Bài thuyết trình: Công nghệ sinh học đại cương - Xử lý chất thải rắn

Khái niệm và mục tiêu xử lý chất thải rắn, các phương pháp sinh học xử lý chất thải rắn là những nội dung chính trong bài thuyết trình "Công nghệ sinh học đại cương - Xử lý chất thải rắn". Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài thuyết trình: Công nghệ sinh học đại cương - Xử lý chất thải rắn CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Linh 1. Khái niệm và mục tiêu ­ Xử lý chất thải rắn là dùng các biện pháp kỹ  thuật để xử lý chất thải và không làm ảnh  hưởng tới môi trường; tạo ra các sản phẩm có  lợi cho xã hội nhằm phát huy hiệu quả kinh tế. ­ Mục tiêu: làm giảm hoặc loại bỏ các thành  phần không mong muốn trong chất thải như  chất độc hại, không hợp vệ sinh, tận dụng vật  liệu và năng lượng trong chất thải. CHẤT THẢI RẮN TỒN TRỮ VÀ PHÂN  LOẠI TẠI NGUỒN THU GOM SẢN  PHẨM  XỬ LÝ BẰNG  TÁI  TRUNG CHUYỂN VẬN  PHƯƠNG PHÁP SINH  SINH CHUYỂN HỌC THẢI BỎ 2. Các phương pháp sinh học xử lý chất thải rắn Phương pháp xử lý yếm khí - Cơ chế - Tác nhân sinh học - Công nghệ xử lý yếm khí Phương pháp xử lý hiếu khí - Cơ chế - Tác nhân sinh học - Công nghệ xử lý yếm khí 2.1.1.  Xử lý yếm khí Ø Xử lý yếm khí là quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong môi  trường không có oxy ở điều kiện nhiệt độ từ 30 đến 650C. Sản  phẩm của quá trình phân huỷ kị khí là khí sinh học (CO2 và  CH4). Khí CH4 có thể thu gom và sử dụng như một nguồn nhiên  liệu sinh học và bùn đã được ổn định về mặt sinh học, có thể sử  dụng như nguồn bổ sung dinh dưỡng cho cây trồng. Ø Quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ dưới điều kiện yếm khí  xảy ra theo 3 bước: + Bước thứ nhất là quá trình thủy phân các hợp chất có phân tử  lượng lớn thành những hợp chất thích hợp dùng làm nguồn năng  lượng và mô tế bào. + Bước thứ hai là quá trình chuyển hóa các hợp chất sinh ra từ  bước 1 thành các hợp chất có phân tử lượng thấp hơn xác định. + Bước thứ ba là quá trình chuyển hóa các hợp chất trung gian  thành các sản phẩm cuối đơn giản hơn, chủ yếu là khí metan (CH4)  và khí cacbonic (CO2). Ø Quá trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ rất phức tạp liên hệ  đến hàng trăm phản ứng và sản phẩm trung gian. Tuy nhiên  người ta thường đơn giản hóa chúng bằng phương trình sau  đây: Ø Hỗn hợp khí sinh ra thường được gọi là khí sinh học hay  biogas. Thành phần của Biogas như sau: Methane (CH4) 55 ¸ 65% Carbon dioxide (CO2) 35 ¸ 45% Nitrogen (N2) 0 ¸ 3% Hydrogen (H2) 0 ¸ 1% Hydrogen Sulphide (H2S) 0 ¸ 1% 2.1.2.  Tác nhân sinh học Ø Vi sinh vật: Nhóm vi sinh vật tạo axid Clostridium spp  Peptococcus anaerobus Bifidobacterium spp Vi khuẩn tạo mêtan Hình que Dạng hình cầu Methanobacterium         Methanobacilus Methanococcus          Methanosarcina Ø Tỷ lệ C/N:  Tỷ lệ C/N tối ưu trong quá trình phân hủy yếm khí khoảng (20  ­30) :1. Ở mức độ tỷ lệ thấp hơn, nitơ sẽ thừa và sinh ra khí NH3,  gây ra mùi khai. Ở mức tỷ lệ cao hơn sự phân hủy xảy ra chậm. Ø pH: Sản lượng khí sinh học (biogas) sinh ra từ quá trình phân hủy kỵ khí đạt tối đa khi giá trị pH của vật liệu của hệ thống nằm trong khoảng 6 - 7 (6,5 – 7,5). Giá trị pH ảnh hưởng đến thời gian phân hủy của của chất thải rắn vật liệu. pH của môi trường phải được khống chế sao cho không nhỏ hơn 6,2 bởi vì khi đó vi khuẩn sinh metan bị ức chế hoạt động. Tại thời điểm ban đầu của quá trình lên men, số lượng lớn các axit hữu cơ được tạo thành và có thể làm cho giá trị pH của hỗn hợp giảm xuống dưới 5, điều này sẽ làm hạn chế quá trình phân hủy. Quá trình phân hủy sẽ tiếp tục và lượng NH3 tạo thành sẽ gia tăng do sự phân huỷ của nitơ, giá trị pH có thể tăng lên trên 8. Khi sản lượng khí metan tạo thành ổn định, giá trị pH trong khoảng 7,2 - 8,2. 2.1.3.  Các phương pháp xử lý yếm khí Sản xuất khí sinh học (phân huỷ yếm khí) Khí sinh học là khí được tao ra trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ  trong điều yếm khí, trong đó chúng ta sử dụng methan là khí đốt. Cơ chế quá trình phân hủy yếm khí Methan hóa: Các phản ứng của các giai đoạn methan hóa H2 + CO2   CH4 + 2H2O HCOOH   CH4 + CO2 + H2O CH3COOH   CH4 + CO2 CH3OH   CH4 + CO2 + H2O (CH3)3N + H2O   CH4 + CO2 + NH3 Ưu, nhược điểm của quá trình sản xuất khí sinh học biogass  Ưu điểm Nhược điểm - Sản xuất ra mêtan và chất thải để  - Có khả năng cháy nổ. sử dụng - Vốn đầu tư cao (tuy nhiên nếu vận  - Chất thải không có mùi hôi hành và bảo trì tốt có khả năng thu  - Chất thải có giá trị cao, được dùng  hồi vốn) làm phân bón và cải tạo đất. - Tạo nên 1 thể tích chất thải lớn hơn  - Tiêu diệt phần lớn các hạt cỏ dại  do việc sử dụng nước để tạo điều  và các mầm bệnh kiện thích hợp cho quá trình lên men  - Chất thải không còn hấp dẫn  yếm khí. chuột và ruồi. - Nước thải của hầm ủ vẫn còn khả  - Là một phương pháp hợp vệ sinh  năng gây ô nhiễm môi trường nếu  để xử lý phân người và gia súc không được xử lý và quản lý tốt. - Bảo vệ các nguồn năng lượng  - Đòi hỏi vận hành và bảo quản tốt hiếm của địa phương (củi, dầu…) - Vài hóa chất trong chất thải có thể  làm cản trở quá trình phân hủy. - Nếu sử dụng để chạy các động cơ  ...