ khí chất hữu 2.1 Các nguyên tắc sinh hóa q trình lên men kỵ khí - Bước hai, biến đổi sản phẩm trình thủy phân thành axit béo dễ bay axit propionic, axit butyric, axit axetic ethanol tác động vi khuẩn gây axit Hình Quá trình chuyển hóa sinh học kỵỵ̣ khí chất hữu 2.1 Các nguyên tắc sinh hóa q trình lên men kỵ khí - Bước ba, đóng vai trị quan trọng việc tạo khí metan methanogens Có hai chế để tạo metan bao gồm trình methanogen acetoclastic hydrootrophic Thứ nhất, vi khuẩn acetotrophic lên men axit axetic thành CH4 và CO2 Thứ hai, methanogens hydrootrophic sử dụng CO2 và H2 làm nguồn thực phẩm Hình Q trình chuyển hóa sinh học kỵỵ̣ khí chất hữu 10 Quy trình xử lý chất thải kỵ khí 3.1 Quy trình lên men chất thải kỵ khí Các bước cần thiết để xử lý kỵ khí chất thải hữu (Rilling, 1994): Bước 1: Phân phối lưu trữ chất thải sinh học Bước 2: Xử lý sơ chất thải sinh học đầu vào Bước 3: Lên men kỵ khí Bước 4: Lưu trữ xử lý khí bể phân hủy Bước 5: Xử lý nước quy trình Bước 6: Xử lý sau vật liệu phân hủy Quy trình xử lý chất thải kỵ khí 16 3.2 Quy trình kỹ thuật lên men kỵ khí chất thải sinh học Các phương pháp xử lý chất thải kỵ khí Các giai đoạn phân hủy sinh học Tách chất lỏng chất rắn Đặc trưng Tổng hàm lượng chất rắn Một giai đoạn Một giai đoạn Lên men khô 25% –45% Hàm lượng nước Phương thức hoạt động Sự khuấy trộn Nhiệt độ 55%–75% không liên tục không mesophilic (30–370C) Hai giai đoạn Hai giai đoạn Lên men ướt 85% liên tục khuấy, trộn, thấm thermophilic (55–650C) 17 Q trình lên men kỵ khí sinh học giai đoạn hai giai đoạn Ưu điểm: kỹ thuật đơn giản, chi phí thấp, ứng dụng rộng rãi, xử lý nhiều loại rác hữu Nhược điểm: thiếu ổn định, đạt điều kiện hoạt động tối ưu cho trình tổng thể, thời gian lưu dài Một giai đoạn Ưu điểm: tính ổn định cao, việc trộn điều chỉnh pH tối ưu, thời gian lưu ngắn Nhược điểm: kỹ thuật phức tạp, chi phí cao Hai giai đoạn 18 3.2.1 Lên men khô ướt Chế độ xử lý Tổng hàm lượng chất rắn Khối lượng lò phản ứng Kỹ thuật vận chuyển Sự khuấy trộn Lớp váng bẩn mặt Dòng chảy ngắn Tách rắn – lỏng Các thành phần chất thải đa dạng Khô Cao 25–45% giảm thiểu Đắt tiền Khó Nguy thấp Nguy thấp Đơn giản Ướt thấp 2–15% tăng Đơn giản Dễ Nguy cao Nguy cao Đắt tiền nhỏ lớn 19 3.2.2 Hoạt động liên tục khơng liên tục Quy trình hoạt động Liên tục Không liên tục Thời gian lưu ngắn dài phức tạp đơn giản Dụng cụ kỹ thuật 20 3.2.3 Hoạt động mesophilic thermophilic Quy trình hoạt động Quy trình ổn định Mesophilic (35 °C) Thermophilic (55 °C) cao thấp Nhạy cảm với nhiệt độ Thấp cao Nhu cầu lượng Thấp cao Tỷ lệ suy thoái giảm Tăng Thời gian lưu lâu giống ngắn giống không khả thi Vệ sinh 21 3.2.4 Sự khuấy trộn - Mục đích: Nhằm cung cấp đầy đủ chất cho hoạt động vi khuẩn Đồng thời, sản phẩm trao đổi chất sinh vật phải loại bỏ - Phương pháp: khuấy trộn học khuấy trộn thành phần lò phản ứng + lắp đặt hệ thống tuần hoàn nước đảm bảo cung cấp chất dinh dưỡng loại bỏ sản phẩm trao đổi chất + sử dụng khí sinh học nén để trộn toàn phần nguyên liệu 22 3.3 Khảo sát quy trình lên men kỵ khí 23 24 25 26 Nguyên liệu cung cấp cho q trình tiêu hóa kỵ khí Phạm vi ứng dụng q trình phân hủy kỵ khí rộng Về nguyên tắc, chất hữu tiêu hóa (Rilling, 1994b): • chất thải hữu rắn thị • chất thải từ chợ trung tâm (ví dụ tàn dư trái cây, rau hoa) • chất thải lị mổ • dư lượng từ ngành cơng nghiệp chế biến cá • chất thải thực phẩm từ khách sạn, nhà hàng căng tin • vật liệu trôi dạt rong biển tảo • chất thải nông nghiệp • phân 27 Kết luận - Việc xử lý chất thải sinh học kỵ khí giúp • giảm khối lượng chất thải • giảm khối lượng chất hữu để ổn định chất thải • bảo tồn chất dinh dưỡng tái chế chất hữu • thu hồi lượng cách tạo khí sinh học • khử mùi • vệ sinh - Khơng có quy trình chung để xử lý sinh học chất thải sinh học, khơng có Tuy nhiên, phân hủy kỵ khí làm phân bón trở thành 28 cơng nghệ hữu ích khía cạnh kinh tế sinh thái Cảm ơn Cô Bạn theo dõi! 29 ... chất thải hiếu khí kỵ khí Quy trình xử lý chất thải kỵ khí 3.1 Quy trình lên men chất thải kỵ khí 3.2 Kỹ thuật quy trình lên men kỵ khí chất sinh học 3.3 Khảo sát quy trình lên men kỵ khí 3.4 Ngun... thải thực theo phương pháp lên men hiếu khí (ủ phân) lên men kỵ khí (phân hủy kỵ khí) Ngày nay, hầu hết chất thải sinh học ủ cơng nghệ phát triển tốt, quy trình lên men kỵ khí nâng cao tầm quan trọng... chất thải kỵ khí 3.1 Quy trình lên men chất thải kỵ khí Các bước cần thiết để xử lý kỵ khí chất thải hữu (Rilling, 1994): Bước 1: Phân phối lưu trữ chất thải sinh học Bước 2: Xử lý sơ chất thải