Bài giảng công nghệ làm sạch và chất thải nông nghiệp

CHƯƠNG Cong Cô ng nghệ lam m sạ sach ch chat va chất thai thải nong nông nghiệp TS Lê Quốc Tuấn Khoa Môi trường Tài nguyên Đ ih Đạ học N Nong â Lam L â TP TP Ho H Chí Mi Minh h Số phận chất gây ô nhiễm môâi trườ t ường ™ Chấ Chatt gâ gay yo ô nhiem nhiễm MT co có the thể đượ đươcc phâ phan n loạ loai: loai i: chấ chatt vô cơ,, hữu cơ,, sinh vật, khí khí g ng gốc p phân thành nhóm: ™ Về nguồ Nhóm có nguồn gốc sinh học, bò phân hủy sinh học Nhó Nh ùm từø côâng nghiệ hi äp hó h ùa dầ d àu Nhóm từ hóa chất nhân tạo ™ So Số phận củ cuaa cá cacc chấ chatt gâ gay yo ô nhiem nhiễm mô moii trương trường se chuyển hóa nhiều đường khác nhau,, tùy thuộc vào tính chất điều kiện môi t ường màø nóù vàøo trườ CHẤT Ô NHIỄM Không bay Tan nước Bay Không tan nước Sự bay Không Có Hoạt hóa Không Hấáp thu H h không khí CFCs, carbon tetrachloride Hấp thu chỗ Có Không Cacc dung moi Cá môi clo hó hoa a bãi chôn lấp Khôâng đ Kh độäc h hại, dễ phân hủy Có Biến Chất tan nước Kh â Khong Tích lũy chỗ Nước? Có Có Khó phân hủy Hoạt hóa hóa học Có Không Hấp thu Có Phức hợp Không phân hủy Không hấp thu Không Có Phân hủy sinh học Không Tích lũy chỗ Các acid có nhân thơm clo, thuốc trừ sâu Biến Có Phân hủy sinh học Có Biến Hóa chất có nguồn gốc dầu mỏ Không phân hủy Không Di chuyển vào đất, nước ngầm Thuốc trừ sâu, diệt cỏ Chất không tan nước Hấp thu tế bào Inert Không Tích lũy chuỗi thức ăn DDT,, PCBs Không hấp thu Hoạt hóa Phản ứng Các điều kiện thuận lợi Các điều kiện thuận lợi Có Có Biến Inert Không Tích lũy chỗ Than bù bun n DDT: Dichlorodiphenyltrichloroethane; PCBs: Polychlorobiphenyls Công nghệ ™ Nhiều ý tưởng ứng dụng CNSH để xử lý chấ h át thả h ûi ởû “cuốái đườ đ øng ốáng” g” ™ Đây giải pháp tối ưu nhiều công nghệ chỉỉ chuyểån ô nhiễãm đếán vùng khác ™ Giải pháp tốt loại thải làm giảm “tại nguồàn” ™ Giảm ô nhiễm tạïi nguồ g n đượïc g gọïi “công nghệ h” ” Công nghệ ™ Công nghệ liên quan đến thay đổi quy trình sản xuất, thay đổi công nghệ thay đổi nguyên liệu đ vao đau vao ø ™ Thay đổi quy trình sản xuất bao gồm ngăn cản thất thoá thoat, t phương thứ thưcc sư sử dụ dung ng vật liệu, tang tăng cườ cương ng sư vận hành h ™ Thay đoi đổi cô cong ng nghệ bao gom gồm thay đoi đổi quy trình, cà caii đặt vận hành tự động hóa y đổi nguyê g y n liệäu đầu vào làm g giảm hoặëc ™ Thay thay chất độc hại chất độc hơn, tái chế vật liệu ™ CNSH có thểå áp dụng cho cảû 2: thay đổåi công nghệ thay đổi vật liệu THIẾT KẾ TRUYỀN THỐNG Năng lượng Năng lượng Nguyên liệu thô tho Chế biến Nguyên li äu th liệ thôâ Sử dụng sản phẩ san pham m Chấát thả Ch th ûi rắn đô thò Chất thả Chat thaii cô cong ng nghiệp THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ SẠCH Hiệu suất lượng Hiệu nguyên nguyen liệu Chế bien Che biến Hiệu suất lượng Sử dụng sản phẩ san pham m Tái sử Tai sư dụ dung ng Tái chế Tai che Giảm thải Thiết kế cho BCL, làm phân bón, đốt Ví dụ du ve thay đoi đổi quy trình Phần có carbohydrate cao Cơ chất Phần có li i cao lignin Acetate Ester Chế biến hóa sinh Lignin dư Hydrogen hóa Chế biến nhiệt hóa Hơi & Năng lượng Hydrogen Ethanol Ứng dụng công nghệ ™ Thay phương pháp hóa học vi sinh vật enzyme enzyme ™ Quản lý sâu hại vụ mùa cách giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu thuốc diệt cỏ ™ Kiểm soát sinh học, sử dụng vật liệu sinh học để kiểm soát sâu bệnh dòch bệnh, giảm sử dụng nông hóa hoa hoa ™ Sản xuất chất dẻo phân hủy sinh học vi sinh vậät ™ Khử lưu huỳnh than dầu phương pháp sinh học ™ Sản xuất nhiên liệu sinh học Quản lý sâu bệnh ™ Việäc sử dụïng nông hóa nguyê g y n nhân g gây nên ô nhiễm môi trường nghiêm trọng g ™ Ứng dụng CNSH giải vấn đề ô nhiễãm môi trường bằèng cách h:: ™ Quay vòng mùa vụ để tránh dòch bệnh, kiểm soát cỏ dại sâu bệnh sau ™ Sử dụng giống có khả chống chòu cao ™ Phá Phatt triể trien n cac biosensor đe để phat phát sau sâu bệnh kòp thơi thời ™ Sử dụng chất kiểm soát sinh học Kiểm soát sinh học ™ Là sử dung ï g v vậät liệäu sinh hocï để kiểm soát sâu bệnh sử dụng hóa chất ™ Sư Sử dụ dung g tthiê en đòc đòch đe để kiể em soá soatt sau sâu bệnh ™ Vật liệu sinh học không gây độc không gây ô nhiễ em mô oi trườ t ương ™ Tuy nhiên, việc sử dụng vật liệu sinh học mang đế đen n nguy tiem tiềm nă nang ng cá cacc loà loaii ngoạ ngoaii lai biến thể vật liệu sinh học Các hợp chất cao phân tử sinh học ™ C Chất thải rắn sinh hoatï có 27 27% % p plastic đươcï chế tạo từ hóa dầu khó phân hủy ™ Mộ ột so số v vi ssinh vật co có khả a nă ang sa sản xuấ uatt raa cá cacc hơp ợp chất cao phân tử có thuộc tính giông plastic, dễ bò phân hủy sinh học ™ Sử dụng hợp chất cao phân tử sinh học làm giảm lượng đáng kể việc khai thác dầu thô kh â gay khong â ô nhiem hi ã moiâi trương t ườ Tái Chế ™ La Là lự lưaa chọ chon n thư thứ việc lam làm giam giảm chấ chatt thả thai, thai i, liên quan đến tái chế vật liệu trình sản xuất ™ Tái chế kim loại thủy tinh tiết kiệm đượïc 95 95% % lượïng để tạïo kim loạïi thủy tinh ™ Hầu hết hệä thống p phụïc hồi tái chế tậäp trung g vào việc sử dụng kim loại, thủy tinh tinh,, giấy Các phươn ng pháp xử lý y loạ ại thải chất thải rắn sin nh hoạ at, bùn thải chất thải lo ỏng độ oc Nước thải sinh hoạt Chất thải rắn (CN&NN) Chất thải lỏng độc Bùn dư Làm phân Bãi chôn lấp Nước ro Nươc rò rỉ Xử lý hiếu khí/kỵ khí Đốt Tái sử dụng Chất thải sinh hoạt ™ Là sản p phẩm thải từ g gia đònh, ò , q quan bao g gồm thủy tinh, kim loại vật liệu hữu cơ ™ Xu hướng xử lý chất thải sinh hoạt thay đổi theo thời gian ™ Ở Mỹ, năm 1985, 1985, 83% 83% chôn BCL, 5% đốt 12 12% % tái chế ™ Năm 1993, 1993, 62 62% % chôn BCL, 16% 16% đốt, 4% làm phân 16 16% % tái chế ™ Nhìn chung phan phần lơn lớn rá racc thai thải đeu đượ đươcc chon chôn lap lấp tạ taii Bãi chôn lấp ™ Rac Rác thai thải sinh hoạ hoatt co có the thể đượ đươcc lam làm giam giảm bang cá cach ch tai tái chế thủy tinh, kim loại giấy BÃI CHÔN LẤP ™ Mỗi chất thải sinh ra, có nhiều phương pháp sử dụng đểå xử lý loại thải ™ Có lẽ phương pháp cổ điển đem chôn ™ Ban đầu bãi chôn lấp thường gây nên ô nhiễm nước ngầm nước rò rỉ từ rác ™ Vấn đề bãi chôn lấp nước rò rỉ ™ Nhiều phương án lựa chọn hạn chế tối đa không cho nước rò rỉ ngấám xuốáng đấát Một số thiết kế bãi chôn lấp Lớp phủ sau Chất thai Chat thải Vò trí công tac Lớp chống thấm Lớp phủ Lơp phu hang hàng ngà ngayy Chất thải Lớp phủ Khí Đá Vò trí chôn rác Mặt đất Khí Lơp Lớ p phu phủ Đ ù Đá Ống đục lổ Vò trí chôn rác Mặt đất Cách thiết kế bãi chôn lấp đại Lớp phủ cù tren cung ng Khí Khối rác Đá Ống đụ Ong đ c lo lổ Thàn nh phần khíí theo phầ ần trăm thể ể tích Phương pháp lấy khí từ bãi chôn lấp Các ống thu khí cắm vào sau – năm Thời gian Sự thay đổi loại khí bãi chôn lấp sau vài năm Thời gian để thu khí methane trung bình khoảng năm LÀM PHÂN BÓN Vậät liệ V li äu phu h û (lớp phân già) Khí Vật liệu lam làm phân Lớp đệm Lớp bê tông Ong Ố ng đụ đucc Kênh tháo nước lổ, cấp khí Mặt cat cắt củ cuaa hệ thố thong ng sả san n xuấ xuatt phan phân tư từ rac rác thai thải hữ hưu u Hệ thống hoạt động điều kiện hiếu khí LÀM PHÂN BÓN Vật liệu phủ h û khô kh âng thấm Vật liệu phủ không thấm Ong Á đục lổå, cấp khí Ống đục lổ, cấp khí Sự phan Sư phân bố bo nhiệt độ hệ thố thong ng lam làm phâ phan n Hoat Hoạt động củ cuaa vi sinh vật phân hủy chất hữu tạo nên vùng nhiệt độä khác Việäc cấp khí giú g p cho vi sinh vậät phâ p n hủy chất hữu phát triển CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP ™ Có thể chia thành chất thải rắn chất thải lỏng g ™ 5-10% 10% chấ h át thả h ûi rắén đượ đ c sửû dụ d ng để đ å l øm phâ h n bó b ùn ™ Chất thải lỏng phát sinh từ chuồng trại chăn nuôi, mộät lượ lương lơn lớ đượ đươc pha h loang l õ chay h û tran t ø be b mặët bơi nước mưa mưa ™ Chat Chất thai thải lỏ long ng co có ham hàm lượ lương ng BOD cao (10 10 000 – 25 000 mg/L 25 mg/L ™ Một lượ lương ng lớ lơn n nitrate va phosphate chấ chatt thai thải lỏng bò chảy tràn bề mặt ỵ khí tùy nghi g đượïc thiết kế ứng ™ Các hệä thống kỵ dụng để xử lý chất thải lỏng CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP ™ Phần lớn thải từ nhà máy bao gồm rắn vàø lỏ l ûng, cóù BOD cao hơ nhiề hi àu so vớ ới chấ h át thả th ûi sinh i h hoạt ™ Cac Các chấ chatt thai thải hưu hữu phâ phan n huy hủy đượ đươcc xuat xuất phat phát tư từ cá cacc nhà máy chế biến thực phẩm, sữa, thòt, rau ™ Thông thường chất thải công nghiệp xử lý trước xảû hệ h ä thố h thoá h ùt nướùc thả h ûi chung h củûa khu kh côâng nghiệp khu dân cư ™ Vì ham hàm lượ lương ng BOD cao nen nên xư xử ly lý kỵ khí la phương pháp xử lý tối ưu thường sử dụng ™ Khí methane thu từ xử lý kỵ khí sử dụng để đ sôâi vàø phá đun h ùt điệ än [...]... Tái chế kim loại và thủy tinh có thể tiết kiệm đượïc 95 95% % năng lượïng để tạïo mới kim loạïi và thủy tinh ™ Hầu hết hệä thống p phụïc hồi và tái chế tậäp trung g vào việc sử dụng kim loại, thủy tinh tinh,, giấy Các phươn ng pháp xử lý y và loạ ại thải chất thải rắn sin nh hoạ at, bùn thải và chất thải lo ỏng độ oc Nước thải sinh hoạt Chất thải rắn (CN&NN) Chất thải lỏng độc Bùn dư Làm phân Bãi chôn... lương ng lớ lơn n nitrate va và phosphate trong chấ chatt thai thải lỏng cũng bò chảy tràn bề mặt ỵ khí và tùy nghi g đượïc thiết kế và ứng ™ Các hệä thống kỵ dụng để xử lý chất thải lỏng CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP ™ Phần lớn được thải ra từ các nhà máy bao gồm cả rắn và lỏ l ûng, cóù BOD cao hơn hơ nhiề hi àu so vớ ới chấ h át thả th ûi sinh i h hoạt ™ Cac Các chấ chatt thai thải hưu hữu cơ phâ phan n huy... phát triển CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP ™ Có thể chia thành chất thải rắn và chất thải lỏng g ™ 5-10% 10% chấ h át thả h ûi rắén đượ đ c sửû dụ d ng để đ å là l øm phâ h n bó b ùn ™ Chất thải lỏng phát sinh từ các chuồng trại chăn nuôi, mộät lượ lương lơn lớ đượ đươc pha h loang l õ và chay h û tran t ø be b à mặët bơi bởi nước mưa mưa ™ Chat Chất thai thải lỏ long ng co có ham hàm lượ lương ng BOD cao (10... sử dụng Chất thải sinh hoạt ™ Là sản p phẩm thải ra từ các g gia đònh, ò , cơ q quan bao g gồm thủy tinh, kim loại và vật liệu hữu cơ cơ ™ Xu hướng xử lý chất thải sinh hoạt thay đổi theo thời gian ™ Ở Mỹ, năm 1985, 1985, 83% 83% chôn ở BCL, 5% đốt và 12 12% % tái chế ™ Năm 1993, 1993, 62 62% % chôn ở BCL, 16% 16% đốt, 4% làm phân và 16 16% % tái chế ™ Nhìn chung phan phần lơn lớn rá racc thai thải đeu... kiện hiếu khí LÀM PHÂN BÓN Vật liệu phủ h û khô kh âng thấm Vật liệu phủ không thấm Ong Á đục lổå, cấp khí Ống đục lổ, cấp khí Sự phan Sư phân bố bo nhiệt độ trong hệ thố thong ng lam làm phâ phan n Hoat Hoạt động củ cuaa vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ đã tạo nên các vùng nhiệt độä khác nhau Việäc cấp khí giú g p cho các vi sinh vậät phâ p n hủy chất hữu cơ phát triển CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP ™ Có thể... rá racc thai thải đeu đều đượ đươcc chon chôn lap lấp tạ taii Bãi chôn lấp ™ Rac Rác thai thải sinh hoạ hoatt co có the thể đượ đươcc lam làm giam giảm bang bằng cá cach ch tai tái chế thủy tinh, kim loại và giấy BÃI CHÔN LẤP ™ Mỗi khi chất thải được sinh ra, có nhiều phương pháp được sử dụng đểå xử lý và loại thải ™ Có lẽ phương pháp cổ điển nhất là đem chôn ™ Ban đầu các bãi chôn lấp thường gây nên... rò rỉ từ rác ™ Vấn đề chính của bãi chôn lấp vẫn là nước rò rỉ ™ Nhiều phương án được lựa chọn là làm sao hạn chế tối đa hoặc không cho nước rò rỉ ngấám xuốáng đấát Một số thiết kế của bãi chôn lấp Lớp phủ sau cùng Chất thai Chat thải Vò trí công tac Lớp chống thấm Lớp phủ Lơp phu hang hàng ngà ngayy Chất thải Lớp phủ trên cùng Khí Đá Vò trí chôn rác Mặt đất Khí Lơp Lớ p phu phủ trên cùng Đ ù Đá Ống... tạo từ hóa dầu và khó phân hủy ™ Mộ ột so số v vi ssinh vật co có khả a nă ang sa sản xuấ uatt raa cá cacc hơp ợp chất cao phân tử có thuộc tính giông plastic, nhưng dễ bò phân hủy sinh học ™ Sử dụng hợp chất cao phân tử sinh học làm giảm một lượng đáng kể việc khai thác dầu thô và kh â gay khong â ô nhiem hi ã moiâi trương t ườ Tái Chế ™ La Là lự lưaa chọ chon n thư thứ 2 trong việc lam làm giam giảm... thực phẩm, sữa, thòt, rau quả ™ Thông thường chất thải công nghiệp được xử lý trước khi xảû ra hệ h ä thố h áng thoá h ùt nướùc thả h ûi chung h củûa khu kh côâng nghiệp hoặc khu dân cư ™ Vì ham hàm lượ lương ng BOD cao nen nên xư xử ly lý kỵ khí la là phương pháp xử lý tối ưu thường được sử dụng ™ Khí methane thu được từ xử lý kỵ khí được sử dụng để đ sôâi và phá đun h ùt điệ đi än ... bệnh hơn là sử dụng hóa chất ™ Sư Sử dụ dung g tthiê en đòc đòch đe để kiể em soá soatt sau sâu bệnh ™ Vật liệu sinh học không gây độc và không gây ô nhiễ em mô oi trườ t ương ™ Tuy nhiên, việc sử dụng vật liệu sinh học cũng mang đế đen n nguy cơ tiem tiềm nă nang ng như cá cacc loà loaii ngoạ ngoaii lai hoặc biến thể của vật liệu sinh học Các hợp chất cao phân tử sinh học ™ C Chất thải rắn sinh hoatï ... vào việc sử dụng kim loại, thủy tinh tinh,, giấy Các phươn ng pháp xử lý y loạ ại thải chất thải rắn sin nh hoạ at, bùn thải chất thải lo ỏng độ oc Nước thải sinh hoạt Chất thải rắn (CN&NN) Chất. .. pháp tốt loại thải làm giảm “tại nguồàn” ™ Giảm ô nhiễm tạïi nguồ g n đượïc g gọïi công nghệ h” ” Công nghệ ™ Công nghệ liên quan đến thay đổi quy trình sản xuất, thay đổi công nghệ thay đổi... vật phân hủy chất hữu tạo nên vùng nhiệt độä khác Việäc cấp khí giú g p cho vi sinh vậät phâ p n hủy chất hữu phát triển CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP ™ Có thể chia thành chất thải rắn chất thải lỏng g