Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý môi trường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNGKHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC GVHD: ThS. Trương Thị Diệu Hiền SVTH: Nguyễn Minh Út 0707012 Lê Thị Ngọc 0707053 NỘI DUNG Giới thiệu Thành phần và phân loại rác thải sinh hoạt Đặc điểm của rác thải hữu cơ Một số phương pháp xử lý rác thải hữu cơ Một số quy trình ứng dụng vi sinh vật xử lý rác thải Kết luận GIỚI THIỆU Hiện nay rác thải sinh hoạt, phế thải và nước thải trong chế biến, sản xuất công nông nghiệp là một cản trở lớn cho sự phát triển mạnh mẽ của xã hội. Vấn đề ô nhiễm môi sinh ngày càng trở nên trầm trọng trên phạm vi toàn cầu. Việc sử dụng quá mức thuốc bảo vệ thực vật, phân hóa học không những gây hậu quả nặng nề đối với đất đai và sức khõe cộng đồng mà còn gây ô nhiễm môi trường nặng nề hơn. Mời các bạn xem đoạn video sau THÀNH PHẦN RÁC THẢI SINH HOẠT Khác với rác thải, phế thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt là một tập hợp không đồng nhất. Tính không đồng nhất biểu hiện ngay ở sự không kiểm soát được của các nguyên liệu ban đầu dùng cho sinh hoạt và thương mại. Sự không đồng nhất này tạo ra một số đặc tính rất khác biệt trong các thành phần của rác thải sinh hoạt. PHÂN LOẠI RÁC THẢI SINH HOẠT Phế thải rất đa dạng nhưng người ta xếp thành 3 nhóm: ĐẶC ĐIỂM CỦA RÁC THẢI HỮU CƠ Phế thải sinh hoạt là một tập hợp không đồng nhất. Rác thải sinh hoạt VN: + Thành phần hữu cơ chiếm 55 -65%. + Cấu tử phi hữu cơ (Kim loại, thủy tinh, rác xây dựng…) chiếm 12 -15%. + Thành phần khác chiếm 20 -33%. Cơ cấu thành phần cơ học trên của phế thải luôn biến động và thay đổi theo mức sống của cộng đồng.  Việc xử lý rác thải sinh hoạt ở VN bằng công nghệ VSV để sản xuất phân hữu cơ là rất thuận lợi. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ RÁC THẢI HỮU CƠ Phương pháp sản xuất khí sinh học (biogas) ủ yếm khí. Phương pháp ủ phế thải thành đống lên men có đảo trộn. Phương pháp ủ phế thải thành đống không đảo trộn và có thổi khí. Phương pháp lên men trong các thiết bị chứa. Phương pháp lên men trong lò quay. Phương pháp xử lý rác thải hữu cơ công nghiệp. Phương pháp ủ rác thải hữu cơ làm phân ủ. Phương pháp sản xuất khí sinh học (biogas) ủ yếm khí Phương pháp ủ phế thải thành đống lên men có đảo trộn Đây là phương pháp cổ điển nhất: Rác được chất thành đống có chiều cao khoảng 1,5 - 2,5m, mỗi tuần đảo trộn 2 lần. Nhiệt độ trung bình là 55oC , độ ẩm duy trì là 50 - 60%. Kết thúc quá trình ủ sau 4 tuần, 3 - 4 tuần tiếp theo không đảo trộn nữa,lúc này hoạt động của vi sinh vật sẽ chuyển hoá các chất hửu cơ thành mùn. Phương pháp này dễ thực hiện nhưng mất vệ sinh,gây ô nhiễm nguồn nước và không khí. PHƯƠNG PHÁP Ủ PHẾ THẢI THÀNH ĐỐNG KHÔNG ĐẢO TRỘN VÀ CÓ THỔI KHÍ Rác được chất thành đống cao 2-2,5m. Phía dưới được lắp đặt hệ thống phân phối khí. Nhờ quá trình thổi khí cưỡng bức mà các quá trình được tiến hành nhanh hơn,nhiệt độ ổn định và ít ô nhiễm.Phương pháp này đòi hỏi trình độ công nghệ vừa phải,dễ áp dụng. PHƯƠNG PHÁP Ủ PHẾ THẢI THÀNH ĐỐNG KHÔNG ĐẢO TRỘN VÀ CÓ THỔI KHÍ PHƯƠNG PHÁP Ủ PHẾ THẢI THÀNH ĐỐNG KHÔNG ĐẢO TRỘN VÀ CÓ THỔI KHÍ PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN TRONG CÁC THIẾT BỊ CHỨA Phương pháp này dựa trên cơ sở của các phương pháp trên, có thể kiểm soát chặt chẽ lượng khí và nước thải sinh ra trong quá trình lên men. Người ta thường bổ sung các vi sinh vật đã tuyển chọn để quá trình lên men xảy ra nhanh hơn, dễ kiểm soát hơn và ít ô nhiễm hơn. Phế thải được đưa vào lò quay với độ ẩm 50->60% trong khi quay phế thải được đảo trộn nên không cần thổi khí. Rác sau khi lên men lại được ủ chín thành đống trong vòng 20-> 30 ngày. PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN TRONG LÒ QUAY PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ RÁC THẢI HỮU CƠ VỚI QUY MÔ CÔNG NGHIỆP QUY TRÌNH XỬ LÝ RÁC THẢI HỮU CƠ RẮN Nguồn nguyên liệu chuẩn bị cho một đóng ủ phân hữu cơ gồm: Xác bã thực vật (đã phơi héo): rơm, lá cây, lục bình,… Phân chuồng Bạt nhựa phủ: có tác dụng để giữ ấm và làm nóng. Phân ure: liều lượng từ 50 – 200g/m3 trong trường hợp xác bã thực vật nhiều, phân chuồng quá ít. Tro bếp: 1 – 2kg/m3 Nấm trichoderma: 20 – 30g/m3. Phương pháp ủ rác thải hữu cơ làm phân ủ Quy trình ủ phân được tiến hành thực hiện theo các bước sau mà nông dân đều có thể làm được: Bước 1: Thu gom các nguồn hữu cơ ( đã tưới ẩm qua đêm) chất theo đống hoặc để trong bạt nhựa đục một lớp dày khoảng 20 cm. Bước 2: Tưới nước vừa đủ ẩm, trong quá trình tưới dùng chân đạp để đống hữu cơ được nén dẽ xuống. Bước 3: Rắc một lớp tro mỏng. Bước 4: Cho vào một lớp phân chuồng. Phương pháp ủ rác thải hữu cơ làm phân ủ Bước 5: Tưới Urea pha loãng chỉ khoảng 1 nắm tay nếu tỷ lệ bã thực vật nhiều hơn phân chuồng và một ít nấm Trichoderma. Bước 6: Cho thêm một lớp xác bã thực vật và tiếp tục lặp lại thứ tự trên (bước 1 đến bước 5) cho đến khi đống ủ cao khoảng 1,2-1,6 m. Bước 7: Lớp xác bã thực vật sau cùng khi tưới nấm Trichoderma được vun lên thành mô để tránh đọng nước trên bạt. Bước 8: Phủ kín và chèn thật kỹ bạt nhựa để giữ ẩm. Phương pháp ủ rác thải hữu cơ làm phân ủ  Sơ đồ chi tiết mô tả ủ phân ủ cơ vi sinh Phương pháp ủ rác thải hữu cơ làm phân ủ KĨ THUẬT XỬ LÝ BÙN LỎNG (DẠNG SỆT) Phương pháp xử lý này thì chất thải (bùn, chất thải rắn, đất ô nhiễm) được đảo trộn với nước trong thiết bị trộn để tạo dạng sệt. Việc khuấy trộn không những làm đồng nhất khối chất thải mà còn có tác dụng thúc đẩy nhanh một số quá trình: Phá vỡ các hạt (giảm kích thước khối chất rắn). Góp phần làm tăng quá trình giải hấp thụ. Tăng cường khả năng tiếp xúc giữa VSV và chất ô nhiễm. Giúp cho quá trình bay hơi của chất ô nhiễm nhanh hơn. Hiệu quả của quá trình phụ thuộc vào các yếu tố sau: Nồng độ của chất rắn trong bể phản ứng. Thiết kế thiết bị khuấy trộn. Thời gian lưu. KĨ THUẬT XỬ LÝ BÙN LỎNG (DẠNG SỆT) KĨ THUẬT SẢN XUẤT PHÂN VI SINH TỪ RÁC SINH HOẠT Quá trình sản xuất phân vi sinh theo 2 giai đoạn chủ yếu: Giai đoạn 1: Tạo nguyên liệu cho sản xuất còn gọi là chất mang. Chất mang được dùng là các hợp chất vô cơ (bột photphorit, bột apatit, bột xương, bột vỏ sò,..) hay các chất hữu cơ (than bùn, bã nấm, phế thải nông nghiệp, rác thải,..). Chất mang được ủ thiếu khí hoặc hiếu khí nhằm tiêu diệt một phần VSV tạp và trứng sâu bọ, bay hơi các hợp chất dễ bay hơi và phân giải phần nhỏ các chất hữu cơ khó tan. vỏ sò Bột apatit photphorit bột xương Các phế phẩm trong nông nghiệp Giai đoạn 2: Cấy vào nguyên liệu trên các chủng vi sinh vật thuần khiết trong điều kiện nhất định để đạt được hiệu suất cao. Tạo điều kiện thuận lợi cho VSV phát triển như đủ chất dinh dưỡng, có độ pH thích hợp, CO2 và nhiệt độ môi trường tối ưu chúng sẽ phát triển cực kỳ nhanh chóng. Ngược lại trong điều kiện bất lợi chúng sẽ không phát triển hoặc bị tiêu diệt, dẫn đến hiệu quả của phân bị giảm sút. Để cho phân vi sinh được sử dụng rộng rãi, người ta thường chọn các chủng vi sinh có khả năng thích nghi rộng hoặc dùng nhiều chủng trong cùng một loại phân. KĨ THUẬT SẢN XUẤT PHÂN VI SINH TỪ RÁC SINH HOẠT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC THẢI CẤP TRUNG ĐOÀN Học viện Hậu cần đã nghiệm thu và ứng dụng hệ thống trang thiết bị và quy trình công nghệ xử lý rác thải bằng chế phẩm sinh học quy mô cấp trung đoàn. Ngoài việc xử lý rác triệt để, hiệu quả, đơn vị còn thu được lượng phân vi sinh chất lượng cao phục vụ trồng trọt. Kỹ thuật viên vận hành hệ thống sàng nghiền phân vi sinh tại Trạm xử lý rác thải của Học viện Hậu cần. Hệ thống xử lý rác thải vận hành theo quy trình gồm 5 giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Rác thải sinh ra từ sinh hoạt, học tập, lao động và sản xuất của đơn vị được tập kết và phân loại tại chỗ. - Phần rác hữu cơ như lá cây, cỏ, thức ăn thừa… được cho vào thùng màu xanh. - Rác vô cơ và hữu cơ cao phân tử như đá, sỏi, thủy tinh, chất dẻo, túi ni-lông… cho vào thùng màu vàng. Rác từ các thùng đã phân loại tại nguồn đưa về khu tập kết. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC THẢI CẤP TRUNG ĐOÀN Giai đoạn 2: Rác thải hữu cơ được đưa vào bể ủ, còn rác vô cơ tiếp tục xử lý phân loại, vận chuyển đến nơi chôn lấp. Tại bể ủ, rác hữu cơ xếp thành từng lớp dày từ 20cm đến 30cm, rồi nén chặt. Giai đoạn 3: tưới hoặc rắc đều chế phẩm sinh học lên bề mặt lớp rác. - Đối với rác khô, dùng từ 5 đến 10 lít chế phẩm sinh học đã pha loãng với nồng độ từ 40 lít đến 50 lít nước cho mỗi lít chế phẩm sinh học, tưới đều lên bề mặt từng lớp rác. - Đối với rác ướt, dùng một kilôgam bột chế phẩm sinh học rắc đều lên bề mặt, hết lớp rác này đến lớp rác khác đến khi đầy bể ủ. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC THẢI CẤP TRUNG ĐOÀN Giai đoạn 4: Rác đã được tưới hoặc rắc bột chế phẩm sinh học được ủ kín bằng bạt dứa hoặc ni-lông dày, kỹ thuật viên theo dõi nhiệt độ và độ ẩm, nếu nhiệt độ quá cao, phải mở bạt hoặc tưới nước hạ nhiệt, đến ngày thứ 30 thì đảo trộn, cho rác sang bể ủ tiếp theo. Quy trình tưới dung dịch hoặc rắc chế phẩm sinh học như ban đầu. Bể trước tiếp tục nạp rác mới để bảo đảm hệ thống hoạt động liên tục. Giai đoạn 5: Sau 60 ngày ủ, rác đã “ngấu” được đưa sang hệ thống máy nghiền và sàng cho sản phẩm dạng bột; thêm phụ gia, chất dinh dưỡng, đóng gói thành các bao phân vi sinh. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC THẢI CẤP TRUNG ĐOÀN Công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp yếm khí tuỳ nghi ABT (Anoxy Biotechnology) của Công ty Công trình đô thị Ninh Thuận NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Rác tại các điểm tập kết trong thành phố được xử lý mùi bằng chế phẩm sinh học, sau đó đưa vào hầm ủ, trước khi đưa rác vào hầm ủ phun chế phẩm sinh học và chất phụ gia sinh học. Rác tại các điểm tập kết đưa về sân xử lý không cần phân loại cho vào hầm ủ, quá trình thực hiện có phun chế phẩm sinh học, dùng bạt phủ kín hầm và ủ trong thời gian 28 ngày, trong thời gian ủ cứ 3 ngày mở bạt kiểm tra, phun bổ sung chế phẩm sinh học lên bề mặt. Sau 28 ngày ủ, đưa rác lên phân loại, rác phi hữu cơ chế biến riêng, mùn hữu cơ chế biến thành phân hữu cơ sinh học. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ Ưu điểm: Tái chế các chất không phân huỷ thành những vật liệu có thể tái sử dụng được. Không tốn đất chôn lấp chất thải rắn. Không có nước rỉ rác và khí độc hại, khí dễ gây cháy nổ sinh ra trong quá trình phân huỷ hữu cơ do đó không gây ô nhiễm môi trường. Không cần phân loại ban đầu do đó không làm ảnh hưởng đến công nhân lao động trực tiếp sản xuất. Vận hành đơn giản, chi phí vận hành thường xuyên không cao. Phạm vi áp dụng: Có thể áp dụng xử lý rác cho nhiều quy mô công suất khác nhau, ở các khu vực nông thôn, thành thị. Khu xử lý có thể xây dựng không quá xa đô thị do không có nước rỉ rác và các khí độc hại thải ra. Chi phí chuyển giao công nghệ không cao so với các công nghệ khác và có thể áp dụng cho việc xử lý rác tại các bãi chứa rác ở các xã, thị trấn cách xa bãi rác lớn tập trung của huyện thị. ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN VI SINH TỪ PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP Rác thải được tái chế thành sản phẩm cung cấp cho nông nghiệp XỬ LÝ RÁC BẰNG CÔNG NGHỆ HIỆN ĐẠI Mời cô và các bạn xem đoạn video sau KẾT LUẬN Rác thải là một vấn đề nhức nhối của xã hội, làm sao giải quyết vấn đề lượng rác thải khổng lồ từ các nguồn công-nông nghiêp, rác thải sinh hoạt , y tế,….? Vì vậy việc dùng các biện pháp xử lý sinh học đã đạt đươc hiêu quả cao và ít ảnh hưởng đến môi trường hơn thế nữa ta còn có thể tái chế phế thải sau xử lý, thành phân hữu cơ bón cho cây trồng. TÀI LIỆU THAM KHẢO