Bài giảng Công nghệ sinh học môi trường - Chương 3: Công nghệ sạch, chất thải sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp - Lê Quốc Tuấn

Nội dung text: Bài giảng Công nghệ sinh học môi trường - Chương 3: Công nghệ sạch, chất thải sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp - Lê Quốc Tuấn

1. Thay đổi quá trình ™ Enzyme được sử dụng trong ngành thuộc da. ™ Enzyme trong ngành dệt để loại tinh bột và tẩy trắng. ™ Enzyme được sử dụng trong ngành chế biến giấy và bột giấy. ™ Cellulase, lipase, protease được sử dụng trong ngành dệt ™ Nhiều enzyme được sử dụng trong ngành công nghệ thực phẩm (amylase) Việc sử dụng enzyme làm giảm năng lượng cung cấp cho quá trình sản xuất
2. Quản lý sâu bệnh ™ Việc sử dụng nông hóa là nguyên nhân gây nên ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. ™ Ứng dụng CNSH có thể giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường bằng cách: ™ Quay vòng mùa vụ để tránh dịch bệnh, kiểm soát cỏ dại và sâu bệnh ™ Sử dụng các giống có khả năng chống chịu cao ™ Phát triển các biosensor để phát hiện sâu bệnh kịp thời ™ Sử dụng chất kiểm soát sinh học
3. Kiểm soát sinh học ™ Là sử dụng vật liệu sinh học để kiểm soát sâu bệnh hơn là sử dụng hóa chất. ™ Sử dụng thiên địch để kiểm soát sâu bệnh ™ Vật liệu sinh học không gây độc và không gây ô nhiễm môi trường ™ Tuy nhiên, việc sử dụng vật liệu sinh học cũng mang đến nguy cơ tiềm năng như các loài ngoại lai hoặc biến thể của vật liệu sinh học
4. Các hợp chất cao phân tử sinh học ™ Chất thải rắn sinh hoạt có 27% là plastic được chế tạo từ hóa dầu và khó phân hủy. ™ Một số vi sinh vật có khả năng sản xuất ra các hợp chất cao phân tử có thuộc tính giông plastic, nhưng dễ bị 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 không gây ô nhiễm môi trường
5. Tái Chế ™ Là lựa chọn thứ 2 trong việc làm giảm chất thải, nó liên quan đến tái chế vật liệu trong quá trình sản xuất. ™ Tái chế kim loại và thủy tinh có thể tiết kiệm được 95% năng lượng để tạo mới kim loại và thủy tinh ™ Hầu hết hệ thống phục hồi và tái chế tập trung vào việc sử dụng kim loại, thủy tinh, giấy
6. Nước thải Chất thải rắn sinh hoạt (CN&NN) Chất thải Bùn dư lỏng độc Làm phân Bãi chôn Đốt Tái sử lấp dụng lỏng độc Nước rò rỉ Xử lý hiếu Các phương pháp xử lý và loại thải chất thải rắn sinh hoạt, bùn thải và chất thải khí/kỵ khí
7. Chất thải sinh hoạt ™ Là sản phẩm thải ra từ các gia định, cơ quan bao gồm thủy tinh, kim loại và vật liệu hữu cơ. ™ Xu hướng xử lý chất thải sinh hoạt thay đổi theo thời gian ™ Ở Mỹ, năm 1985, 83% chôn ở BCL, 5% đốt và 12% tái chế ™ Năm 1993, 62% chôn ở BCL, 16% đốt, 4% làm phân và 16% tái chế ™ Nhìn chung phần lớn rác thải đều được chôn lấp tại Bãi chôn lấp ™ Rác thải sinh hoạt có thể được làm giảm bằng cách tái chế thủy tinh, kim loại và giấy
8. BÃI CHÔN LẤP ™ Mỗi khi chất thải được sinh ra, có nhiều phương pháp được sử dụng để xử lý và loại thải. ™ Có lẽ phương pháp cổ điển nhất là đem chôn ™ Ban đầu các bãi chôn lấp thường gây nên ô nhiễm nước ngầm do nước 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 ngấm xuống đất
9. Một số thiết kế của bãi chôn lấp Lớp phủ sau cùng Chất thải Vị trí công tac Lớp chống thấm Chất thải Lớp phủ hàng ngày
10. Lớp phủ trên cùng Khí Đá Vị trí chôn rác Mặt đất Khí Lớp phủ trên cùng Đá Ống đục lổ Vị trí chôn rác Mặt đất Cách thiết kế bãi chôn lấp hiện đại
11. Lớp phủ Khí trên cùng Khối rác Đá Ống đục lổ Phương pháp lấy khí từ bãi chôn lấp. Các ống thu khí có thể cắm vào sau 1 – 2 năm phần trăm thể tích Thành phần khí theo Thời gian Sự thay đổi các loại khí ở bãi chôn lấp sau một vài năm. Thời gian để có thể thu được khí methane trung bình khoảng 2 năm
12. LÀM PHÂN BÓN Vật liệu phủ (lớp phân già) Vật liệu làm phân Khí Lớp đệm Lớp bê tông Ống đục Kênh tháo lổ, cấp khí nước Mặt cắt của hệ thống sản xuất phân từ rác thải hữu cơ. Hệ thống hoạt động trong điều kiện hiếu khí
13. LÀM PHÂN BÓN Vật liệu Vật liệu phủ không phủ không thấm thấm Ống đục lổ, Ống đục lổ, cấp khí cấp khí Sự phân bố nhiệt độ trong hệ thống làm phân. Hoạt động của vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ đã tạo nên các vùng nhiệt độ khác nhau. Việc cấp khí giúp cho các vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ phát triển
14. CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP ™ Có thể chia thành chất thải rắn và chất thải lỏng. ™ 5-10% chất thải rắn được sử dụng để làm phân bón ™ Chất thải lỏng phát sinh từ các chuồng trại chăn nuôi, một lượng lớn được pha loãng và chảy tràn bề mặt bởi nước mưa. ™ Chất thải lỏng có hàm lượng BOD cao (10.000 – 25.000 mg/L. ™ Một lượng lớn nitrate và phosphate trong chất thải lỏng cũng bị chảy tràn bề mặt ™ Các hệ thống kỵ khí và tùy nghi được thiết kế và ứng dụng để xử lý chất thải lỏng
15. CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP ™ Phần lớn được thải ra từ các nhà máy bao gồm cả rắn và lỏng, có BOD cao hơn nhiều so với chất thải sinh hoạt ™ Các chất thải hữu cơ phân hủy được xuất phát từ các nhà máy chế biến thực phẩm, sữa, thịt, rau quả. ™ Thông thường chất thải công nghiệp được xử lý trước khi xả ra hệ thống thoát nước thải chung của khu công nghiệp hoặc khu dân cư ™ Vì hàm lượng BOD cao nên xử lý kỵ khí là phương pháp xử lý tối ưu thường được sử dụng ™ Khí methane thu được từ xử lý kỵ khí được sử dụng để đun sôi và phát điện