Bài thảo luận: VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÍ PHẾ THẢI

Chia sẻ: Mai Hoang Yen | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:36

Thêm vào BST

Báo xấu

314
lượt xem 100
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phế thải có nhiều nguồn gốc khác nhau: rác thải sinh hoạt, rác thải đô thị, rác thải nông nghiệp, rác thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp v.v…

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thảo luận: VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÍ PHẾ THẢI

Năm học 2010 – 2011
DANH SÁCH NHÓM 2 1. Huỳnh Minh Chúc 2. Đào Ngọc Chúc 3. Nguyễn Tấn Dình 4. Lâm Thị Chúc Lam 5. Đỗ Hồng Mơ 6. Trương Thúy Nghi 7. Lê Văn Nghị 8. Trần Thị Như 9. Huỳnh Thị Vân Quỳnh 10. Võ Minh Sớm 11. Thang Phương Thùy 12. Ngô Trà Tre 13. Trần Minh Trí 14. Hồ Kiều Yến
VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÍ PHẾ THẢI I – TÌM HIỂU CHUNG VỀ PHẾ THẢI 1. Khái niệm chung Phế thải là gì ? Phế thải là sản phẩm loại bỏ được thải ra trong quá trinh hoạt động, sản xuất, chế biến của con người. Nguồn gốc của phế thải Phế thải có nhiều nguồn gốc khác nhau: rác thải sinh hoạt, rác thải đô thị, rác thải nông nghiệp, rác thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp v.v… Nguyên nhân tạo ra phế thải – Do dân số tăng nhanh. – Trình độ hiểu biết của nguời dân còn thấp. – Ý thức, trách nhiệm còn kém. – Các cấp chính quyền địa phương còn lơ là đối với việc quản lí môi trường. – Quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ. Phân loại phế thải Phế thải rất đa dạng nhưng có thể xếp thành 3 nhóm: phế thải hữu cơ, phế thải rắn, phế thải lỏng. 2. Tác hại và tác dụng của phế thải Tác hại của phế thải – Làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng: ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm đất… – Gây độc hại cho sức khỏe con người, vật nuôi và cây trồng. – Làm mất cảnh quan văn hóa v.v… Tác dụng của phế thải Một số loại phế thải, rác thải có thể dùng để tái chế; rác sau khi xử lí có thể dùng để làm phân bón… 3. Các biện pháp xử lí phế thải Gồm 4 biện pháp: Trang 1
Biện pháp chôn lấp – Ưu điểm: Đơn giản và dễ làm. – Khuyết điểm: + Tốn kém diện tích đất. + Thời gian xử lí lâu. + Sinh ra nhiều khí độc như CH4, H2S, NH3… gây nên mùi hôi thối. Biện pháp đốt Trang 2
– Ưu điểm: Là biện pháp tạm thời để xử lí lượng rác thải lớn. – Khuyết điểm: + Gây ô nhiễm không khí rất nghiêm trọng. + Gây hiệu ứng nhà kính. + Gây nên các loại bệnh về hô hấp. + Tốn kém nguyên liệu dùng để đốt Biện pháp thải ra sông ngòi và ra biển Đây là biện pháp rất nguy hiểm, gây ô nhiễm nghiêm trọng không khí, nguồn nước, tiêu diệt sinh vật sống trong nước, gây ô nhiễm toàn cầu. Biện pháp sinh học Trang 3
Đây là biện pháp dùng công nghệ vi sinh vật để phân hủy rác thải, là biện pháp tối ưu nhất và đang được quan tâm sử dụng rộng rãi. II – CHẾ PHẨM VI SINH VẬT DÙNG TRONG XỬ LÍ PHẾ THẢI SINH HOẠT (RÁC THẢI), PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP 1. Đặc điểm của rác thải, phế thải nông nghiệp Đặc điểm rác thải: – Đó là một tập hợp không đồng nhất, cơ cấu thành phần luôn biến động và thay đổi theo mức sống của cộng đồng. – Đặc điểm rác thải sinh hoạt Việt Nam: + Thành phần hữu cơ chiếm 55 – 65% + Cấu tử phi hữu cơ (kim loại, thủy tinh, rác xây dựng…) chiếm 12 – 15%. + Cấu tử khác chiếm 20 – 33%. Đặc điểm phế thải nông nghiệp: Là phế phẩm bỏ đi của quá trình sản xuất và chế biến trong nông nghiệp, tàn dư thực vật… chứa nhiều hợp chất xơ sợi khó phân giải. Trang 4
2. Thành phần của rác thải, phế thải nông nghiệp Cellulose Cellulose là thành phần chủ yếu trong tế bào thực vật. Trong phế thải, cellulose thường tồn tại ở các dạng sau: - Phế liệu nông nghiệp: rơm rạ, lá cây, vỏ lạc, vỏ trấu, lõi thân ngô... - Phế liệu công nghiệp thực phẩm: vỏ và xơ quả, bã mía, bã cà phê, bã sắn... - Phế liệu trong công nghiệp chế biến gỗ: rễ cây, mùn cưa, gỗ vụn... - Các chất thải gia đình: rác, giấy loại... Cơ chế phân giải cellulose: Những vi sinh vật phát triển trên hợp chất chứa cellulose tiết ra các loại enzyme thích hợp để phân hủy và chuyển hóa cellulose. Endoglucanaza Exoglucanaza Cellobioza Cellulose Cellulose Đường Glucose tự nhiên Hoạt động hòa tan Hemicellulose Hemicellulose có khối lượng khá lớn trong phế thải, chỉ đứng sau cellulose Cơ chế phân giải hemicellulose: Phần lớn hemicellulose có tính chất tương đồng với cellulose, do đó cơ chế phân giải hemicellulose cũng tương tự như phân giải cellulose. Tuy nhiên, hemicellulose có phân tử lượng nhỏ hơn, cấu trúc đơn giản hơn, kém bền vững hơn nên vi sinh vật dễ phân giải và phân giải nhanh hơn so với cellulose. Lignin Là những hợp chất cao phân tử có thành phần và cấu trúc phức tạp. Cơ chế phân giải lignin: Vi sinh vật tiết enzyme phân giải lignin có khoảng 15 loại nhưng các enzyme đóng vai trò chủ chốt là: Ligninaza, lignin pezocydaza, mangan pezocydaza và laccaza. Trang 5
3. Vi sinh vật phân giải rác thải sinh hoạt, phế thải nông nghiệp Vi sinh vật phân giải hợp chất chứa cellulose: Gồm vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, động vật nguyên sinh v.v… – Vi khuẩn: + Vi khuẩn hiếu khí: Cytophaga; Sporocytophaga; Sorangium; Cellvibrio + Vi khuẩn kị khí: Clostridium; Bacillus + Vi khuẩn sống ở dạ dày động vật ăn cỏ: Ruminococcus; Flavefaciens; Butyrivibrio; Bacteroides. + Ngoài ra còn có các chủng khác như: Cellulomonas; Acetobacter; Clostririum; Pseudomonas. – Nấm sợi: Các loại nấm sợi phân giải mạnh cellulose là Trichoderma; Penicillium; Phanerochate; Sporotrichum; Sclerotium. Trong đống ủ phế thải có nhiều loại nấm như Aspergillus; Alternaria; Chaetomium; Coprinus; Fomes; Fusarium; Myrothecium; Penicillium; Polypones; Rhizoctonia; Rhizopus; Tricoderma... – Xạ khuẩn: Có 2 nhóm là xạ khuẩn ưa ấm (phát triển mạnh ở 28 – 300C) và xạ khuẩn ưa nhiệt (phát triển mạnh ở 60 – 700C). Trong đống ủ phế thải có các loại xạ khuẩn như Actinomyces; Streptomyces; Frankia; Nocardia; Actinopolyspora; Actinosynoema; Dermatophilus; Pseudonocardia; Cellulomonas. Vi sinh vật phân giải hemicellulose: – Vi khuẩn: Ruminococcus; Bacillus ; Bacteroides; Butyvibrio; Clostridium. – Nấm sợi: Aspegillus; Penicillium; Trichoderma. Vi sinh vật phân giải lignin: – Vi khuẩn: Pseudomonas; Xanthomonas; Acinebacter – Nấm: Basidiomycetes; Acomycetes – Xạ khuẩn: Streptomyces. Trang 6
4. Quy trình xử lí rác thải hữu cơ Phương pháp sản xuất khí sinh học (Bioga) - ủ yếm khí – Ưu điểm: + Thu được nhiều loại khí làm chất đốt. + Không làm ô nhiễm môi trường. + Phế thải sau khi xử lí được chuyển hóa thành phân hữu cơ có hàm lượng chất dinh dưỡng cao được dùng để bón cho cây trồng. – Khuyết điểm: + Khó lấy các chất thải sau khi lên men. + Thực hiện phức tạp. + Vốn đầu tư lớn. + Năng suất thấp. + Khó khăn trong việc tuyển chọn nguyên liệu. Phương pháp ủ phế thải thành đống, lên men tự nhiên có đảo trộn Trang 7
– Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực hiện. – Khuyết điểm: Mất vệ sinh, gây ô nhiễm nguồn nước và ô nhiễm không khí. Phương pháp ủ phế thải thành đống không đảo trộn và có thổi khí Ưu điểm: Các quá trình chuyển hóa nhanh, nhiệt độ ổn định, ít ô nhiễm môi trường. Trang 8
Phương pháp lên men trong các thiết bị chứa Ưu điểm: Các vi sinh vật được tuyển chọn để bổ sung cho hệ vi sinh vật tự nhiên có trong đống ủ nên quá trình xảy ra nhanh, dễ kiểm soát, ít ô nhiễm. Phương pháp lên men trong lò quay Trang 9
– Ưu điểm: nhanh chóng – Khuyết điểm: thực hiện phức tạp Phương pháp xử lí rác thải hữu cơ công nghiệp (ủ rác theo phương pháp công nghiệp) – Ưu điểm: + Mức độ tự động hóa cao. + Rác được phân hủy tốt. + Tạo được nguồn phân bón – Khuyết điểm: + Đòi hỏi trình độ khoa học công nghệ cao. + Chi phí tốn kém. Phương pháp ủ rác thải hữu co làm phân ủ Trang 10
– Ưu điểm: + Tiết kiệm chi phí vận chuyền + Dễ dàng thu gom nguyên liệu. + Ứng dụng cho nhiều loại rác sinh hoạt, phế thải nông nghiệp, công nghiệp v.v… + Tạo được nguồn phân bón. – Khuyết điểm: + Chi phí vốn lớn. + Diện tích sử dụng lớn. + Tốn nhiều công sức phân loại và tuyển chọn rác. 5. Một số loại chế phẩm xử lí: – Chế phẩm EM (Effective Micro-organisms) sử dụng trong xử lí rác thải sinh hoạt, chuồng trại chăn nuôi và sản xuất rau an toàn. Quy trình sử dụng, bảo quản các loại chế phẩm EM rất đơn giản và thuận tiện. Chế phẩm được sản xuất từ các hợp chất hữu cơ, thảo dược và các vi sinh vật sống có ích, do đó không gây độc hại cho người sử dụng và môi trường. Giá thành của các loại chế phẩm EM rẻ, phù hợp với người tiêu dùng trên địa bàn tỉnh. Trang 11
Chế phẩm EM gồm các loại: + Chế phẩm E.M 2: Là dung dịch được sản xuất từ EM gốc, có tác dụng phân giải các chất hữu cơ, khử mùi hôi chuồng trại chăn nuôi, làm sạch môi trường; cải thiện tính chất hoá lí của đất; kích thích tiêu hoá, giúp tăng trưởng vật nuôi. Được dùng trong trồng trọt, chăn nuôi và xử lí môi trường. + Chế phẩm E.M 5: Là dung dịch được sản xuất từ EM gốc. Được sử dụng trong trồng trọt, dùng để xua đuổi côn trùng, diệt trừ một số sâu hại; hạn chế, phòng ngừa bệnh tật, sâu hại, tăng cường khả năng đề kháng, chống chịu của cây trồng. + Chế phẩm E.M - F.P.E: Là dung dịch chiết xuất cây trồng được lên men từ EM gốc. Dùng trong trồng trọt nhằm bổ sung chất dinh dưỡng, kích thích sinh trưởng cây trồng, làm tăng năng suất và chất lượng cây trồng. + Chế phẩm E.M - Bokashi chăn nuôi: Là hỗn hợp các chất hữu cơ lên men với EM 2. Dùng trong chăn nuôi nhằm tăng cường khả năng tiêu hoá và hấp thụ các loại thức ăn tốt hơn, tăng khả năng miễn dịch, chống lại bệnh tật, ngăn chặn mùi hôi trong chuồng trại... + Chế phẩm E.M - Bokashi môi trường: Là hỗn hợp các chất hữu cơ lên men với E.M 2. Trong trồng trọt dùng để xử lí đất trồng trước và sau khi thu hoạch, xử lí phế thải nông nghiệp sau thu hoạch. Trong chăn nuôi dùng để xử lí môi trường chuồng trại chăn nuôi, làm giảm thiểu mùi hôi chuồng trại và giúp cho vật nuôi tránh được một số bệnh về hô hấp, bệnh ngoài da... Sản xuất chế phẩm EM Trang 12
– Chế phẩm vi sinh Biovina + Được dùng để xử lí chất thải tạo ra phân hữu cơ vi sinh. + Giống vi sinh Biovina đảm bảo tính thuần khiết, ổn định, có khả năng phân giải các chất hữu cơ nhanh, môi trường và điều kiện nuôi cấy có sẵn ở Việt Nam, quy trình công nghệ đơn giản và dễ thực hiện. + Có 2 loại: Biovina 1: Xử lí rác thải. Biovina 2: Xử lí nước thải. – Xử l rác thải ở nông thôn bằng Bio Micromix. Hình A: Mô hình đống ủ rạ xử lí tại ruộng bằng Biomix 1 (Micromix 3); Hình B: Sau khi xử lí 30 ngày rơm rạ ở đống ủ có bổ sung chế phẩm vi sinh vật đã mủn và gãy vụn Trang 13
Nước ao tại làng nghề tái chế nhựa Đông Mẫu, Yên Đồng, Yên Lạc, Vĩnh Phúc được xử lí bằng Biomix 2 (Hình A: trước khi xử lí ; Hình B: sau khi xử lí) III – CHẾ PHẨM VI SINH VẬT DÙNG TRONG XỬ LÍ PHẾ THẢI HỮU CƠ RẮN Chất thải rắn có thể xử lí bằng phương pháp sinh học là chất thải có các thành phần hữu cơ cao như: rác thải đô thị, phế thải nông công nghiệp, chất thải rắn của các ngành chế biến nông sản và thực phẩm v.v… 1. Chất thải của ngành công nghiệp mía đường và các giải pháp xử lí. a) Các loại phế thải của ngành công nghiệp mía đường – Lá và ngọn mía: Đây là loại phế thải chính, chiếm khối lượng lớn (25 – 30%) với thành phần hóa học đa dạng như C; H; O; N; Si; cellulose; hemicellulose; lignin… – Bã mía: là chất thải của công đoạn ép mía, chiếm 25 – 30% khối lượng đem ép. Thành phần hóa học gồm cellulose; hemicellulose; lignin; chất béo; tro; silic… – Bùn lọc: là chất thải của công đoạn làm trong nước mía thô, có thành phần hóa học là chất béo; xơ; đường; SiO2; CaO; MgO; P2O5… b) Nghiên cứu bước đầu về xử lí phế thải ngành mía đường Xử lí lá mía, ngọn mía: – Hướng xử lí: Tái sử dụng lá mía, ngọn mía để thay thế phân chuồng bón cho cây mía. Trang 14
– Thực tiễn nghiên cứu: + Vũ Hữu Yêm, Trần Công Hạnh (1995 – 1997) nghiên cứu hiệu quả việc vùi lá và ngọn mía kết hợp với phân NPK. + Tác giả Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Đình Mạnh (2001 – 2002) nghiên cứu xử lí lá, ngọn mía bằng chế phẩm vi sinh vật. Đây là phương pháp xử lí tiện lợi và cho hiệu quả kinh tế cao. Xử lí bã mía: Có các hướng xử lí sau: – Làm chất đốt phục vụ cho khâu chưng cất đường. – Sử dụng làm giá thể nuôi nấm ăn. – Trộn bã mía với đất có bổ sung các chất dinh dưỡng để làm bầu ươm cây giống. Mùn mía: Dùng men vi sinh vật phân hủy những chất còn lại trong mùn mía và dùng những chủng vi sinh vật có ích có bổ sung NPK để làm phân hữu cơ vi sinh vật bón cho ây trồng. c) Kết quả bước đầu về xử lí phế thải hữu cơ và bã mía. – Xử lí vi sinh vật vào đống ủ có đảo trộn (xử lí hiếu khí và bán hiếu khí): Vi sinh vật được hòa với nước và phun đều vào đống ủ, đảm bảo độ ẩm từ 60 – 70%, đống ủ được đánh thành luống (kích thước 2,0 x 1,5m) dọc theo sân ủ có mái che, cứ 15 ngày đảo trộn 1 lần. – Xử lí vi sinh vật vào bể ủ không đảo trộn (xử lí yếm khí): Cho phế thải vào bể mỗi lớp dày khoảng 30cm rồi phun dịch vi sinh vật vào. Khi đầy bể thì lấy bùn ao trát kín bề mặt bể. Trang 15
Quy trình xử lí chế phẩm vi sinh vật vào đống ủ phế thải 2. Phế thải công nghiệp chế biến cà phê và giải pháp xử lí. a) Phế thải rắn từ vỏ cà phê. – Thành phần có trong phế thải: chủ yếu là lignin, cellulose, hợp chất lignin-cellulose và các chất khác. – Vi sinh vật phân giải: + Nấm: Gồm các giống như Chladomyces; Penicilium; Trichderma; Fusariumoxysporium. + Vi khuẩn: Gồm các chủng như Sporocytophaga methanogenes; Rudbeckia hirta L. – Biện pháp xử lí truyền thống ở Việt Nam là: Dùng một phần vỏ cà phê để làm giá thể nuôi trồng nấm ăn, còn phần lớn đổ Trang 16
vào môi trường gây ô nhiễm. Hiện nay các nhà khoa học đang thử nghiệm xử lí bằng công nghệ vi sinh vật. b) Một số kết quả bước đầu về xử lí phế thải vỏ cà phê bằng vi sinh vật. – Ủ thành đống lớn không có vách ngăn ở ngoài trời, phun chế phẩm vi sinh vật. Sau 4 tháng quá trình mùn hóa được 80%. – Xử lí trong các hố trong vách ngăn ở trong nhà, phun chế phẩm vi sinh vật. Sau 3 tháng quá trình mùn hóa được 80%. – Để tự nhiên ngoài trời không phun chế phẩm vi sinh vật (đối chứng). Sau 1 năm quá trình mùn hóa mới được 80%. c) Tái chế phế thải sau xử lí làm phân bón. Vỏ cà phê ủ 3 – 4 tháng trộn với NPK, phân vi lượng và vi sinh vật hữu hiệu tạo thành phân hữu cơ vi sinh bón cho cây trồng. Kết quả sau khi bón so với đối chứng: - Cây mía: năng suất thực thu tăng 4 – 16%. - Cây ngô: năng suất thực thu tăng 12 – 25%. - Cà phê: năng suất thực thu tăng 11 – 19%. - Cao su: tăng tỉ lệ mủ sau một lần cạo. IV – CHẾ PHẨM VI SINH VẬT XỬ LÍ NƯỚC THẢI. 1. Nguồn nước thải. Nước thải sinh hoạt: Chứa nhiều phân rác, các hợp chất hữu cơ, các muối hòa tan, nhiều loại vi sinh vật có hại, các loại trứng giun, sán… Nước thải công nghiệp: Chứa hàm lượng cao các hợp chất hữu cơ (protein, carbonhydrate, dầu mỡ… ); hemicellulose; lignin; các hợp chất hóa học khó phân hủy khác; kim loại nặng,… 2. Khu hệ vi sinh vật và tác nhân gây bệnh trong nước thải. a) Khu hệ vi sinh vật trong nước thải. – Vi khuẩn gây thối: Pseudomonas fluorecens, P. aeruginosa, Proteus vulgaris, Bac. cereus, Bac. subtilis, Enterobacter cloacae... Trang 17
– Vi khuẩn phân giải đường, cellulose, urea: Cellulose, urea: Bac. cellosae, Bac. mesentericus, Clostridium, Micrococcus urea, Cytophaga sp... – Vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh: Thiobacllus, Thiothrix, Beggiatoa. – Vi khuẩn nitrat hóa: Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans. – Vi khuẩn phân giải hydrocarbon: Pseudomonas, Nocardia... – Nấm: gồm các giống nấm men Saccharomyces, Candida, Cryptococcus, Rhodotorula, Leptomitus lacteus, Fusarium aquaeducteum... – Tảo: tảo silic Bacillariophyta; tảo lục Chlorophyta; tảo giáp Pyrrophyta. b) Các tác nhân gây bệnh trong nước thải. – Vi khuẩn gây bệnh thương hàn (Salmonella dyenteria). – Vi khuẩn gây bệnh kiết lỵ (Shigella). – Xoắn khuẩn gây chứng sưng gan, sưng thận và tê liệt thần kinh trung ương (Leptospira). – Vi khuẩn đường ruột (E. Coli) và các vi khuẩn gây bệnh đường ruột thuộc nhóm Coliform. – Vi khuẩn lao (Mycobacterium tuberculosis). – Phẩy khuẩn tả (Vibrio cholera). – Các chủng virus như Adenovirus; Echo; Coxsackie. c) Vai trò của vi sinh vật trong việc làm sạch nước thải. Vi sinh vật đóng vai trò chủ chốt trong quá trình tự làm sạch của nước thải. 3. Các phương pháp xử lí nước thải. a) Xây dựng trạm xử lí nước thải. Trang 18