giáo trình công nghệ sinh học môi trường Bài 5 xử lý chất hữu cơ

giáo trình công nghệ sinh học môi trường Bài 5 xử lý chất hữu cơ

     !"#" $ %&'(') * '+, •   ! "#$%&'() ! "*+,-. / • 012. 3+ 456* 7#$ 89* 2.*: !/ • ;+* 7'<12.8' 82 = > ?=@A2!<2* B2)=C=@A<1D=C=@B<E$< 2!F*6,. C/ • G2!<2*#$H,-88F8I / • 01D=C=@#$J >82!F>6=@4= "!*2' >FFK!/  /012345647/  898/38:- $ .;<=/>8:-/3?8@A>B545647/ * C7D;EFG /012345647/ H .;IJ/3-=/>B563K2;45647/  .;3:/3L2M45647/ N 3O/>PQ2M45647/ 898/38:- • L2!<2* M'8N<1O* 7 PQ82 = > ?=@#$= "!*2'/ •  >F'8NR2!<2* S(T,2' * U/ • <K!VC* 7#QJ#!E4"*+,-"8FT!2!<1 %4!7* 7 T >/ • W- TVC* 7 !"@=6 #$ !=X2. %Y6 'F6 Z  JU.P<[O1! T, >'![!%>/ • \'8NO! ! >H=@/ .;<=/>8:-/3?8@A>B545647/ •  PQ4"56 -  * 2. -  X >< -  X >< • '?6#]?'8NL2!<2* M - 56 - \'8N*3 - \'8N?% ? - WE82(! - >6U - ^)8#3IF U<'C<#Q - _6 #$<[ Cơ sở của quá trình Compost •  * U =K3.=K ! • T! * U=X[ ? • J<18I %C#]`'8N ?=@=a=@/ • W6 > P54 ?=@=C=@<-F2) "!* O b2!<2*8cF 8d#Z=X=@#X, ,#e*f4/  <K! - \'8N ?=@#Z=@8%2 !2 !g h 2)!2 i j  8k 8 k >F!E' #QJ!E/ - <K!6 O'8N<1O=C=@. !k8%2 ,82 ` !!2  Q23@=@ Q #Z],.Y Cơ chất và sản phẩm của hoạt động vi sinh vật trong đống ủ compost [...]... đặc trưng của đất rừng Có màu từ nâu đến đen LÊN MEN KỴ KHÍ 1 2 3 Cơ sở sinh hoá học của lên men kị khí Chất lượng khí tạo thành và sản phẩm compost Phương pháp lên men kị khí chất thải Cơ sở sinh hoá học của lên men kị khí • • Khí sinh học (biogas) được sinh ra khi phân hủy chất hữu cơ bằng vi sinh vật ở điều kiện thiếu oxy Một quá trình lên men kị khí hoàn chỉnh có thể chia làm 3 bước : 1 Thuỷ phân...• Điều kiện sinh trưởng tối ưu của các vi sinh vật khá khác nhau, như là về nhiệt độ: mesophiles 25- 350 C và nhóm thermophiles 55 - 650 C • Chất thải chín kỹ (đã mùn hóa) có nhiệt độ 35 0C, động vật bậc thấp như bọ đất, mối và giun… cũng tham gia phân hủy chất hữu cơ • • • • • • Một đống ủ bao gồm 3 pha: rắn, lỏng và khí Chuyển hóa của các vi sinh vật phụ thuộc vào nước Oxy được... Chất lượng của compost thành phẩm tuân theo yêu cầu: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Hoai tối đa Thành phần dinh dưỡng và chất hữu cơ thích hợp Tỷ lệ C/N phù hợp pH trung tính hay kiềm nhẹ Kim loại nặng và chất ô nhiễm hữu cơ ở nồng độ thấp Không chứa những yếu tố cản trở sinh trưởng của thực vật Gần như không chứa tạp chất Không còn hạt mầm hay phần sinh trưởng được của thực vật Chứa không đáng kể đá sỏi Có... của quá trình compost Các kỹ thuật làm phân compost •    Mục tiêu cuả quá trình chuẩn bị vật liệu ban đầu: Tối ưu hóa cho quá trình compost xảy ra Loại bỏ những tạp chất để bảo vệ thiết bị, giảm hàm lượng kim loại nặng và các hợp chất gây độc… Đạt yêu cầu chất lượng cho compost thành phẩm •      Những bước cơ bản của quá trình chuẩn bị và gia giảm vật liệu thô: Nghiền hoặc xay nhỏ chất thải... mặt cho vi sinh vật hoạt động; Loại bớt nước nếu chất thải chứa nhiều nước Thêm nước nếu chất thải quá khô Phối trộn các thành phần chất thải (ướt và khô, giàu dinh dưỡng, kích thước khác nhau…); Loại bỏ những tạp chất như thủy tinh, kim loại và nhựa bằng tay hay máy tự động • •     Quá trình chuẩn bị và phối trộn sẽ sinh ra sản phẩm khí (có mùi hoặc nhiều bụi) và cả nước rỉ Những bước cơ bản kế... thuỷ phân tạo acid protein, polysacharide, chất béo đường đơn, amino axít, glyxerin, • • • Vi khuẩn kị khí và kị khí tuỳ nghi Phân hủy các chất có phân tử lượng lớn thành những hợp chất có phân tử lượng thấp Bị ức chế bởi vật liệu xenlulo chứa lignin (phân huỷ sinh học chậm và không triệt để) axít béo hydro, khí carboníc, rượu và axít hữu cơ • • Vi khuẩn sinh axít Axít axetíc, propionic, butyric, lactic... và vi khuẩn sinh metan Phân huỷ alcohol và acid béo mạch dài thành acid acetic, hydro và khí carbonic Một đặc trưng của nhóm là có thể sinh trưởng trong áp suất hydro thấp Nhóm Acetogenic tương tác sinh học với nhóm vi khuẩn sinh metan và nhóm vi khuẩn sinh H 2S- nhóm sử dụng hydro làm nguồn năng lượng Vi khuẩn (Methanogenic) tạo metan • • • • • • Kỵ khí bắt buộc và rất nhạy cảm với môi trường Chuyển... nước trong đống ủ phụ thuộc vào bản chất, cấu trúc của chất thải, và về thể tích lỗ rỗng Tỷ lệ C/N khoảng 25- 30 cho phát triển tối ưu Nếu thấp hơn  nitơ dạng khí giảm và ammonia tăng, nếu cao hơn  thời gian ổn định chất thải sẽ lâu hơn Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình compost Hoạt tính của các nhóm vi sinh vật tác động đến đường đặc trưng nhiệt độ trong suốt quá trình ủ Đường cong đồ thị nhiệt độ... đồng (Field composting)     Đơn giản nhất Quá trình ủ xảy ra ở lớp mỏng ngay trên bề mặt đất hoặc vài centimet đất mặt Phù hợp xử lý bùn và phụ phẩm nông nghiệp Diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí khá lớn không xảy ra quá trình tạo nhiệt  không thanh trùng hoặc diệt mầm cỏ dại   Chất thải không có nguy cơ gây bệnh và mầm bệnh Không là quá trình compost vì không tạo nhiệt và không được kiểm... nghiêm ngặt về vi sinh vật và vận hành Các điều kiện ảnh hưởng • Thành phần nước: vi khuẩn tiếp nhận chất hữu cơ ở dạng hoà tan Hàm lượng nước < 20% khó tạo thành khí và đạt tối ưu ở 91-98% theo trọng lượng • • o o Nhiệt độ: quá trình tạo metan nhạy cảm với nhiệt độ, tối ưu hoá ở nhiệt độ 30 C – 37 C pH tối ưu khoảng 6,7-7,4 pH < 6.0 vi khuẩn tạo acid chiếm đa số và pH > 8.0 quá trình sinh ammonia từ . .;<=/>8 :- /3?8@A>B5 456 47/ * C7D;EFG /0123 456 47/ H .;IJ/ 3-= />B563K2; 456 47/  .;3:/3L2M 456 47/ N 3O/>PQ2M 456 47/ 898/38 :- • L2!<2* M'8N<1O*. >< • '?6#]?'8NL2!<2* M -  5 6 - '8N*3 - '8N?% ? - WE82(! - >6U - ^)8#3IF U<'C<#Q - _6 #$<[ Cơ. >H=@/ .;<=/>8 :- /3?8@A>B5 456 47/ •  PQ4" 5 6 -  * 2. -  X >< -  X >< • '?6#]?'8NL2!<2*