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. CHÖÔNG 3 Coâng ngheä saïch, chaát thaûi sinh hoaït, coâng nghieäp vaø noâng nghieäp TS. Leâ Quoác Tuaán Khoa Moâi tröôøng vaø Taøi nguyeân Ñaïi hoïc Noâng Laâm TP. Hoà Chí Minh
2. SoSoáá phaphaäänn cacaùùcc chachaáátt gaâygaây oâoâ nhieãmnhieãm trongtrong moâimoâi trtrööôôøngøng ™™ ChaChaátát gaâygaây oâoâ nhieãmnhieãm MTMT cocoùù thetheåå ñöñöôôïcïc phaânphaân loaloaïiïi:: chachaátát voâvoâ côcô,, hhööõuõu côcô,, sinhsinh vavaätät,, khkhíí ™™ VeVeàà nguonguoànàn gogoácác ththìì cocoùù thetheåå phaânphaân thathaønhønh 33 nhonhoùmùm:: 9 Nhoùmù coùù nguoànà goácá sinh hoïcï , coùù theåå bò phaân huûyû sinh hoïcï 9 Nhoùmù töø coâng nghieäpä hoùaù daàuà 9 Nhoùmù töø caùcù hoùaù chaátá nhaân taïoï ™™ SoSoáá phaphaänän cucuûaûa cacaùcùc chachaátát gaâygaây oâoâ nhieãmnhieãm moâimoâi trtrööôôøngøng seõseõ ñöñöôôïcïc chuyechuyeånån hohoùaùa babaèngèng nhienhieàuàu concon ñöñöôôøngøng khakhaùcùc nhaunhau,, tutuøyøy thuothuoäcäc vavaøoøo ttíínhnh chachaátát vavaøø ññieieàuàu kiekieänän moâimoâi trtrööôôøngøng mamaøø nonoùù ñöñöôôïcïc thathaûiûi vavaøoøo
3. CHAÁT OÂ NHIEÃM Khoâng bay hôi Bay hôi Tan trong nöôùc Khoâng tan trong nöôùc Söï bay hôi Coù Khoâng Hoaït hoùa Haáp thu taïi choã Caùc dung moâi clo hoùa Khoâng Coù taïi baõi choân laáp Haáp thu trong Khoâng ñoäc haïi, khoâng khí Khoâng deã phaân huûy CFCs, carbon Coù tetrachloride Bieán maát
4. Chaát tan trong nöôùc Nöôùc? Khoâng Coù Coù Tích luõy taïi choã Khoù phaân huûy Hoaït hoùa hoùa hoïc Khoâng Coù Bieán maát Haáp thu Khoâng haáp thu Khoâng Phöùc hôïp Coù Coù Khoâng phaân Phaân huûy sinh Phaân huûy sinh Khoâng phaân huûy ñöôïc hoïc hoïc huûy ñöôïc Khoâng Coù Coù Khoâng Tích luõy taïi choã Bieán maát Di chuyeån vaøo trong ñaát, nöôùc ngaàm Caùc acid coù nhaân Hoùa chaát coù nguoàn Thuoác tröø saâu, thôm vaø clo, thuoác goác daàu moû dieät coû tröø saâu
5. Chaát khoâng tan trong nöôùc Haáp thu bôûi teá baøo Khoâng ñöôïc haáp thu Inert Hoaït hoùa Phaûn öùng Inert Caùc ñieàu kieän Caùc ñieàu kieän thuaän lôïi thuaän lôïi Khoâng Coù Coù Khoâng Tích luõy trong Bieán maát Tích luõy taïi chuoãi thöùc aên choã DDT, PCBs Than buøn DDT: Dichlorodiphenyltrichloroethane; PCBs: Polychlorobiphenyls
6. CoângCoâng nghengheää sasaïïchch ™™ NhieNhieàuàu yyùù ttööôôûngûng öùöùngng duduïngïng CNSHCNSH ññeeåå xxöûöû lylyùù chachaátát thathaûiûi ôôûû ““cuocuoáiái ñöñöôôøngøng ooángáng”” ™™ ÑÑaâyaây khoângkhoâng phaphaûiûi lalaøø momoätät giagiaûiûi phaphaùpùp totoáiái ööuu vvìì nhienhieàuàu coângcoâng nghengheää chchææ chuyechuyeånån oâoâ nhieãmnhieãm ññeeánán vuvuøngøng khakhaùcùc ™™ GiaGiaûiûi phaphaùpùp totoátát nhanhaátát lalaøø loaloaïiïi thathaûiûi hoahoaëcëc lalaømøm giagiaûmûm ““tataïiïi nguonguoànàn”” ™™ GiaGiaûmûm oâoâ nhieãmnhieãm tataïiïi nguonguoànàn ñöñöôôïcïc gogoïiïi lalaøø ““coângcoâng nghengheää sasaïchïch””
7. CoângCoâng nghengheää sasaïïchch ™™ CoângCoâng nghengheää sasaïchïch lieânlieân quanquan ññeeánán ssöïöï thaythay ññooåiåi quyquy trtrììnhnh sasaûnûn xuaxuaátát,, thaythay ññooåiåi coângcoâng nghengheää vavaøø thaythay ññooåiåi nguyeânnguyeân lielieäuäu ññaaàuàu vavaøoøo ™™ ThayThay ññooåiåi quyquy trtrììnhnh sasaûnûn xuaxuaátát baobao gogoàmàm ngaênngaên cacaûnûn ssöïöï thathaátát thoathoaùtùt,, phphööôngông ththöùöùcc ssöûöû duduïngïng vavaätät lielieäuäu,, taêngtaêng ccööôôøngøng ssöïöï vavaänän hahaønhønh ™™ ThayThay ññooåiåi coângcoâng nghengheää baobao gogoàmàm thaythay ññooåiåi quyquy trtrììnhnh,, cacaøiøi ññaaëtët vavaänän hahaønhønh vavaøø ttöïöï ññooängäng hohoùaùa ™™ ThayThay ññooåiåi nguyeânnguyeân lielieäuäu ññaaàuàu vavaøoøo cocoùù thetheåå lalaømøm giagiaûmûm hoahoaëcëc thaythay thetheáá cacaùcùc chachaátát ññooäcäc hahaïiïi babaèngèng chachaátát íítt ññooäcäc hônhôn,, tataùiùi checheáá vavaätät lielieäuäu ™™ CNSHCNSH cocoùù thetheåå ñöñöôôïcïc aaùpùp duduïngïng chocho cacaûû 2:2: thaythay ññooåiåi coângcoâng nghengheää vavaøø thaythay ññooåiåi vavaätät lielieäuäu
8. THIEÁT KEÁ TRUYEÀN THOÁNG Naêng löôïng Naêng löôïng Chaát thaûi raén ñoâ thò Nguyeân Nguyeân Söû duïng lieäu thoâ Cheá bieán lieäu thoâ saûn phaåm Chaát thaûi coâng nghieäp THIEÁT KEÁ COÂNG NGHEÄ SAÏCH Hieäu suaát naêng löôïng Hieäu suaát naêng löôïng Thieát keá cho BCL, laøm phaân Hieäu quaû Söû duïng boùn, ñoát nguyeân Cheá bieán saûn phaåm lieäu Taùi cheá Taùi söû duïng Giaûm thaûi
9. VVíí duduïï veveàà thanhthanh ññooåiåi quyquy trtrììnhnh Phaàn coù Cheá bieán hoùa Acetate carbohydrate sinh Ester cao Lignin Cô chaát dö Hydrogen hoùa Ethanol Cheá bieán nhieät Hydrogen Phaàn coù hoùa lignin cao Hôi & Naêng löôïng
10. ÖÙÖÙngng duduïïngng coângcoâng nghengheää sasaïïchch ™™ ThayThay cacaùcùc phphööôngông phaphaùpùp hohoùaùa hohoïcïc bôbôûiûi vivi sinhsinh vavaätät hoahoaëcëc enzyme.enzyme. ™™ QuaQuaûnûn lylyùù saâusaâu hahaïiïi vavaøø vuvuïï mumuøaøa babaèngèng cacaùchùch giagiaûmûm vievieäcäc ssöûöû duduïngïng thuothuoácác trtröøöø saâusaâu vavaøø thuothuoácác diedieätät cocoû.û. ™™ KieKieåmåm soasoaùtùt sinhsinh hohoïcïc,, ssöûöû duduïngïng cacaùcùc vavaätät lielieäuäu sinhsinh hohoïcïc ññeeåå kiekieåmåm soasoaùtùt saâusaâu bebeänhänh vavaøø dòchdòch bebeänhänh,, giagiaûmûm ssöûöû duduïngïng noângnoâng hohoùaùa ™™ SaSaûnûn xuaxuaátát chachaátát dedeûoûo cocoùù thetheåå phaânphaân huhuûyûy sinhsinh hohoïcïc ñöñöôôïcïc babaèngèng vivi sinhsinh vavaätät ™™ KhKhöûöû llööuu huyhuyønhønh cucuûaûa thanthan vavaøø dadaàuàu babaèngèng phphööôngông phaphaùpùp sinhsinh hohoïcïc ™™ SaSaûnûn xuaxuaátát nhieânnhieân lielieäuäu sinhsinh hohoïcïc
11. ThayThay ññooååii quaquaùù trtrììnhnh ™™ EnzymeEnzyme ñöñöôôïcïc ssöûöû duduïngïng trongtrong ngangaønhønh thuothuoäcäc dada ™™ EnzymeEnzyme trongtrong ngangaønhønh dedeätät ññeeåå loaloaïiïi tinhtinh boboätät vavaøø tataåyåy tratraéngéng ™™ EnzymeEnzyme ñöñöôôïcïc ssöûöû duduïngïng trongtrong ngangaønhønh checheáá biebieánán giagiaáyáy vavaøø boboätät giagiaáyáy ™™ CellulaseCellulase,, lipase,lipase, proteaseprotease ñöñöôôïcïc ssöûöû duduïngïng trongtrong ngangaønhønh dedeätät ™™ NhieNhieàuàu enzymeenzyme ñöñöôôïcïc ssöûöû duduïngïng trongtrong ngangaønhønh coângcoâng nghengheää ththöïöïcc phaphaåmåm (amylase)(amylase) VieVieääcc ssöûöû duduïngïng enzymeenzyme lalaøømm giagiaûmûm naêngnaêng llööôôïngïng cungcung cacaáápp chocho quaquaùù trtrììnhnh sasaûnûn xuaxuaátát
12. QuaQuaûûnn lylyùù saâusaâu bebeäänhnh ™™ VieVieäcäc ssöûöû duduïngïng noângnoâng hohoùaùa lalaøø nguyeânnguyeân nhaânnhaân gaâygaây neânneân oâoâ nhieãmnhieãm moâimoâi trtrööôôøngøng nghieâmnghieâm trotroïngïng ™™ ÖÙÖÙngng duduïngïng CNSHCNSH cocoùù thetheåå giagiaûiûi quyequyeátát ñöñöôôïcïc vavaánán ññeeàà oâoâ nhieãmnhieãm moâimoâi trtrööôôøngøng babaèngèng cacaùchùch:: ™ Quay voøngø muøaø vuïï ñeåå traùnhù dòch beänhä , kieåmå soaùtù coûû daïiï vaøø saâu beänhä ™ Söû duïngï caùcù gioángá coùù khaûû naêng choángá chòu cao ™ Phaùtù trieånå caùcù biosensor ñeåå phaùtù hieänä saâu beänhä kòp thôøiø ™ Söû duïngï chaátá kieåmå soaùtù sinh hoïcï
13. KieKieååmm soasoaùùtt sinhsinh hohoïïcc ™™ LaLaøø ssöûöû duduïngïng vavaätät lielieäuäu sinhsinh hohoïcïc ññeeåå kiekieåmåm soasoaùtùt saâusaâu bebeänhänh hônhôn lalaøø ssöûöû duduïngïng hohoùaùa chachaátát ™™ SSöûöû duduïngïng thieânthieân ññòchòch ññeeåå kiekieåmåm soasoaùtùt saâusaâu bebeänhänh ™™ VaVaätät lielieäuäu sinhsinh hohoïcïc khoângkhoâng gaâygaây ññooäcäc vavaøø khoângkhoâng gaâygaây oâoâ nhieãmnhieãm moâimoâi trtrööôôøngøng ™™ TuyTuy nhieânnhieân,, vievieäcäc ssöûöû duduïngïng vavaätät lielieäuäu sinhsinh hohoïcïc cuõngcuõng mangmang ññeeánán nguynguy côcô tietieàmàm naêngnaêng nhnhöö cacaùcùc loaloaøiøi ngoangoaïiïi lailai hoahoaëcëc biebieánán thetheåå cucuûaûa vavaätät lielieäuäu sinhsinh hohoïcïc
14. CaCaùùcc hôhôïïpp chachaáátt caocao phaânphaân ttöûöû sinhsinh hohoïïcc ™™ ChaChaátát thathaûiûi raraénén sinhsinh hoahoaïtït cocoùù 27%27% lalaøø plasticplastic ñöñöôôïcïc checheáá tataïoïo ttöøöø hohoùaùa dadaàuàu vavaøø khokhoùù phaânphaân huhuûyûy ™™ MoMoätät sosoáá vivi sinhsinh vavaätät cocoùù khakhaûû naêngnaêng sasaûnûn xuaxuaátát rara cacaùcùc hôhôïpïp chachaátát caocao phaânphaân ttöûöû cocoùù thuothuoäcäc ttíínhnh gioânggioâng plastic,plastic, nhnhööngng deãdeã bòbò phaânphaân huhuûyûy sinhsinh hohoïcïc ™™ SSöûöû duduïngïng hôhôïpïp chachaátát caocao phaânphaân ttöûöû sinhsinh hohoïcïc lalaømøm giagiaûmûm momoätät llööôôïngïng ññaaùngùng kekeåå vievieäcäc khaikhai thathaùcùc dadaàuàu thoâthoâ vavaøø khoângkhoâng gaâygaây oâoâ nhieãmnhieãm moâimoâi trtrööôôøngøng
15. TaTaùùii CheCheáá ™™ LaLaøø llöïöïaa chochoïnïn ththöùöù 22 trongtrong vievieäcäc lalaømøm giagiaûmûm chachaátát thathaûiûi,, nonoùù lieânlieân quanquan ññeeánán tataùiùi checheáá vavaätät lielieäuäu trongtrong quaquaùù trtrììnhnh sasaûnûn xuaxuaátát ™™ TaTaùiùi checheáá kimkim loaloaïiïi vavaøø thuthuûyûy tinhtinh cocoùù thetheåå tietieátát kiekieämäm ñöñöôôïcïc 95%95% naêngnaêng llööôôïngïng ññeeåå tataïoïo mômôùiùi kimkim loaloaïiïi vavaøø thuthuûyûy tinhtinh ™™ HaHaàuàu heheátát heheää thothoángáng phuphuïcïc hohoàiài vavaøø tataùiùi checheáá tataäpäp trungtrung vavaøoøo vievieäcäc ssöûöû duduïngïng kimkim loaloaïiïi,, thuthuûyûy tinhtinh,, giagiaáyáy
16. Nöôùc thaûi Chaát thaûi raén sinh hoaït (CN&NN) Chaát thaûi Buøn dö loûng ñoäc Laøm phaân Baõi choân Ñoát Taùi söû laáp duïng loûng ñoäc Nöôùc roø ræ Xöû lyù hieáu Caùc phöông phaùp xöû lyù vaø loaïi thaûi chaát thaûi raén sinh hoaït, buøn thaûi vaø chaát thaûi khí/kî khí
17. ChaChaáátt thathaûûii sinhsinh hoahoaïïtt ™™ LaLaøø sasaûnûn phaphaåmåm thathaûiûi rara ttöøöø cacaùcùc giagia ññònhònh,, côcô quanquan baobao gogoàmàm thuthuûyûy tinhtinh,, kimkim loaloaïiïi vavaøø vavaätät lielieäuäu hhööõuõu côcô ™™ XuXu hhööôôùngùng xxöûöû lylyùù chachaátát thathaûiûi sinhsinh hoahoaïtït thaythay ññooåiåi theotheo thôthôøiøi giangian ™ ÔÛÛ Myõ, naêm 1985, 83% choân ôûû BCL, 5% ñoátá vaøø 12% taùiù cheáá ™ Naêm 1993, 62% choân ôûû BCL, 16% ñoátá , 4% laømø phaân vaøø 16% taùiù cheáá ™™ NhNhììnn chungchung phaphaànàn lôlôùnùn raraùcùc thathaûiûi ññeeàuàu ñöñöôôïcïc choânchoân lalaápáp tataïiïi BaõiBaõi choânchoân lalaápáp ™™ RaRaùcùc thathaûiûi sinhsinh hoahoaïtït cocoùù thetheåå ñöñöôôïcïc lalaømøm giagiaûmûm babaèngèng cacaùchùch tataùiùi checheáá thuthuûyûy tinhtinh,, kimkim loaloaïiïi vavaøø giagiaáyáy
18. BAÕIBAÕI CHOÂNCHOÂN LALAÁPÁP ™™ MoãiMoãi khikhi chachaátát thathaûiûi ñöñöôôïcïc sinhsinh rara,, cocoùù nhienhieàuàu phphööôngông phaphaùpùp ñöñöôôïcïc ssöûöû duduïngïng ññeeåå xxöûöû lylyùù vavaøø loaloaïiïi thathaûiûi ™™ CoCoùù leõleõ phphööôngông phaphaùpùp cocoåå ññieieånån nhanhaátát lalaøø ññemem choânchoân ™™ BanBan ññaaàuàu cacaùcùc baõibaõi choânchoân lalaápáp ththööôôøngøng gaâygaây neânneân oâoâ nhieãmnhieãm nnööôôùcùc ngangaàmàm dodo nnööôôùcùc roroøø rrææ ttöøöø raraùcùc ™™ VaVaánán ññeeàà chchíínhnh cucuûaûa baõibaõi choânchoân lalaápáp vaãnvaãn lalaøø nnööôôùcùc roroøø rrææ ™™ NhieNhieàuàu phphööôngông aaùnùn ñöñöôôïcïc llöïöïaa chochoïnïn lalaøø lalaømøm saosao hahaïnïn checheáá totoáiái ññaa hoahoaëcëc khoângkhoâng chocho nnööôôùcùc roroøø rrææ ngangaámám xuoxuoángáng ññaaátát
19. Moät soá thieát keá cuûa baõi choân laáp Lôùp phuû sau cuøng Chaát thaûi Vò trí coâng tac Lôùp choáng thaám Chaát thaûi Lôùp phuû haøng ngaøy
20. Lôùp phuû treân cuøng Khí Ñaù Vò trí choân raùc Maët ñaát Khí Lôùp phuû treân cuøng Ñaù OÁng ñuïc loå Vò trí choân raùc Maët ñaát Caùch thieát keá baõi choân laáp hieän ñaïi
21. Lôùp phuû Khí treân cuøng Khoái raùc Ñaù OÁng ñuïc loå Phöông phaùp laáy khí töø baõi choân laáp. Caùc oáng thu khí coù theå caém vaøo sau 1 – 2 naêm phaàn traêm theå tích Thaønh phaàn khí theo Thôøi gian Söï thay ñoåi caùc loaïi khí ôû baõi choân laáp sau moät vaøi naêm. Thôøi gian ñeå coù theå thu ñöôïc khí methane trung bình khoaûng 2 naêm
22. LALAØØMM PHAÂNPHAÂN BOBOÙÙNN Vaät lieäu phuû (lôùp phaân giaø) Vaät lieäu laøm phaân Khí Lôùp ñeäm Lôùp beâ toâng OÁng ñuïc Keânh thaùo loå, caáp khí nöôùc Maët caét cuûa heä thoáng saûn xuaát phaân töø raùc thaûi höõu cô. Heä thoáng hoaït ñoäng trong ñieàu kieän hieáu khí
23. LALAØØMM PHAÂNPHAÂN BOBOÙÙNN Vaät lieäu Vaät lieäu phuû khoâng phuû khoâng thaám thaám OÁng ñuïc loå, OÁng ñuïc loå, caáp khí caáp khí Söï phaân boá nhieät ñoä trong heä thoáng laøm phaân. Hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät phaân huûy chaát höõu cô ñaõ taïo neân caùc vuøng nhieät ñoä khaùc nhau. Vieäc caáp khí giuùp cho caùc vi sinh vaät phaân huûy chaát höõu cô phaùt trieån
24. CHACHAÁÁTT THATHAÛÛII NOÂNGNOÂNG NGHIENGHIEÄÄPP ™™ CoCoùù thetheåå chiachia thathaønhønh chachaátát thathaûiûi raraénén vavaøø chachaátát thathaûiûi loloûngûng ™™ 55 10%10% chachaátát thathaûiûi raraénén ñöñöôôïcïc ssöûöû duduïngïng ññeeåå lalaømøm phaânphaân boboùnùn ™™ ChaChaátát thathaûiûi loloûngûng phaphaùtùt sinhsinh ttöøöø cacaùcùc chuochuoàngàng tratraïiïi chaênchaên nuoâinuoâi,, momoätät llööôôïngïng lôlôùnùn ñöñöôôïcïc phapha loaõngloaõng vavaøø chachaûyûy tratraønøn bebeàà mamaëtët bôbôûiûi nnööôôùcùc mmööaa ™™ ChaChaátát thathaûiûi loloûngûng cocoùù hahaømøm llööôôïngïng BODBOD caocao (10.000(10.000 –– 25.00025.000 mg/L.mg/L. ™™ MoMoätät llööôôïngïng lôlôùnùn nitratenitrate vavaøø phosphatephosphate trongtrong chachaátát thathaûiûi loloûngûng cuõngcuõng bòbò chachaûyûy tratraønøn bebeàà mamaëtët ™™ CaCaùcùc heheää thothoángáng kkîî khkhíí vavaøø tutuøyøy nghinghi ñöñöôôïcïc thiethieátát kekeáá vavaøø öùöùngng duduïngïng ññeeåå xxöûöû lylyùù chachaátát thathaûiûi loloûngûng
25. CHACHAÁÁTT THATHAÛÛII COÂNGCOÂNG NGHIENGHIEÄÄPP ™™ PhaPhaànàn lôlôùnùn ñöñöôôïcïc thathaûiûi rara ttöøöø cacaùcùc nhanhaøø mamaùyùy baobao gogoàmàm cacaûû raraénén vavaøø loloûngûng,, cocoùù BODBOD caocao hônhôn nhienhieàuàu soso vôvôùiùi chachaátát thathaûiûi sinhsinh hoahoaïtït ™™ CaCaùcùc chachaátát thathaûiûi hhööõuõu côcô phaânphaân huhuûyûy ñöñöôôïcïc xuaxuaátát phaphaùtùt ttöøöø cacaùcùc nhanhaøø mamaùyùy checheáá biebieánán ththöïöïcc phaphaåmåm,, ssööõaõa,, thòtthòt,, raurau quaquaû.û. ™™ ThoângThoâng ththööôôøngøng chachaátát thathaûiûi coângcoâng nghienghieäpäp ñöñöôôïcïc xxöûöû lylyùù trtrööôôùcùc khikhi xaxaûû rara heheää thothoángáng thoathoaùtùt nnööôôùcùc thathaûiûi chungchung cucuûaûa khukhu coângcoâng nghienghieäpäp hoahoaëcëc khukhu daândaân ccöö ™™ VVìì hahaømøm llööôôïngïng BODBOD caocao neânneân xxöûöû lylyùù kkîî khkhíí lalaøø phphööôngông phaphaùpùp xxöûöû lylyùù totoáiái ööuu ththööôôøngøng ñöñöôôïcïc ssöûöû duduïngïng ™™ KhKhíí methanemethane thuthu ñöñöôôïcïc ttöøöø xxöûöû lylyùù kkîî khkhíí ñöñöôôïcïc ssöûöû duduïngïng ññeeåå ññunun soâisoâi vavaøø phaphaùtùt ññieieänän