Bài 3 giáo trình công nghệ sinh học môi trường trường đại học Lạc Hồng
CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG THS: VƯU NGỌC DUNG BÀI 3: XỬ LÝ ĐẤT VÀ THẢI BỎ 1. Giới thiệu 2. Các quá trình nhiệt 3. Các quá trình hóa- lý 4. Quá trình sinh học 5. Thải bỏ 6. Tái sử dụng đất sau xử lý 7. Các nguyên tắc của kỹ thuật chất đống/luống 8. Các kỹ thuật chất đống khác 9. Hiệu quả và kinh tế 3 4 5 6 7 8 9 2 1 1. GIỚI THIỆU • 2 phương pháp được áp dụng: “siết chặt”(securing) và “xử lý” (remediation). - “Xử lý” là phương thức để làm giảm hàm lượng chất ô nhiễm hay khử độc - “Siết chặt” giúp tạo những rào cản bảo để vệ môi trường • Các phương pháp được phân loại theo vị trí: - Dạng xử lý tại chỗ (in-situ): được thực hiện tại vị trí ô nhiễm mà không cần phải đào đất lên. - Bên ngoài (ex-situ): đòi hỏi đất ô nhiễm phải được đào lên rồi xử lý ngay cạnh vị trí ô nhiễm (on-site remediation) hay đưa tới một nơi nào đó để xử lý (off-site remediation). • Hoặc theo tính chất của quá trình: nhiệt, hóa học, vật lý và sinh học 2. XỬ LÝ NHIỆT • Qúa trình xử lí đất bằng nhiệt chủ yếu là chuyển chất ô nhiễm từ đất nền sang pha khí bằng cách cung cấp nhiệt năng. • Chất ô nhiễm bay hơi từ đất sau đó bị đốt cháy. • Khí thải còn chứa chất ô nhiễm tiếp tục được xử lí. 3. XỬ LÝ HÓA - LÝ • Quá trình xử lí đất bằng phương pháp hóa-lý chủ yếu là trích ly hoặc phân lớp ướt. • Nguyên tắc của công nghệ làm sạch đất bên ngoài là cô đặc chất ô nhiễm trong một phân đoạn nhỏ bằng cách phân tách. • nước (có hoặc không có chất cho thêm) được sử dụng như chất trích ly. • Để chuyển chất ô nhiễm từ đất vào chất trích ly, có hai cơ chế quan trọng: - Lực phân ly mạnh bao gồm: bơm, trộn, ly tâm, tia nước có áp suất mạnh (để phá vỡ các khối kết tụ của chất ô nhiễm và các hạt không ô nhiễm và nhờ vậy đẩy chất ô nhiễm về phía pha trích ly) - Hoà tan chất ô nhiễm trong chất trích ly • Trích ly tại chỗ, về cơ bản là sự thấm của dịch trích ly vào lớp đất bị ô nhiễm. • Quá trình thấm có thể tiến hành bằng cách đào các con mương trên bề mặt, những rãnh thoát nằm ngang, hoặc giếng sâu thẳng đứng. • Chất ô nhiễm hoà tan trong pha chiết được bơm lên và xử lý ở phía trên. 4. XỬ LÝ SINH HỌC • Vi sinh vật đất chuyển hóa chất ô nhiễm thành các thành phần chính là khí carbonic (hydrocacbon), nước và sinh khối. • Một số chất ô nhiễm có thể bị cố định bởi thành phần mùn trong đất. • Sự phân hủy xảy ra cả trong điều kiện hiếu khí (chủ yếu) và kị khí. • hiệu qủa xử lý sinh học là phải tối ưu hóa điều kiện cho các vi sinh vật: cung cấp ôxy, thành phần nước, pH… • Để kích thích hoạt tính sinh học, cần làm đồng nhất đất, cung cấp không khí, ẩm độ, nhiệt độ, thêm chất dinh dưỡng và cơ chất hoặc cấy thêm vi sinh vật. • So với quá trình xử lý bằng phương pháp hóa lý, xử lý sinh học ít tốn kém về năng lượng nhưng đòi hỏi thời gian kéo dài. 4.1. Quá trình xử lý sinh học bên ngoài Những bước xử lý: 1. Tiền xử lý bằng cơ học 2. Thêm nước, dinh dưỡng, cơ chất và vi sinh vật 3. Xử lý sinh học • Đất được phá vỡ bằng cơ học, rây loại bỏ vật liệu không bị vỡ, rồi đồng nhất và làm mềm đất. Những hạt đất cần tơi xốp. • Hoạt hóa quá trình vi sinh thì cần bổ sung thêm nước, dinh dưỡng và cơ chất (vật liệu xốp) hoặc cấy thêm vi sinh vật. • Các chất hữu cơ như compost, cành lá cây,vụn gỗ hoặc rơm có • thể sử dụng như là đồng cơ chất hoặc là nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật hoặc chỉ là để tăng độ xốp của đất. [...]... hỏi phải xử lí trong tương lai Để làm giảm tải cho bãi chôn lấp, để dành cho các dạng chất thải khác và ủng hộ việc tái sử dụng đất ô nhiễm sau xử lí thì cần ưu tiên cho những phương pháp làm sạch 6 Sử dụng đất sau xử lí • Một khía cạnh chính của xử lý đất bên ngoài là tái sử dụng đất đã loại bỏ chất ô nhiễm • Trong suốt các quá trình xử lý khác nhau, vật liệu đất thay đổi đặc tính hoá lý: Nồng... sinh học (hô hấp của đất) Quá trình xử lý kết thúc khi đất có thể được sử dụng như đất sạch • Thời gian của mỗi quá trình xử lý khá là khác nhau tuỳ thuộc vào loại và nồng độ chất ô nhiễm, giá trị phải đạt cũng như chất lượng đất • Sau quá trình xử lý bằng kỹ thuật chất đống, đất đã xử lí có thể dùng như đất mặt làm phong cảnh hoặc chôn lấp (không chứa đá sỏi lớn, mịn, giàu dinh dưỡng và chất mùn • 8 Các... công nghệ giá rẻ so với các kỹ thuật xử lý sinh học khác như bể phản ứng sinh học, rửa đất hay là thiêu đốt - Khoảng 80% số nhà máy xử lý đất bằng phương pháp sinh học ở nước Đức là thực hiện trên cơ sở kỹ thuật chất đống: giá thành xử lý 30-35 USD/tấn Đây là giá thấp - Ưu thế an toàn với môi trường, và sức khoẻ con người, sử dụng lại đất sau xử lý - Vì xử lí đất bằng công nghệ chất đống phù hợp với... ly đất bằng cách chà và trộn các cấu tử với nhau trong một hệ kín Chất ô nhiễm, vi sinh vật, dinh dưỡng, nước và không khí tiếp xúc lâu dài Không cần thiết làm xốp Oxy cung cấp qua hệ thống thông khí hoặc trao đổi khí thải Dùng than hoạt tính hoặc lọc sinh học khí thải • Bể trộn nhão phù hợp xử lý phân đoạn đất nhẹ (sét và phù sa) chứa hàm lượng chất ô nhiễm cao • Sau xử lý, đất nhão được khử nước.. .Xử lý sinh học ở lớp đất mỏng (dạng trải đất) - Chiều cao có thể lên đến 40 cm - Oxy cung cấp bằng cách cào, trộn… mỗi khoảng thời gian nhất định - Kỹ thuật này cần mặt bằng lớn nếu lượng đất cần xử lý lớn Hệ thống tưới Lớp đất ô nhiễm Lớp cát Đường thoát nước Lớp vật liệu đá, sỏi hoặc xây xi măng Kỹ thuật trải đất có che mái Mái che chống mưa Lớp đất ô nhiễm chứa dinh dưỡng,... compost hoặc bùn hoạt tính từ nhà máy xử lý nước thải • Sau quá trình tiền xử lý, đất được chuyển tới vị trí để phân huỷ và được chất thành đống hay luống • Hệ xử lý kín không chỉ là để tuân thủ theo luật định mà còn là cách quan trọng để kiểm soát quá trình phân huỷ, đặc biệt như điểu chỉnh độ ẩm, nhiệt độ • Tránh tình trạng rửa trôi chất ô nhiễm ra môi trường đất tầng dưới: có thể đầm nền hoặc tráng... dưỡng, vi sinh Lớp chống thấm dưới đáy Vật liệu rắn tăng thoáng khí Đường thoát nước, dịch xử lý 13 Kỹ thuật trải đất có che mái+ hệ thống xử lý khí Mái che chống thoát khí Hệ thống xử lý khí (chất ô nhiễm bay hơi) Hệ thống tưới Đất ô nhiễm Đường thoát nước 14 Đống ủ • • • • • • • • • Tương tự như ủ compost hoặc ủ chất thải hữu cơ Đống ủ hình thang, bầu dục, hoặc hình chóp Chiều cao thông thường từ 0.8-... chất sinh trưởng và chuyển hoá Phân bón dạng lỏng hay dạng hạt được tưới hoặc trộn vào đất ô nhiễm cùng với cơ chất, mức độ dinh dưỡng không vượt quá ngưỡng trong nông nghiệp - Yếu tố thứ ba là vi sinh vật, một hay nhiều loại vi sinh vật nhất định có thể được thêm vào đất trong quá trình trộn và đồng nhất đất - Thành công được ghi nhận khi người ta phối trộn thêm cơ chất dinh dưỡng và vi sinh vật: phân... khô và ướt) Hệ thống khô có thể vận hành không cần thổi khí (quá trình ủ động hoặc ủ tĩnh), Các hệ thống ướt hầu hết là tĩnh Ủ động thường xuyên bừa và trộn đều Nước và dinh dưỡng có thể được cung cấp thêm trong quá trình đảo trộn Kỹ thuật đống ủ chủ yếu dùng xử lý khô và phân hủy hiếu khí, lượng oxy > 1% ở mọi nơi trong đống ủ Bể phản ứng (pha rắn hay nhão) • Nguyên lý: dùng cơ học để phân ly đất. .. độ lớn là xử lý đất bằng phương pháp sinh học ở dạng chất đống lắp đặt hở với thiết bị quay vòng nước • Độ ẩm trong đống ủ cao hơn khả năng giữ nước (whc) của đống ủ nên nước rỉ được thu lại bằng hệ thống dẫn vào một bể nằm cuối đống ủ Từ bể này nước được bơm trở lại tưới trải khắp bề mặt đống ủ • Chất dinh dưỡng và các chất phụ gia có khả năng hoà tan khác được trộn chung với nước rồi thêm vào đó là . CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG THS: VƯU NGỌC DUNG BÀI 3: XỬ LÝ ĐẤT VÀ THẢI BỎ 1. Giới thiệu 2. Các quá trình nhiệt 3. Các quá trình hóa- lý 4. Quá trình sinh học 5. Thải bỏ 6. Tái. Các nguyên tắc của kỹ thuật chất đống/luống 8. Các kỹ thuật chất đống khác 9. Hiệu quả và kinh tế 3 4 5 6 7 8 9 2 1 1. GIỚI THIỆU • 2 phương pháp được áp dụng: “siết chặt”(securing) và “xử lý” (remediation). -. nhiễm bay hơi từ đất sau đó bị đốt cháy. • Khí thải còn chứa chất ô nhiễm tiếp tục được xử lí. 3. XỬ LÝ HÓA - LÝ • Quá trình xử lí đất bằng phương pháp hóa-lý chủ yếu là trích ly hoặc phân lớp