Ch ng 10 ươ
VI SINH NG D NG TRONG X LÍ PH TH I Ả Ử Ụ Ế
Ứ Ậ Ế Ế Ẩ Ạ Ả
ạ ệ ệ ướ
ng trong s phát tri n m nh m c a quá trình s n xu t, ch ả ả ườ
ệ ấ ỉ ả ẽ ủ ộ
ồ ướ ả ế ễ ế ả ấ ự ạ ộ ễ
ồ ậ ễ ấ
ị
ố ệ ử
ả ả ạ ộ ạ ỏ ượ ấ c th i ra trong quá trìnhho t đ ng, s n xu t,
i.
ị ồ ả ạ ồ ế ả ế ế ủ ế ả
ả ệ ề ế ả
ệ ư
ả ế ế ấ c gi ng, nhà máy thu c lá, nhà máy bia, n ố ả ế ế i khát, các lò m các nhà máy ch ổ
ả ồ ộ
i : ph th i r t đa d ng, nh ng ng ạ ế ườ ế ả io ta x p thành 3 nhóm sau : ph th i
ế ả ỏ
ế ả ử ệ
ấ
ệ ấ ư ệ
ể ể ồ ỉ
nhi u n ớ Ở ề ự ụ ờ ể ấ ố ờ
ừ ệ ế ế
ệ
ượ ệ ạ ờ
ể ấ
ề ệ ứ ệ ể ố ệ ấ
ng ph th i quá nhi u. Bio n pháp này gây ô ạ ng không khí r t nghiêm tr ng, gây hi u ng nhà kính và các lo i ườ ặ ả ế ả ọ ấ ố ổ ệ
c,tiêu di ướ ệ t ệ ể ồ
ể ể c, gây ô nhi m toàn c u. ầ ể
ọ
ế ả ố ư ệ
ọ ể ử ử ụ
ệ t c các n ố ướ ự ệ ọ
ề
ọ ằ ủ
i lâu. I. CH PH M VI SINH V T DÙNG TRONG X LÍ PH TH I SINH HO T Ử ộ c th i sông, công nghi p là m t Hi n nay rác th i sinh ho t và ph th i, n ế ả ế th m h a khó l ạ ể ọ bi n nông, công nghi p và ho t đ ng c a toàn xã h i. Ph th i không ch làm ô ủ ng sinh thái, ô nhi nm ngu n n ộ ạ ế c, ô nhi m đ t, gây đ c h i đ n nhi m môi tr ườ s c kh e con ng i, v t nuôi và cây tr ng, mà còn làm m t đi c nh quan văn hóa ườ ả ỏ ứ đô th và nông nghi p nông thôn. ệ 1. Ngu n g c ph th i và bi n pháp x lí : ế ả Ph th i là s n ph m lo i b đ ẩ ả ch bi n c a con ng ườ ư Ph th i có nhi u ngu n khác nhau : rác th i sinh ho t ; rác th i đô th ; tàn d ế ả th c v t ; ph th i do quá trình s n xu t, ch bi n nông, công nghi p ; ph th i ấ ự ậ các nhà máy công nghi p nh nhà máy gi y, khai thác ch bi n than, nhà máy t ừ ế đ ướ ườ bi n rau qu , đ h p,….. ế Tóm l ư ế ả ấ ạ h u c , ph th i r n, p[h th i l ng. ế ả ắ ữ ơ 2. Bi n pháp x lí ph th i : ế ả ử ệ Nhìn chung có 4 bi n pháp x lí ph th i sau : 2.1. Bi n pháp chôn l p : 4, H2S, Chôn l p là bi n pháp x lí lâu đ i, có mùi hôi th i, sinh ra khí đ c nh CH ộ ử ố ỉ NH3 rò r , làm ô nhi m đ t, ô nhi m ngu n nu c. c đ ch ng rò r ố ướ ấ ng oi ta xây b l n, nh ng r t t n kém, th i gian s d ng b không đ c lâu. ượ ể ư ể ớ ngày càng nhi u khi m khuy t. Bi n pháp này b c l ộ ộ ề 2.2. Bi n pháp đ t ố Đây là bi n pháp t m th i khi l ệ nhi m môi tr b nh hô h p, m t khác bi n pháp này r t t n nhiên li u dùng đ đ t. ệ 2.3.Bi n pháp th i ra h sông, ngòi và đ ra bi n ồ Đây là bi n pháp r t nguy hi m, gây ô nhi m không khí, ngu n n ấ sinh v t s ng d i n ướ ướ ậ ố 2.4. Bi n pháp sinh h c ệ i u nh t, nó Hi n nay dùng bi n pháp sinh h c đ x lí ph th i là bi n pháp t ấ ệ đang đ c đang s d ng. Nghĩa là dùng công ngh VSV đ phân c t ể ệ ượ ấ ả h y ph th i. Mu n th hi n bi n pháp này, đi u quan tr ng nh t đó là ph i phân ề ấ ủ ả ệ ế ả ể ự i không th th c lo i ph th i, vì trong ph th i có nhi u ph li u khó phân gi ế ệ ế ả ả ạ ế ả c bi n pháp này nh túi polictylen, chai l hi n đ b ng th y tinh và nh a, đó là ượ ự ư ệ ệ các ph li u r b, b n, phân gi ả ế ệ ắ ề
ạ ả ệ
ấ ớ ấ
ạ ở ự ươ ộ ậ ể ự
ả ấ ạ ệ ầ ệ ộ ố ặ
ọ ầ ạ ơ ủ ủ ế ấ ử ữ ủ h u c c a rác sinh ho t thành ph n hóa h c ch y u c a
ấ
i rác th i sinh ho t, ph th i nông nghi p ạ ả ệ ế ả
ấ ả ng pháp x lí ph th i b ng công nghi p vi sinh v t ậ ế ả ằ ọ
ươ ờ ự ạ ộ ấ
ấ ượ
ơ ể i đ ạ ượ ng pháp này là nh s ho t đ ng c a VSV mà các ch t khó tan c chuy n thành ể c chuy n hóa ti p thánh các ch t khí trong đó ch y u là ủ ế khác) đ ử ấ ế
ng pháp này là có th thu đ Ư ể ượ ươ ủ ấ ạ
t l ệ ượ
ể ấ ượ ữ ơ
c và cho nhi ng. Ph th i sau khi lên men đ ẩ ng cao đ bón cho cây tr ng. tuy nhiên ph ng pháp này có nh ng nh ượ ế ả ể ươ ữ ồ
ấ ộ
ả ph c t p, v n đ u t ấ ứ ạ ắ ự ị ấ ấ ố
l n ; năng su t th p do s sinh tr ề ặ
ng pháp ự
ề 0C, đ m t ộ ẩ ệ ộ ố ủ ế
nhiên có đ o l n ả ộ ộ ầ 1,5 – 2,0m đ o tr n m i tu n m t l n. ầ ỗ ộ ả ừ ả 50 – 70%. Sau 3 – 4 tu n ti p không đ o c và ng pháp này đ n gi n nh ng m t v sinh, gây ô nhi m ngu n n là 55 – 60 ơ ấ ệ ầ ể ướ ư ả ồ
ph th i thành đ ng không đ o tr n và có th i khí ả ộ
1,5 – 2,0m. Phía d ủ ế ả ố ng pháp ấ ướ ượ ắ ố ừ
ổ ộ c l p đ t m t ặ ng b c mà các hóa trình ố ờ ổ
i đ ứ t đ n đ nh, ít ô nhi m môi tr c nhanh h n, nhi ng. ệ ộ ổ ườ
ị t b ch a
ế ị ứ ứ ế ị ể
3. Thành ph n c a rác th i sinh ho t ả ạ ầ ủ Khác v i rác th i, ph th i công nghi p, rác th i sinh ho t là m t t p h p không ế ả ợ ả đ ng nh t. Tính không đ ng nh t bi u hi n ngay s không ki m soát đ ượ ủ c c a ể ồ ồ ệ ấ ng m i. S không đ ng nh t các nguyên li u ban đ u dung cho sinh ho t v à th ồ ạ này t o ra m t s đ c tính r t khác bi t trong các thành ph n c a rác th i sinh ủ ầ ho t.ạ - Trong các c u t chúng ch y u là C, H, O, N, S và ch t tro. ủ ế 4. Vi sinh v t phân gi ả ậ 4.1. Vi khu n ẩ Cytophaga, Sporocytophaga, Sorangum, bacillus, Ruminococcus, Eavefaciens; Butyrivibrio; Cellulomonas; Acetobacter; Pseudomonas….. 5. Quy trình x lí rác h u c ữ ơ ử 5.1. Các ph ệ ươ ử y m khí 5.1.1 Ph ng pháp s n xu t khí sinh h c (Bioga) - ủ ế ươ C s ph ơ ở ủ (xenluoz , lignin, hemixeuloz và các ch t cao phân t ơ d tan. Sau đó l ễ metan. c m t lo t các ch t khí, có u đi m c a ph ể ộ ng cao, s d ng làm ch t đ t không ô nhi m môi th cháy đ ấ ố ử ụ ể c chuy n hóa thành h u c có ch t dinh tr ườ c d ượ ưở đi m là : khó l y các ch t th i sau khi lên men ; là quá trình k khí b t bu t vì v y ậ ể t k b ưở vi c thi ng ế ế ể ủ ầ ư ớ ệ ch m c a vi khu n sinh metan có m t trong rác ; g p nhi u khó khăn trong khâu ẩ ủ ặ ậ tuy n ch n nguyên li u. ệ ọ ể ph th i thành đ ng, lên men t 5.1.2 Ph ươ ố ủ ế ả c h t thành đ ng có chi u cao t Rác đ ố ượ ấ t đ đ ng Nhi ừ tr n. Ph ươ ộ không khí. 5.1.3. Ph ươ Ph th i đ c ch t thành đ ng cao t ế ả ượ h th ng phân ph i khí. Nh có quá trình thh i khí c ưỡ ệ ố chuy n hóa đ ượ ể ơ ể 5.1.4. Ph ng pháp lên men trong các thi ươ Ph th i đ ế ả ượ ng khí và n L t b ch a có dung tích khác nhau đ lên men. ẽ c th i sinh ra trong quá trình lên men đu c ki m soát ch c ch . ợ c cho vào các thi ướ ượ ể ả ặ
c tuy n ch n b sung cho h VSV t ố ọ ệ ể ủ ự ượ , nh đó ờ
ể ổ ễ ể nhiên trong đ ng ơ
ng pháp lên men trong lò quay
ậ ế ả ượ
ộ ậ ừ
c thu gom, phân lo i, đ p nh b ng búa, đ a vào lò quay nghiêng ỏ ằ ạ c đ o tr n do v y không 50 – 60%. Trong khi quay, ph th i đ ế ả ượ chín thành đ ng trong vòng 20 – 30 ư ả ố i đ oc ạ ự ủ
ng pháp x lí rác th i h u c công nghi p ệ ử
ệ
ộ ỏ ả ữ ơ rác công ngji p này là t ạ
ộ ả ầ ư ủ đ ng hóa cao, do đó rác ự ộ i đòi h i trình đ khoa h c công ngh cao, chi phí ệ ọ c đang phát c a các n ướ
ng pháp ươ
ế ả ữ ơ ị ỏ rác th i h u c làm phân ượ
ệ ượ ế ế
ễ
ấ ể ố
ng pháp này. ạ ề ệ ế ả
ươ ả ể ử ả c theo ph ố
ử ụ ậ ấ ệ ể ạ ọ
Ế
Ẩ ả ủ Ử ườ Ế ấ ệ
ườ ẩ
Ả Ữ Ơ Ắ ng và các gi i pháp x lí ử ả ng bên c nh s n ph m chính đó là đ ả ề ạ ả ng, đã th i các d ng khác nhau v thành ph n và ầ ườ ả ồ ấ ọ ở
ữ ủ ế ọ
ng c a cây mía. Trong lá mía có hàm l ng r t l n 25 – 30% t ng s n l ả ượ ổ
ầ
ơ ơ
ớ ượ ơ ế ơ ọ ọ ư
ả ủ ầ ấ
ướ ọ
c mía thô sau khi ép mía, có thành 2 : 4 – ng : 5 – 15% ; SiO ả ắ ủ ọ ườ ấ ầ ơ
Các VSVđã đ mà quá trinh xãy ra nhanh và d ki m soát, ít ô nhi m h n. 5.1.5. Ph ươ Ph th i đ v i đ m t ớ ộ ẩ ph i th i khí. Rác sau khi lên men l ổ ả ngày. 5.1.6.Ph ươ Đ c đi m chung c a ki u ể ủ ủ ặ ể t, nh ng l c phân h y r t t đ ư ủ ấ ố ượ t n kém, ch a phù h p v i trình đ và kh năng đ u t ớ ợ ư ố tri n.ể 5.1.7.Ph ủ ủ c tái ch thành s n ph m cung c p ấ Rác th i hay than bùn không b b đi mà đ ẩ ả ả c chi phí v n trung tâm do đó gi m đ ậ cho nông nghi p. C s ch bi n đ t ặ ở ơ ở ả c n c th i chuy n, d dàng gom các nguyên li u đ tái ch và có th x lí đ ế ượ ướ ể ệ rác th i đô th và rác th i sinh mùi c ng. Các nguyên t c trong s n xu t phân t ị ả ủ ừ ả ắ ho t, ph th i nông, công nghi p đ u có th x lí đ ượ ể ử ươ Nh ng ph ng pháp này còn có m t s h n ch sau : v n chi phí v n hành ế ộ ố ạ ư t ề ng đ i l n, di n tích s d ng khá l n, phân lo i và tuy n ch n rác m t nhi u ớ ố ớ ươ công. II. CH PH M VI SINH DÙNG TRONG X LÍ PH TH I H U C R N 1. Ch t th i c a ngành công nghi p mía đ - ngành công nghi p mía đ ạ ệ ra m t l ng l n các ch t th i t n đ ng ớ ộ ượ tính ch t lí hóa. ấ 1.1. Lá và ng n mía ọ Là ph th i chính c a nh ng vùng tr ng mía. Lá và ng n mía chi m m t kh i ố ế ả ồ ộ ng C l ượ ủ ấ ớ ượ ọ ủ : 40 – 47% ; H : 7 – 7,3% ; O : 40 – 41% ; N :1 – 2%. Thành ph n hóa h c c a ng n mía : N : 0,9% ; hemixenluloz : 20% ; xenluloz : 38% ; lignin : 7,0% ; silic : ọ 1,8%. 1.2. Bã mía Là ch t th i c a công đ an ép mía, bã mía chi m 25 – 30% so v i l ng đem đi ấ ép. Có thành ph n hóa h c nh sau : xenluloz : 46% ; hemixenluloz : 24,5% ; lignin : 20% ; ch t béo : 2,4% ; silic : 2,0%. 1.3.Bùn l c ọ Là ch t th i r n c a công đ an làm trong n ấ ph n hóa h c : ch t béo : 5 – 14% ; x : 15 – 30% ; đ 10% ; CaO : 1 – 4% ; P2O5 1 – 3% ; MgO : 0,5 – 1,5%.
ng c đ u v x lí rác th i ngành mía đ ả ườ ề ử ứ ướ ầ
ộ ố ử
ọ ế ể ữ ọ ầ ử ụ
ọ
ả ệ
ả ứ ấ
ế ớ ơ
ả công th c bón NPK, ti c l ồ ụ ế ượ ượ ạ ế ợ ầ ọ
ủ ế ả
ả ứ ượ ườ ấ
ấ ơ ng th i l n và nhi u nh t c a công đ an làm đ ườ ả ớ ề ọ
ấ ụ ườ ng ả ấ ủ ụ
ớ ả ả ườ i ta th ư
ầ ể ườ
ấ ế ả ổ ố ồ ớ ấ ả ấ c th y ra trong khâu ép mía thô là ch t th i ch a nhi u ch t x nh t, ả ng. i , kh i l ả ề ố ượ ấ ng làm b mía này làm ch t đ t ph c v cho khâu ch7ng c t ố ả ng. Vài ng quá l n đ t không h t ph i th i ra môi tr ố ượ ế ấ i ta đã s d ng ngu n ph th i này đ làm giá th nuôi n m ể ử ụ ng đ làm ể ưỡ
c mía, kh i l ế ả ướ ủ ọ
ộ ố ườ ủ ầ ỏ
ữ ạ
ươ ồ
ng ph th i này ế ả ố ượ ấ i ta dùng men VSVđ phân h y nh ng ch t ữ ể ng NPK ượ ổ ủ ng pháp này khá ph bi n hi n nay ệ ữ ơ i nông dân ch p nh n v i giá thành r , cho hi u qu khá cao trên i trong bùn mía và dùng nh ng ch ng VSV h u ích có b sung l ổ ế ả ườ ẻ ệ ấ ậ ớ
ả
c đ u x lí ph th i và b mía ế ả ộ ề
ử ủ
ướ
ấ ả ả ộ c hòa vào n ẩ ượ c tính toán sao cho đ m c a đ ng ộ ẩ ượ
c KHCN- 04 : c p b B99, 2000 – 32 – 46 ; B2001 – 32 – 09. ươ ng có đ o tr n (h o khí và bán h o khí ). Theo ph ố ủ ượ , l ng 60 – 70%. ừ c 2,0 x 1,5m ạ ố ọ
ả c và phun đ u cho đóng ề có đ m t ộ ẩ ủ ủ ố có mái che, kích th ướ ẩ ứ ế
đánh thành lu ng ch y d c theo sân ủ ử ả ể ả
không đ o tr n (ki u y n : khí). Ph th i đ ế ả ượ ư ấ ể ử ỗ ớ ầ ộ ị ế ế ầ
ề ặ ủ ể ủ ẩ . ế ả ằ ế ể ả ử ả ẩ
ấ
ộ ố ả ạ ộ ẩ
ữ ơ ế ủ ố ổ ổ ố
1.4 M t s nghiên c u b 1.4.1. X lí lá mía, ng n mía Trong nh ng nămg n đây, vi c tái s d ng lá, ng n mía đ thay th phân ệ c nhi u nhà khoa h c quan tâm. Vũ H u Yêm, chu ng bónm cho cây mía đã đ ồ ữ ề ượ c a vi c vùi lá , Tr n Công H nh ( 1995 – 1997) đã nghiên c u hi u qu kinh t ầ ệ ế ủ ơ ng n mía k t h p v i NPK. K t qu cho th y, mía n y m m, đ nhánh s m h n ẻ ầ ế ớ ọ c 876 000đ/ha, n y m m cao h n so v i t l t ki m đ ượ ệ ứ ớ ở ỉ ệ ả đi u quan tr ng là thay th đ ng phân chu ng thi u h t hi n nay cho cây ệ ế ề mía. 1.4.2. X lí b mía (ph th i thô) c a nhà máy đ ử B mía đ r t khó phân gi ấ Ng ườ đ ng, nh ng do kh i l ườ năm g n đây, ng ăn b ng cách tr n 1/2 - 1/3 bã mía v i đ t có b sung các ch t dinh d ộ ằ b u m cây gi ng. ố ầ ươ 1.4.3. Mùn mía Đây là ph th i cu i cùng c a khâu l c n ố không nh . M t s năm g n đây, ng còn l ữ làm phân bón h u c VSV cho cây tr ng. Ph c ng và đ ượ đ ng ru ng. ộ ồ 1.5 M t s k t qu b ả ướ ầ ử ộ ố ế Đ tài c p nhà n ướ ấ + X lí VSV vào đ ng pháp nàythì ch ph m VSV đ ế c c n phun đ n ướ ầ Đ ng ủ ố (r ng x cao). C 15 ngày đ o tr n 1 l n, có x lí ch ph m VSV. ộ ộ c đ a vào + X lí VSV vào b ể ủ b , m i l p dày kho ng 30cm, phun d ch VSV, đ n khi đ y b thì l y bùn ao trát ả ể kín trên b m t c a b ấ S n ph m sau x lí ph th i b ng ch ph m VSV, đem tái ch đ s n xu t ế phân h u c . K t qu cho th y : pHKCL c a phân đ t trung tính (7,2 – 7,5) ; đ m 24 – 25% ; đ x p 68 – 72% ; 2O5 : 3,0 – 3,4% ; K2O : 2,4 OM t ng s : 18,1 – 21,5% ; N t ng s : 1,0 – 1,2% ; P 2O trao đ i : 300 – 320mg/100g ; – 2,6% ; P2O5 d tiêu : 400 – 500mg/100g ; K ễ ổ
6 t
bào/1g : VKPGL : 7,1 – bào/1g ; VKCĐN : 96 – 120. 10 ế ế
bào/1g.
i pháp x lí ả ử ế ế
i đây, trên th gi ấ ừ ướ ả ệ v cà phê ở ạ
ứ nh ng n ữ ể ử i, nh t là ở ấ ọ
ệ i quan tâmtheo s li u c a C. HaJipakkos cho th y n c th i t ấ c nhi u ng ề
ng BOD và COD r t cao (t ườ ế ế ấ
ơ
ấ ầ ầ
ng (ngu n KHCN 04-04-2000). ầ ộ
ng cho phép, ngoài ra còn có các ch t d u m ườ ộ ố ủ ồ ố ế ả
ư ấ ả ấ ỏ ố
ẩ
cà phê. K t qu cho r t kh ủ ế ả ấ ố
ể ử ơ ả
c đ u v x lí ph th i v cà phê b ng vi sinh v t. ế ả ỏ ề ử ằ ậ
c KHCN 04 – 04 (1998 – 2000). ả ướ ầ ướ
ể
VKTS : 42 – 53.108 t 9,2.106 t ế 2. Ph th i công nghi p ch bi n cà phê và các gi ế ả 2.1. Ph th i t ế ả ừ ỏ c s n xu t cà T nh ng năm 80 tr l ế ớ ữ phê xu t kh u, vi c nghiên c u các bi n pháp sinh h c đ x lí ph th i cà phê ế ả ệ ẩ ấ ả ừ đ ướ ố ệ ủ ượ ng ng các nhà máy ch bi n cà phê có hàm l ứ ượ ươ l ng 3.000kg/ngày và 4.000mg/lít, đôi khi có th cao h n 9.000mg/lít). Ch t r n l ấ ắ ơ ử ể ỡ là 1.500mg/lít, g p 3 l n hàm l ượ ấ v i n ng đ cao g p 2 l n bình th ấ ớ ồ Các nhà khoa h c đã dùng m t s ch ng gi ng VSV y m khí có kh năng phân ọ i v cà phê (các ch t xeluloza, lignin…)nh gi ng n m : Chiadomyes ; gi Penicilium ; Trichderma ; Fusariumoxisporium. Vi khu n : Sporocytophaga ; ả Methanogenes ; Rudbeckia hirta L đ x lí đ ng ớ xenluloz trong v cà phê gi m 60 – 80%, so v i t l quan, sau 2 – 3 tháng ỏ ủ ỉ ệ đ i ch ng. đ ng ố ủ ố ứ 2.2. M t s k t qu b ộ ố ế K t qu c a đ tài Nhà n ả ủ ề Ph th i cà phê đ ượ ử ớ ế ế ả Ủ ẩ ở ờ ố
trong nhà, phun ch ph m VSV. ế ẩ ở
ố ủ nhiên ngoài tr i không phun ch ph m VSV). ngoài tr i, phun ch ph m VSV. ế ẩ ế c x lí theo 3 ki u : thành đ ng l n không có vách ngăn ử ố có vách ngăn ờ
ấ ờ
c 80%. c 80%. ượ ượ
ngoài tr i, sau 4 tháng quá trình mùn hóa đ trong nhà, sau 3 tháng quá trinh mùn hóa đ ờ ể ự ớ ạ nhiên ngoài tr i, sau 1 năm quá trình mùn hóa m i đ t
a) b) X lí trong các h c) Đ i ch ng (đ t ể ự ứ K t qu th nghi m cho th y : ệ ả ử ế ng h p (a) tr ủ ợ Ở ườ ng h p (b) tr ủ ợ Ở ườ tr ng h p (c) đ t Ở ườ ợ đ ượ
ồ ử ế ả
ượ ệ ng VSV h u hi u ữ
ố ộ ồ
ồ ế ữ ơ ệ ạ ộ
ữ ữ ệ ơ
ứ ố ự
ố ạ ố ắ ữ ơ
ứ ấ ắ ớ
ứ ố qu r ng đáng k , tăng ả ụ ỉ ệ ữ ể ả ơ
ứ ố ấ
c 80%. 2.3.Tái ch ph th i sau x lí làm phân bón cho cây tr ng ế Sau khi v cà phê 3 – 4 tháng, đem ph i tr n v i NPK, vi l ớ ủ ỏ thành ph n phân h u c vi sinh bón cho cây tr ng. ầ K t qu th c nghi m trên đ ng ru ng bón lo i phân này cho cây cà phê, cao su, ả ự mía, ngô cho th y :ấ + Phân h u c VSV bón cho cây mía, làm tăng nhánh h u hi u, tăng năng su t ấ th c thu 4 – 16% so v i công th c đ i ch ng. ứ ớ + Phân h u c VSV bón cho cây ngô làm tăng s h t/hàng, tăng s b p thành 2b p/cây, tăng năng su t th c thu 12 – 25% so v i công th c đ i ch ng. ự + Phân h u c VSV bón cho cây cà phê làm gi m t l năng su t 11 – 19% so v i công th c đ i ch ng. ứ ớ m sau m t l n c o m . + Phân h u c bón cho cây cao su tăng tì l ủ ệ ủ ộ ầ ạ ữ ơ
ấ ừ ố ớ ữ ơ
ố ớ
C TH I. Ả ƯỚ Ậ Ử
c sinh ra t ừ ư ừ
c ti u c a ng ặ ủ
ố các khu t p trung dân c , nó đ ậ t, th i phân, n ườ ả ệ ố
ợ ượ ứ ể ủ ơ
ệ ạ ứ
ng r t l n. ấ ớ
ớ ộ ạ ệ ậ
ấ ậ ướ ấ ấ
ủ ạ ợ ạ ườ ướ ộ ộ ệ ấ ể c th i c a m t nhà máy hay khu công nghi p t p trung v i các lo i hình c th i công nghi p r t đa d ng, r t nhi u ề ả ấ ng cũng r t ạ
ậ ệ c th i ả ướ
ậ ướ
ỗ c th i ả ặ ư ệ ả
ứ ẩ ả ấ ứ ễ ề
ề c th i có h VSV đ c tr ng. N c th i sinh ho t do ch a nhi u ạ ướ i, thì ch a nhi u vi khu n. Thông ả bào trong 1ml. ưỡ vài tri u đ n vài ch c tri u t ng ch a t ng, d phân gi ệ ế ụ ế
ứ ừ ẩ ệ ố
ng : xenluloz , urê ; Bac.cellosae, Bac.mesentericus, ườ ẩ
ệ ộ ị ỉ
ườ c ướ ở ứ ừ ể ộ
ộ c th i. ả ế
bào/1ml n ườ ẩ ề ạ ấ ấ
ư ư ẩ
ẩ ả
i ta tìm th y vi khu n phân gi c th i còn ch a d u ng ướ ườ ả i ứ ấ ẩ ầ
ạ ả ậ ả ớ ộ
ả ụ
phân h u c VSV cho 5,35% đ i v i cây mía ; 5,63% đ i v i cây * Lãi su t t ố ớ ngô ; 4,3% đ i v i cây bông ; 5,97% đ i v i cây cà phê ; 1,59% đ i v i cây cao su. ố ớ ố ớ III. CH PH M VI SINH V T X LÍ N Ế Ẩ 1. Ngu n n c th i ả ồ ướ 1.1. N c th i sinh ho t ả ướ ạ ạ sinh ho t c th i ra t Là ngu n n ượ ả ướ ồ i, gia súc, gia c m hàng nh : ăn u ng, t m gi ầ ướ ắ ố ư ạ c th i lo i ngày đ c th i váo các h th ng c ng r nh c a khu dân c . Trong n ư ả ả ướ ả t là này ch a nhi u phân rác, các h p ch t h u c và các mu i hòa tan, đ c bi ệ ặ ố ấ ữ ề ả c th i ch a nhi u lo i VSV gây b nh, các lo i tr ng giun, sán…Đây là lo i n ạ ướ ạ ề ứ ph bi n s l ổ ế ố ượ 1.2. N c th i công nghi p ệ ả ướ Là n ả ủ s n xu t r t khác nhau, vì v y trong n ả ch ng lo i h p ch t khác nhau và đ đ c h i gây ô nhi m môi tr ấ khác nhau. 2. Khu h vi sinh v t và cá tác nhân gây b nh trong n ệ 2.1.Khu h vi sinh v t trong n ệ M i lo i n ạ ướ ch t h u c giàu ch t dinh d ấ ữ ơ th ườ - Vi khu n gây th i : Psendomonas fluoreccens, P.aeruginosa, Proteusvulgaris, bacacerus,Enterobacter cloacac…… - Vi khu n phân giai đ ơ Clastridium, Micrococcus, Cytophaga,sp…. - Các vi khu n gây b ng đ ứ ng ru t : Nhóm Coliform, là VSV ch th cho m c ẩ đ ô nhi m phân trong n m c đ cao, có th dao đ ng t vài ch c nghìn ể ộ ụ đ n vài trăm nghìn t ế ướ i ta còn nhi u lo i n m, nh t là n m men Bên c nh vi khu n, ng ấ ạ Saccharomyces, Candida, Cryptacoccus, Rhodotorula, Leptomitus lacteus, Fusarium aquaeducteum... Ngoài ra còn có các vi khu n oxi hóa l u huỳnh nh : Thiobacllus, Thiothrix, Beggiatoa vi khu n ph n nitrat hóa : Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans. Trong n ả hidrocacbon : Pscudomonas, Nocardia… Trong nu c còn có t p đòan t o khá phong phú, chúng thuh c lo i t o silic Bacillariophyta, t o l c Chlorophyta, t o giáp Pyrrophyta. 2.2. Các tác nhân gây b nh trong n ả c th i ả ướ ệ
ả ệ ướ
ố ệ ự ườ ể c th i vì đây không ph i là ả i trong m t th i gian nh t đ nh tùy t ng ừ ấ ị ờ ữ i và đ ng , th c v t. Trong s nh ng ậ
ề ể ể ả ể ế
ẩ ệ ươ
t đ c a ngu n n ệ ẩ c trong n ồ ấ ưỡ ệ ộ ủ
ượ ườ
nhi t đ 20 – ố ế ị ệ ộ
nhi ấ t l (Shigella), s ng t ệ ộ
ắ ứ ư
i đa 10 – 15 ngày ở ố t đ càng th p chúng càng s ng lâu h n. ơ ố ậ ư c th i ư ướ ể ố t h ệ ệ ệ ộ t đ ả ở
ng ru t (E.coli), có th s ng trong n c b n 9 – 14 ngày nhi ộ ườ ướ ẩ ể ố ệ t ở
c 3 tu n trong n i đa đ ướ c ượ ầ ố ố
0C.
ả ở
(Vibrio cholera), s ng t c 13 – 15 ngày trong n i đa đ ướ c ượ ố ố
ủ ệ
ng r t đ ệ
c quan sinh i đa 15 ngày. ố c th i ả c th i, m t hi n t ấ ượ ệ ượ ộ ử c th i do các y u t làm s ch ngu n n ả ự ế ố ướ ự ồ
ế ố ậ ướ ự ắ ả ọ
c th i do các y u t ọ làm s ch n ạ ữ ộ
ẫ ố ự ấ ọ
ậ
v t lí, hóa h c đó là s sa l ng và m t vai trò quan tr ng, song đóng vai trò quy t đ nh v n là quá ế ị làm s ch có r t nhi u ch ng gi ng sinh ạ ủ ề các lo i cá, chim, đ n các nguyên sinh đ ng v t và VSV. ộ c th i ả c th i ả ươ ự ử ử ạ
ng không s ng lâu tronbg n Các VSV gây b ng th ố ườ môi tr ng thích h p, nh ng chúng t n t ồ ạ ộ ư ợ loài đ gây b nh truy n nhi m cho ng ườ ộ VSV gây b nh nguy hi m ph i k đ n m t s sau : ộ ố ng hàn (Salmonella dyenteria), vi khu n này s ng + Vi khu n gây b nh th ố ướ c tùy thu c vào ch t dinh d đ c. ng và nhi ộ ướ ượ c trong vòng 20 – 25 ngày vào mùa hè và 60 – 70 ngày vào ng s ng đ Thông th ố mùa đông. + Vi khu n gây b nh ki ệ ẩ 220C trong n c th i, ả ở ướ + Xo n khu n (Leptospira), gây nên ch ng s ng gan, s ng th n và tê li ẩ th n kinh trung ng. Chúng có th s ng 30 – 33 ngày trong n nhi ầ 250C. + Vi khu n đ ẩ 0C. đ 20 – 22 ộ + Vi khu n lao (Myrobacterium berculosis), s ng t ẩ t đ 20 – 25 nhi th i ệ ộ + Ph y khu n t ẩ ả ẩ th i.ả + Các virus (Adenovirus, Echo, Coxsackie), s ng t ố 3. Vai trò c a vi sinh v t trong vi c làm s ch n ạ ướ ậ c khi đi vào các bi n pháp x lí n Tr ướ ả ướ tâm trong t nhiên đó là quá trình t ạ h c, mà trong đó VSV đóng vai trò ch ch t. ủ ố ọ Quá trình t ự oxi hóa, nó gi trình sinh h c. Tham gia vào quá trình t v t, t ế ậ ừ ạ ng pháp x lí n 4. Các ph ướ 4.1.Xây d ng tr m x lí n ướ ậ
Ngăn ti p nh n ế
Song ch n rác
Máy nghi n nát
ắ
ề
Sân ph i cát
ơ
B l ng cát
ngang
ể ắ
B làm thoáng
ể
B metan
ể
B l ng ngang đ t I
ể ắ
ợ
B Aeroten ể B l ng ngang đ t Máng tr nộ ể ắ
ợ II
B nén bùn li tâm
ể
Sân ph i bùn ơ
Bùn khô
B ti p xúc ngang
ể ế
Ra sông
Làm phân bón
S đ x lí n
c th i sinh ho t và công, nông nghi p
ơ ồ ử
ướ
ệ
ả
ạ
ử
ệ ủ
ấ ế
ế ơ ẫ ề ầ ơ ả ấ ấ ủ ặ , nhà s n xu t, kh ừ ấ ể ả c nhi u nguôn c ch t khác nhau c a VSV, t ồ
ư
ọ ờ
ộ ố ỏ ợ nh protein, lipic, các kim lo i n ng nh chì, th y ngân, asen… ạ ặ ủ ả
ươ ấ ơ ng ) đ bi n đ i các h p ch t h u c cao phân t ấ ữ ơ ử ổ ợ
ượ ợ ấ ơ ơ
ủ ử ụ ng pháp sinh h c là nh ho t đ ng s ng c a VSV (s d ng ố ạ ộ c th i làm ngu n dinh ồ ướ c trong n ướ ẽ ng này VSV s c các ch t làm nguyên li u đ xây d ng c th , do v y sinh khôi VSV ưỡ ậ ơ ể ượ ự ể ệ ấ
ể ệ ạ ả
ứ ạ ặ ỏ
ạ ả
ọ ấ ẩ ạ ỏ ấ ể ả ơ ớ
ấ ả ằ ứ ể ử ữ ướ
ư ị c th i b ng bi n pháp sinh h c ọ ệ ể ứ ạ ố ề ướ ệ ả ằ ề ư ệ
ụ ề ỏ
ầ ả ợ ơ
c th i b ng bi n pháp sinh h c 4.2. X lí n ả ằ ệ ọ ướ c th i b ng bi n pháp sinh h c 4.2.1. Khái ni m v x lí n ề ử ọ ệ ướ ệ ả ằ Bi n pháp sinh h c là s d ng đ c đi m r t quý c a VSV. Đ c đi m này đã thu ọ ử ụ ấ ể ặ ả c các nhà khoa h c và các nhà đ u t hút và thuy t ph c đ ầ ư ọ ụ ượ ộ năng đ ng hóa đ tinh b t, ủ ượ ồ xenluloz , c các ngu n d u m và d n xu t c a nó đ n các h p ch t cao phân t ử ư Th c ch t c a ph ự ấ ủ các h p ch t h u c và m t s khoáng ch t có trong n ấ ữ ợ d ng và năng l ưỡ ể ế th i thành các h p ch t đ n gi n h n. Trong quá trình dinh d ả ả nh n đ ậ tăng lên. Bi n pháp sinh h c có th làm s ch hoàn toàncác lo i n c th i công nghi p ệ ạ ướ ườ ch a các lo i ch t b n hòa tan ho c phân tán nh . Do v y bi n pháp này th ng ệ ậ c dùng sau khi lo i b các t p ch t phân tán thô ra kh i n ố ớ ướ c th i. Đ i v i n ấ ỏ ướ th i ch a t p ch t vô c thì bi n pháp này dùng đ kh các mu i sunfat, mu i ố ử ệ amon, mu i ni trat, t c là nh ng ch t ch a b oxi hóa hoàn toàn. 4.2.2.Đi u ki n đ x lí n ượ ử c th i b ng bi n pháp sinh h c có nhi u u đi m và hi n nay đ X lí n c s ọ ệ ử ệ d ng r ng rãi. Tuy nhiên vi c áp d ng bi n pháp này đòi h i nhi u đi u ki n ề ệ ệ ộ ụ c th i ph i là nh ng nh t đ nh sau : thành ph n các h p ch t h u c trong n ữ ấ ữ ấ ị ả ớ i ch t d b oxi hóa, n ng đ các ch t đ c h i, các kim lo i n ng n m trong gi ạ ộ ấ ễ ị ướ ạ ặ ấ ộ ằ ồ
ấ ậ ề ử ướ ả ầ c th i c n đi u ch nh các ch t này sao ỉ
ệ ớ ạ ườ ấ ị t đ c a n ệ ộ ủ ướ ưở c th i cũang ả ng, phát tri n bình ể
ng c a các VSV tham gia trong quá trình x lí n ướ ả ằ ườ
2, pH, nhi ả ự ử
ạ
ầ ọ ướ ướ ấ ấ ủ c th i ả ử ụ c th i là s d ng ả
ạ ậ ạ ặ ạ
ướ
ố ồ ố
ộ ậ ễ ắ ơ ộ ố
ọ ề ướ ả ằ
ệ nhiên : ạ
i tác đ ng c a các tác nhân t ủ ấ ậ ể
ở ợ ể
ả ị ưở ướ
c th i b ng bi n pháp sinh h c trong ế ử ọ
ệ ự làm s ch c a đ t và ả ự ự đ ng v t, th c v t đ n vi sinh v t đ làm ự ậ ế ừ ộ ấ ữ ơ ẩ c th i ả ệ ng sau : ề ồ môi tr ề ế ỉ
ự
ng. Vì v y c n đ m b o đ O ậ ầ ườ ụ ả
ủ 2 liên t c trong su t qua trinh x c ra kh i b l ng đ t II không nh ử ả 2 hòa tan trong n ng O ườ 2 là thành ph n c c kỳ quan ầ ử ố ỏ ợ ỏ ể ắ ượ ướ ướ
ấ ẩ ả ấ
ng cho phép. N u n ng đ ế ưở
ấ ử ả
ủ
ế
i h n cho phép thì c n l y n t quá gi ộ ồ ế ưỡ ng x u đ n ho t đ ng ạ ộ ng cho phép s nh h c th i vào các công trình x lí, c n ki m tra ể ầ ướ c th i. Hai ch s này ph i có n ng đ nh h n ỏ ơ ộ ả ả ồ ỉ ố c quá 1000mg/lít. N u ch s ượ ễ c th i ít ho c không b ô nhi m ả ỉ ố tp không đ ầ ấ ướ ế ị ượ ặ
ng cho VSV : đ VSV tham gia phân gi ưỡ ể ấ ộ
i n ả ướ ấ ệ ả ấ ầ ả
ưỡ ượ ượ ấ ơ ị
ng. L i đây.
ướ ấ
c th i. ả ộ ồ
ố
h n cho phép. Chính vì v y khi x lí n ạ cho phù h p.ợ ng nh : O Ngoài ra, các đi u ki n môi tr ư ề i h n nh t đ nh đ đ m b o s sinh tr ph i n m trong gi ể ả c th i. th ả ủ 4.2.3. Thành ph n và c u trúc các lo i VSV tham gia x lí n ử quan tr ng nh t c a bi n pháp sinh h c đ x lí n Y u t ể ử ọ ệ ế ố bùn ho t tính (activated sludge) ho c màng VSV. ặ ạ Bùn ho t tính ho c màng VSV là t p h p các lo i VSV khác nhau. Bùn ho t tính ợ c 1 – 1,59mm. Nh ng bông này bao là bông màu vàng nâu, d l ng, có kích th ữ g m các VSV s ng và c ch t r n (40%). Nh ng VSV s ng bao g m : vi khu n, ẩ ữ ấ ắ ồ n m men, n m m c, n t s nguyên sinh đ ng v t, dòi, giun… ố ấ ấ c th i b ng bi n pháp sinh h c trong đi u ki n t 4.2.4.X lí n ệ ử - C s khoa h c c a bi n pháp này là d a vào kh năng t ọ ủ ơ ở c d n ướ ướ ủ ậ ộ c th i b nhi m b n b i các h p ch t h u c và v c bi n đ i ngu ng n ướ ơ ơ ổ ế ng đ n quá trình x lí n * Y u t ng nh h ườ ử ả ế ố Đ t o đi u ki n cho quá trinh x lí n ướ ể ạ ả ằ ệ môi tr đi u ki n hi u khí, c n đi u ch nh các y u t ế ố ề ầ ệ + Oxi (O2) : Trong các công trình x lí hi u khí, O ế tr ng c a môi tr ủ ọ c th i và hàm l lí n ả h n 2mg/lít. ơ + N ng đ các ch t b n h u c ph i th p h n ng ữ ơ ồ ơ ộ t quá ng các ch t h u c v ấ ữ ẽ ả ưỡ ơ ượ s ng c a VSV. Vì v y khi đ a n ư ậ ủ ố các ch s BOD, COD c a n ướ ỉ ố 500mg/lít. N u dùng b aeroten, thì BOD ể BODtp v ớ ạ đ pha loãng. ể + N ng đ các ch t dinh d ả c th i ồ m t cách có hi u qu , c n ph i cung c p cho chúng đ y đ u các ch t dinh ả ầ ộ d ả c th p h n giá tr trong b ng ng ch t dinh d ng cho VSV không đ ưỡ ấ d ướ B ng 23 : N ng đ các ch t dinh d ộ ồ ả BODtp c a n c th i ả ủ ướ ( mg/lít) <500 500 – 1000 ng cho VSV đ x lí n N ng đ photpho trong ồ P2O5 3 8 ưỡ ể ử N ng đ nitrogen trong ộ mu i amon ( mg/lít) 15 25
và photpho có nhu c u nh đã nêu ơ ồ ầ
ố c th i, do đó ở ả ng đã có trong n ả ư b ng trên, các nguyên t ướ ư ng khoáng khác nh : K, Ca, S…thh ườ
ngoài vi c không xúc ti n nhanh quá trình oxi hóa mà còn làm ế ệ ế ả ổ ơ
ỏ ể ắ
t đ i v i nhi u lo i n ề ưỡ ạ ướ c ng c n thi ầ c ra kh i b l ng ế ố ớ
sau : ể ả
ử ế ố ộ ườ
nh h ủ ể ế t đ cũng ự ế
ng x lí nh : pH, nhi ư ệ ộ t b x lí. Th t ế ị ử 0C. 6 – 37 ố ư
ệ ử ạ ộ ể ử ướ khác c a m i tr ủ ng đáng k đ n ho t đ ng s ng c a VSV trong các thi ố i u trong b x lí hi u khí là 6,5 – 8,6 ; nhi t đ ế ệ ộ ở c th i b ng công ngh vi sinh ả ằ
ủ ướ ớ ự ắ ọ ả ự
ố ằ ạ ượ ấ ạ
th ng nh h n 5 – 6% di n tích c a đáy. Đáy d ệ ổ ủ i đ ướ ượ
c d dàng ch y v m t phía và thông v i b l ng th ễ ử ậ c c u t o b ng bê tông c t thép có l ủ ề ộ
b này n ổ Ở ể
ộ
ờ ủ ơ ở ướ ủ ộ ủ ể ọ ộ
c th i sau khi đã x lí xong đ ra. ứ ướ c l ng c n tr ắ ổ ụ ề c th i cũng nh kh năng oxi hóa c a màng sinh v t. ậ ầ ủ ướ ư ả ủ
ạ
ố ớ ể ắ ể ụ ề ồ ố
ướ
c ngăn ra làm ậ ượ b l c sinh h c, quá ọ ở ủ ệ i đa cho quá trình c ti n hành nh ho t đ ng c a h VSV ế 3/m2/gi c th i ườ ờ ả
ứ ạ ướ ề
b sinh h c. Ng c th i b ng b aeroten ph c t p h n và đòi h i nhi u công s c h n so ơ ể ỏ ỉ i ta ph i theo dõi liên t c đ k p th i đi u ch nh các ch ụ ể ị ườ ứ ơ ỉ ả ằ ọ ề ả ờ
ọ
ướ
c th y. ả ng cho VSV. ấ ẩ ấ ưỡ
ử
ả ằ ướ ệ
c th i đ c th i b ng bi n pháp sinh h c trong đi u ki n k khí là quá ọ ả ể ọ ế ấ ữ ơ ị ướ ề ứ ử ủ
2, NH3.
ợ ơ ể ả
Ngoài ngu n Nit dinh d ưỡ không c n ph i b sung. ầ N u thi u Nit ế cho bùn ho t tính khó l ng và d trôi theo n ắ ễ ướ ạ ng các ch t dinh d Đ xác đ nh s b l ơ ộ ượ ấ ị th i công nghi p, có th ch n t l ể ọ ỉ ệ ệ BODtp : N : P = 100 : 5 : 1 Ngoài ra cón có các y u t ưở ả cho th y pH t ấ 5. M t s quy trình x lí n ộ ố 5.1.B l c sinh h c (biofilter) ọ ể ọ t b x lí n Là thi c th i d a trên nguyên t c l c v i s tham gia c a VSV. ế ị ử t b này làm b ng bê tông có d ng hình tròn hay hình ch nh t có hai đáy. Đáy Thi ằ ế ị ớ ổ th ng v i t ng trên g i là đáy d n l u, đ ẫ ư ọ c xây kín, có di n tích l ỏ ơ ổ ủ ệ đ d c nh t đ nh đ n ứ ả ớ ể ắ ể ướ ấ ị ộ ố ướ ượ ư c p, là n i ch a n c l u c đ ử ả ơ ấ ệ ố c khi đ ra ngoài hòa vào h th ng l i m t th i gian ng n đ đ ặ ể ượ ắ ạ thóat c a c s . Chi u cao c a b l c hay c a c t nguyên li u s ph thu c vào ệ ẽ thành ph n c a n ả 5.2 B s c khí (aeroten) ể ụ B s c khí là h th ng b oxi hóa có d ng hình ch nh t đ ữ ệ ố ể nhi u bu ng (3 – 4 bu ng) n i v i b l ng. Gi ng nh ư ở ể ọ ồ b s c khí đ trình x lí n ử ạ ộ ờ ượ ả ở ể ụ bùn ho t tính. C ng đ thông khí 5m , b o đ m oxi t ố ả ộ ạ oxi hóa. X lí n ử v i ớ ở ể s sau: ố -N ng đ bùn h at tính ộ ồ -Ch đ thông khí. ế ộ -N ng đ các ch t b n trong n ộ ồ -N ng đ các ch t dinh d ộ ồ 5.3. X lí k khí: ị Quy trình x lí n ệ trinh phân h y sinh h c y m khí các h p ch t h u c có ch a trong n t o thành khí CH 4 và các san ph m vô c k c CO ạ * Quy trinh này có nh ng u đi m sau : ữ ư ẩ ể
ầ
ng, quy trinh còn t o đ ề c th i, b o v mô tr ườ ượ c ng không nhi u. ệ ướ
ạ 70 – 75%. ả ng m i c a khí sinh h c,trong đó CH ồ
ế
ả
4 chi m t l ỉ ệ ế ạ ạ
đây có l ể ầ ủ ướ ổ ị
ề ưỡ ượ ỏ ạ ộ ử ượ ử ụ c s d ng quy trình này, bùn ho t tính đ ượ ử ụ c s d ng c th i. Bùn ho t tính đ đ nh khá cao, đ duy trì ho t đ ng c a bùn ủ ng, bùn có th t n tr trong th i gian ờ ể ồ
ơ ả ằ ể ế ị ấ ạ ậ t b : Công trình có c u t o khá đ n gi n, có th làm b ng v t
ệ ạ
ọ ể ệ ế ử ộ ộ
ữ
ạ ả ườ ổ ấ ữ i sau : ạ
ề ả i cua ầ ớ ậ ớ ự ự ng v t ế ố
c th i ch a tri ả ư ướ ả ử
ế ữ ứ ế ế ề ữ
ị ệ ở
3, 30m3, 2003,…cho d n quy mô l n. Hi n nay trên th gi
ị ệ ế ớ
t đ , c n ph i x lí hi u khí ti p. Cho đ n nay ế t v VSV ử quy mô Pilot i đã có ế ớ ụ Hà Lan, Hoa Kỳ, Th y ệ c th i theo ki u này, nh t là ể ử ấ ả ở
ướ ứ
ủ ế ể
ủ
ả ấ
ụ ượ ể l ử ượ ệ ấ ữ
ơ ớ ớ ơ ỉ ấ ả
ể ự ệ
ủ ủ
ế ư c t o thành nh các amino axit, đ ư ượ
t đ , pH, u, các axit béo m ch dài…. ạ nh nhi ư ng, r ộ ệ ộ ế ố ậ
ủ ả
ẩ
i d ủ ể ạ ế ụ ướ ả ộ
ẽ ủ i tác đ ng c a VSV lên men axit đ t o thành axit ộ ố ễ
ư u , metanol, etanol, acetol, NH
3, CO2… ả
ủ
c ti p t c th y phân đ t o l ể ạ ượ ủ ủ ả ẩ
ạ i ẩ ng axit acetic cao h n. S n ph m c a quá ơ ườ
2
2 đ
ng. 2 trong môi tr 3 atm đ VSV có th hi n bi n đ i H ể ầ ủ c gi ữ ể ệ ượ ế ấ ổ
+ Nhu c u mang năng l ượ + Ngoài vai trò x lí n ả ử ngu n năng l ọ ớ ủ ượ + Cũng nh x lí sinh h c hi u khí, ở ọ ư ử làm tác nhân gây bi n đ i thành ph n c a n ổ ế ng d th p, có tính ư ấ ở không đòi h i cung c p nhi u ch t dinh d ấ ấ dài. + V m t thi ề ặ i ch v i giá thành không cao. li u t ổ ớ * Bên c nh nh ng u đi m trên, bi n pháp x lí sinh h c y m khí còn b c l ạ ư nh ng t n t ồ ạ + Quy trình nh y c m v i các ch t đ c h i, v i s thay đ i b t th ấ ộ tr ng c a công trình, vì v y khi s d ng c n có s theo dõi sát sao các t u t ủ ử ụ ọ ngườ môi tr + X lí n ế ệ ể ầ ử nh ng công trình nghiên c u x lí k khí còn ít, thi u nh ng hi u bi ể tham gia vào quy trình k khí này. Hi n nay bi n pháp này hãy còn có kh i tích 6m ố vài ch c nhà máy x lí n ụ Sĩ, C ng Hòa Liên bang Đ c. ộ * Các quá trình chuy n hóa ch y u trong k khí : ị c các ch t h c trong + Quá trình th y phân (hydrolysis) : Mu n h p th đ ấ ữ ơ ố ấ ệ ầ c th i, VSV ph i th c hi n các công đo n chuy n hóa các ch t này. Vi c đ u n ạ ả ự ướ ng cao thành các polime có tiên ph i th y phân các ch t h u c có phân t ủ ả ng th p monome. Vì ch khi đó các ch t h u c m i c kh năng l phân t ấ ữ ử ượ bào VSV. Đ th c hi n quá trình th y phân, các VSV c h p th qua màng t đ ượ ấ ụ t ra h enzym nh proteinaza, lipaza, xenluloza…Sau th y phân, các s n ph i ti ả ệ ả ế ph m đ ườ ượ ạ ẩ Quá trình th y phân xãy ra r t ch m, ph thu c vào y u t ụ ấ ủ i. c u trúc c a các ch t h u c c n phân gi ấ ữ ơ ầ ấ + Quá trình axit hóa (Acidogesis) : Các s n ph m c a quá trình th y phân s ả c ti p t c phân gi đ ủ ượ béo d bay h i nh axit axetic, axít formic, axit propionic. Ngoài ra còn m t s ơ d ng khác nh r ư ượ ạ + Quá trình axetat hóa (Acetogenesis) : Các axit là s n ph m c a quá trinh trên l đ ế ụ ượ trình ph thu c vào áp su t riêng ph n c a H ấ ộ ụ + Áp su t riêng ph n c a H <10 ầ ủ thành CH4 theo ph n ng sau : ả ứ
4H2 + CO2 CH4 + 2H2O
ớ ả ấ ủ cho th y khi áp su t riêng ph n c a H ấ
ậ
ậ ạ
ạ
ẩ ả ữ ủ ướ ơ ơ ủ c đ t o CH ể ạ
ẩ ủ ờ
ỏ ế ể
ờ ả ư
ơ ổ ấ ổ
áp su t riêng ph n H
2 th p, t o đi u ki n t
ầ ế ề ữ ể ệ ố
ng đ n quá trinh phân h y k khí :
đ i v i VSV. Do đó lí ủ ị ượ ộ ố ố ớ
c coi là đ c t ả ị ng nh t là t o đi u ki n k khí tuy t đ i trong b x lí. ị
ưở ể ử ế ệ ng : Ch t dinh d ấ ấ các axit béo. nh h ưở ử ạ ưỡ ể
ế ự ưỡ ế ợ
ả ủ ướ ấ ị
ồ ủ ỏ ể ư ấ ợ
c th i. Vi c cung c p đ y đ ướ ợ
ế ẽ ạ ả ắ ệ ố ưỡ
t s t o cho bùn có tính l ng t ử
ự ủ ợ
nhi t đ thích h p cho s phân h y các ệ ộ ộ ợ ị
0C
0C.
0C. ợ
ở
ượ ạ
t đ ệ ộ t đ đ u thích h p cho nhóm VSV lên men metan, vùng nhi ệ ộ t đ t đ cao, đ duy trì nhi ể ng, đi u này s gây t n kém cho quá ố ớ ượ ố
c t o thành cao. Đ i v i nhi ệ ộ ề c a công trình s b h n ch . ế ế ủ
t ph i cung c p thêm năng l ấ ế ả ấ c ta, nhi
0C, s thích h p cho nhóm VSV
t đ trung bình 20 – 32 vùng ẽ ẽ ị ạ ợ ệ ệ ộ ẽ ở
ng nh h ả ưở ị
ng đ n t c đ ế ố ng đ n 4 quá trình chuy n hóa c ể ả
ấ ữ ủ ấ
ị ị ả
ộ ơ i ta nh n th y các quá trình quá trình x lí, ng ậ ng tr c ti p l n nhau, khi m t trong các quá trình ộ ng đ n quá trình xãy ra ti p theo, do đó 2 l n thì s n ph m c a quá trình Th c t ẩ ự ế ầ ủ này ch a nhi u axit béo trung gian nh axit propionic, axit butyric…Do v y làm ư ề ứ ch m quá trình t o metan. + Quá trình metan hóa (methangenesis) : Đó là giai đo n cu i cùng c a quá trinh ố phân h y các s n ph m h u c đ n gi n c a các giai đo n tr 4, ả ạ CO2 nh các vi khu n lên men metan. G m có hai nhóm sau : Ồ - Nhóm bi n đ i axetat : Nhóm này có t c đ phát tri n ch m, đòi h i công trình ậ ố ộ ph i l u các ch t th i trong th i gian dài . ả - Nhóm bi n đ i hiđro : Nhóm này có t c đ phát tri n nhanh h n nhi u, do đó có ố ộ ề ế ố t cho quá trinh bi n đ i kh năng gi ạ ấ ả axetat t ừ * Y u t ế ế ố ả c th i k khí, oxi đ - Oxi : Trong x lí n ướ t ệ ố ề ấ ưở ng đ n quá trình phát tri n, sinh - Ch t dinh d ng nh h ấ ả ấ ữ ơ ng c a VSV, luên quan tr c ti p đ n quá trình phân h y các h p ch t h u c tr ưở ưỡ trong n ng c th i. Cũng nh các VSV khác, VSV k khí đòi h i các ch t dinh d chính bao g m các h p ch t cacbon, nitrogen, photphat…đ hình thành các enzym ầ ủ th hi n quá trình phân h y cách h p ch t trong n ấ ủ ấ ự ệ ng c n thi các ch t dinh d t và ho t tính cao, ấ ạ ầ ho t đ ng t t trong quá trình x lí. ố ạ ộ t đ : Nhóm VSV k khí có 3 vùng nhi - Nhi ị ệ ộ t đ thích h p cho m t nhóm VSV k khí khác nhau : h p ch t h u c và ệ ộ ở ấ ữ ơ ợ t đ cao : 45 -65 + Vùng nhi ệ ộ t đ trung bình : 20 – 45 + Vùng nhi ệ ộ t đ th p : < 20 + Vùng nhi ệ ộ ấ Hai vùng nhi ệ ộ ầ này l ng metan đ ượ này c n thi ả ầ trình s n xu t, tính hi u qu kinh t ả n Ở ướ t đ trung bình phát tri n. nhi ệ ộ ể - pH : Trong quy trình x lí k khí, pH c a môi tr ử ườ ủ phân h y các ch t h u c , c th là nh h ế ơ ụ ể ưở b n c a s phân h y k khí. ườ ử Ở ả chuy n hóa c b n ch u nh h ơ ả ưở này b c n tr ho c thúc đ y s nh h ẩ ẽ ả ặ ở ủ ủ ự ể ị ả ự ế ẫ ế ưở ế
ộ ấ ạ
ổ ướ ặ ổ ơ ự ạ
ớ
ơ ả ơ ề ả ứ
ẫ ế ừ ố ư
ướ c ử
i ta th y : ấ ả ằ
ặ ườ 4, CHCl3, CH2Cl2….và các ion t do c a các kim ủ ự
ạ ặ ẽ ể ệ ị
ộ ố ớ ớ ồ ẽ ộ
2, H2S, v i n ng đ 50 – 400mg/lít s gây ử
ứ
ế ự ượ
quá trinh oxi hóacác ch t h u c s c gi
2 làm k t t a các ế ủ ạ ng nh Fe, Ni, Co, Mo….nên h n ch s phát tri n c a VSV ; ủ ạ ể ấ ữ ơ ử
ượ ừ
n ng đ 1,5 – 2mg/lít gây c ch qua trinh lên men
4
i phóng ra t ả ộ ứ ư ế
ho i. ể ự ạ ỏ ạ ợ ạ ạ ử ộ
ủ ướ ắ
ừ ể ậ ắ ng pháp phân gi i k khí. ụ i ho c nhanh h n. Ví d : s làm t c d phân h y c a các ch t xãy ra ch m l ậ ủ ủ ố ẽ ớ Khi nhi c th i thay đ i (do có s n p m i t đ thay đ i ho c khi thành ph n n ả ầ ặ ệ ộ vào công trình), thì nhóm VSV axit hóa thích nghi h n so v i nhóm VSV sinh metan h n. Khi pH gi m, các axit trung gian tích lũy nhi u, làm các ph n ng phân h y khó th c hi n và d n đ n d ng quá trình axetat hóa…pH t i u trong quá ự ệ ủ trình phân h y k khí là 6,5 – 8,5. ủ ị : Qua tìm hi u đ c tính sinh lí các VSv tham gia x lí n - Các đ c t ể ộ ố th ib ng ph ng pháp k khí , ng ị ươ + M t s h p ch t nh : CCl ấ ư ộ ố ợ lo i n ng có n ng đ 1mg/lít s th hi n tính đ c đ i v i các VSV k khí. ộ ồ + Các h p ch t nh fomanđehit, SO ư ấ ợ đ c h i v i VSV k khí trong quá trình x lí. ộ ạ ớ ị + S2 đ c coi là tác nhân gây c ch quá trinh t o metan. Do S ế ượ nguyên t vi l ư ố đ ng th i, các electron đ ả ờ ồ d ng cho quá trình sunfat hóa và làm gi m quá trình sinh metan. ụ + Các h p ch t nh : NH ở ồ ấ k khí . Đ i di n cho công trình k khí là : b t ị ệ ị ạ c th i lo i nh dùng cho t ng h gia đình. Lo i Đây là lo i công trình x lí n ả ướ công trình này th hi n hai ch c năng l ng và chuy n hóa c n l ng c a n ả c th i ứ (ch y u là n ủ ế ự ệ c th i các nhà v sinh) b ng ph ệ ả ả ị ươ ướ ằ
Ngăn ti p nh n ế
ậ
Vi sinh v t hi u khí ậ
ế
Máy nghi n nát
ề
ắ
Song ch c ch n ắ B ti p xúc ể ế
B l ng c t ngang ắ
ể ắ
Sân ph i cát ơ
Ch ph m vi sinh v t ậ
ế
ẩ
B làm thóang
ể
B metan
ể
B l ng ngang đ t
ể ắ
ợ I
B aeroten
ể
B l ng ngang đ t II
ể ắ
ợ
B nén bùn li tâm
ể
Sân ph i bùn ơ
Máng tr n ộ
Bùn khô
Vi sinh v t h u hi u ậ ữ
ệ
B ti p xúc ngang
ể ế
Làm phân bón
Làm phân bón
Ra sông
c th i sinh ho t và công, nông nghi p b ng công ngh VSV
ướ
ả
ệ
ệ
ạ
ằ
S đ x lí n ơ ồ ử b ng bi n pháp hi u khí ệ ằ
ế
Vi sinh k khí x lí n
ậ Ngăn ti p nh n ế
ử
ị
ướ
c th i ả
Máy nghi n nát
ề
ắ
Song ch c ch n ắ B ti p xúc ể ế
B l ng c t ngang ắ
ể ắ
Sân ph i cát ơ
Vi sinh v t x lí n
ậ ử
ướ
c th i ả
B làm thóang
ể
B metan
ể
B l ng ngang đ t I
ể ắ
ợ
B aeroten
ể
B l ng ngang đ t II
ể ắ
ợ
B nén bùn li tâm
ể
Sân ph i bùn ơ
Máng tr n ộ
Vi sinh v t h u hi u ậ ữ
Bùn kh
B ti p xúc ngang
ô ể ế
