Công Nghệ Vi Sinh Trong Nông Nghiệp Và Môi Trường - PGS TS.Nguyễn Xuân Thành phần 10

Các nhóm đối tượng chính của của vi sinh vật học có thể chia làm các nhóm sau: * Virus * Archaea * Vi khuẩn * Xạ khuẩn * Vi nấm * Vi tảo
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công Nghệ Vi Sinh Trong Nông Nghiệp Và Môi Trường - PGS TS.Nguyễn Xuân Thành phần 10 Quy tr×nh xö lý n−íc th¶i b»ng biÖn ph¸p sinh häc trong ®iÒu kiÖn kþ khÝ lµ quy tr×nh ph©nhuû sinh häc yÕm khÝ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ chøa trong n−íc th¶i ®Ó t¹o thµnh khÝ CH4 vµ c¸c s¶nphÈm v« c¬ kÓ c¶ CO2, NH3. Quy tr×nh nµy cã nh÷ng −u ®iÓm sau: - Nhu cÇu vÒ n¨ng l−îng kh«ng nhiÒu. - Ngoµi vai trß xö lý n−íc th¶i, b¶o vÖ m«i tr−êng, quy tr×nh cßn t¹o ®−îc nguån n¨ng l−îngmíi lµ khÝ sinh häc, trong ®ã CH4 chiÕm tû lÖ 70 - 75%. - Còng nh− xö lý sinh häc hiÕu khÝ, ë quy tr×nh nµy, bïn ho¹t tÝnh ®−îc sö dông lµm t¸c nh©ng©y biÕn ®æi thµnh phÇn cña n−íc th¶i. Bïn ho¹t tÝnh ®−îc sö dông ë ®©y cã l−îng d− thÊp, cãtÝnh æn ®Þnh kh¸ cao, ®Ó duy tr× ho¹t ®éng cña bïn kh«ng ®ßi hái cung cÊp nhiÒu chÊt dinhd−ìng, bïn cã thÓ tån tr÷ trong thêi gian dµi. - VÒ mÆt thiÕt bÞ: C«ng tr×nh cã cÊu t¹o kh¸ ®¬n gi¶n, cã thÓ lµm b»ng vËt liÖu t¹i chç víi gi¸thµnh kh«ng cao. Bªn c¹nh nh÷ng −u ®iÓm trªn, biÖn ph¸p xö lý sinh häc yÕm khÝ cßn béc lé nh÷ng tån t¹i sau: + Quy tr×nh nh¹y c¶m víi c¸c chÊt ®éc h¹i, víi sù thay ®æi bÊt th−êng vÒ t¶i träng cña c«ngtr×nh, v× vËy khi sö dông cÇn cã sù theo dâi s¸t sao c¸c yÕu tè cña m«i tr−êng. + Xö lý n−íc th¶i ch−a triÖt ®Ó, nªn b−íc cuèi cïng lµ ph¶i xö lý hiÕu khÝ. Cho tíi nay nh÷ngc«ng tr×nh nghiªn cøu xö lý kþ khÝ cßn Ýt, thiÕu nh÷ng hiÓu biÕt vÒ vi sinh vËt tham gia vµo quytr×nh kþ khÝ nµy. HiÖn nay biÖn ph¸p nµy h·y cßn ë quy m« Pilot cã khèi tÝch 6m3, 30m3,200m3...cho ®Õn quy m« lín. §Õn nay trªn thÕ giíi ®· cã trªn vµi chôc nhµ m¸y xö lý n−íc th¶itheo kiÓu nµy, nhÊt lµ ë Hµ Lan, Hoa Kú, Thôy SÜ, Céng hßa liªn bang §øc. * C¸c qu¸ tr×nh chuyÓn hãa chñ yÕu trong kþ khÝ + Qu¸ tr×nh thuû ph©n (hydrolysis): Muèn hÊp thô ®−îc c¸c chÊt h÷u c¬ trong n−íc th¶i, visinh vËt ph¶i thùc hiÖn c¸c c«ng ®o¹n chuyÓn hãa c¸c chÊt nµy. ViÖc ®Çu tiªn lµ ph¶i thuûph©n c¸c chÊt cã ph©n tö l−îng cao thµnh c¸c polymer cã ph©n tö l−îng thÊp vµ monomer ®Ócã kh¶ n¨ng hÊp thô qua mµng tÕ bµo vi sinh vËt. §Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh thuû ph©n c¸c vi sinhvËt ph¶i tiÕt ra hÖ enzyme nh− proteinase, lipase, cellulase... Sau thuû ph©n, c¸c s¶n phÈm sÏ®−îc t¹o thµnh nh− c¸c amino acid, ®−êng, r−îu, c¸c acid bÐo m¹ch dµi... Qu¸ tr×nh thuû ph©n x¶y ra kh¸ chËm, phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh− nhiÖt ®é, pH, cÊu tróccña c¸c chÊt h÷u c¬ cÇn ph©n gi¶i. + Qu¸ tr×nh acid hãa (Acidogesis): C¸c s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh thuû ph©n sÏ ®−îc tiÕp tôcph©n gi¶i d−íi t¸c ®éng cña vi sinh vËt lªn men acid ®Ó t¹o thµnh acid bÐo dÔ bay h¬i nh− acidacetic, acid formic, acid propionic. Ngoµi ra cßn cã mét sè d¹ng kh¸c nh− r−îu, methanol,ethanol, aceton, NH3, CO2. + Qu¸ tr×nh acetate hãa (Acetogenesis): C¸c acid lµ s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh trªn l¹i ®−îc tiÕptôc thuû ph©n ®Ó t¹o l−îng acid acetic cao h¬n. S¶n phÈm cña qu¸ tr×nh phô thuéc vµo ¸p suÊtriªng phÇn cña H2 trong m«i tr−êng. ¸p suÊt riªng phÇn cña H2 ®−îc gi÷ - Nhãm biÕn ®æi acetate: Nhãm nµy cã tèc ®é ph¸t triÓn chËm, ®ßi hái c«ng tr×nh ph¶i l−uc¸c chÊt th¶i trong thêi gian dµi. - Nhãm biÕn ®æi hydrogen: Nhãm nµy cã tèc ®é ph¸t triÓn nhanh h¬n nhiÒu, do ®ã cã kh¶n¨ng gi÷ ¸p suÊt riªng phÇn cña H2 thÊp, t¹o ®iÒu kiÖn tèt cho qu¸ tr×nh biÕn ®æi acetate tõ c¸cacid bÐo. * YÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh ph©n huû kþ khÝ: - Oxygen: Trong xö lý n−íc th¶i kþ khÝ oxygen ®−îc coi lµ ®éc tè ®èi víi vi sinh vËt. Do ®ãlý t−ëng nhÊt lµ t¹o ®iÒu kiÖn kþ khÝ tuyÖt ®èi trong bÓ xö lý. - ChÊt dinh d−ìng: ChÊt dinh d−ìng ¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh ph¸t triÓn, sinh tr−ëng cña visinh vËt, liªn quan trùc tiÕp ®Õn qu¸ tr×nh ph©n huû c¸c hîp chÊt h÷u c¬ trong n−íc th¶i. Còngnh− c¸c vi sinh vËt kh¸c, vi sinh vËt kþ khÝ ®ßi hái c¸c chÊt dinh d−ìng chÝnh bao gåm c¸c hîpchÊt carbon, nitrogen, photphate... ®Ó h×nh thµnh c¸c enzyme thùc hiÖn qu¸ tr×nh ph©n huûc¸c hîp chÊt trong n − íc th¶i. ViÖc cung cÊp ®Çy ®ñ c¸c chÊt dinh d − ìng cÇn thiÕt sÏ t¹ocho bïn cã tÝnh l¾ng tèt vµ ho¹t tÝnh cao, ho¹t ®éng tèt trong qu¸ tr×nh xö lý. - NhiÖt ®é: Nhãm vi sinh vËt kþ khÝ cã 3 vïng nhiÖt ®é thÝch hîp cho sù ph©n huû c¸c hîpchÊt h÷ c¬ vµ ë mçi nhiÖt ®é thÝch hîp cho mét nhãm vi sinh vËt kþ khÝ kh¸c nhau. + Vïng nhiÖt ®é cao: 45 - 65oC + Vïng nhiÖt ®é trung b×nh: 20 - 45oC + Vïng nhiÖt ®é thÊp: < 20oC Hai vïng nhiÖt ®é ®Çu thÝch hîp cho nhãm vi sinh vËt lªn men methane, ë vïng nhiÖt ®é nµyl−îng methane ®−îc t¹o thµnh cao. §èi víi vïng nhiÖt ®é cao, ®Ó duy tr× nhiÖt ®é nµy cÇn thiÕtph¶i cung cÊp thªm n¨ng l−îng, ®iÒu nµy sÏ g©y tèn kÐm cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, tÝnh hiÖu qu¶kinh tÕ cña c«ng tr×nh sÏ bÞ h¹n chÕ. ë n−íc ta, nhiÖt ®é trung b×nh tõ 20- 32oC thÝch hîp cho nhãm vi sinh vËt ë vïng nhiÖt ®étrung b×nh ph¸t triÓn. - pH: Trong quy tr×nh xö lý kþ khÝ, pH cña m«i tr−êng ¶nh h−ëng ®Õn tèc ®é ph©n huû c¸cchÊt h÷u c¬, cô thÓ lµ ¶nh h−ëng ®Õn 4 qu¸ tr×nh chuyÓn hãa c¬ b¶ ...