công nghệ sinh học môi trường bài 4 xử lý ô nhiễm tại chỗ insitu

CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÔI TRƯỜNG
THS: VƯU NGỌC DUNG
Bài 4: XỬ LÝ Ô NHIỄM TẠI CHỖ
(IN-SITU)
Giới thiệu
• Các công nghệ sinh học:
- Bên ngoài (ex situ) xử lý tại nơi ô nhiễm (on-
site) hoặc nơi khác để xử lý (off-site)
- Tại chỗ (in situ) giữ các điều kiện tự nhiên
trong quá trình xử lý
• Mục tiêu: khoáng hóa các chất ô nhiễm bằng các vi
sinh vật để tạo các sản phẩm không gây hại.
• Các vi sinh vật cần các cơ chất bổ sung cho sự phát
triển và phân hủy sinh học, các nguyên tố bổ sung:
cacbon, nitơ và photpho; các nguyên tố đa lượng và
vi lượng khác…
• Bên cạnh quá trình khoáng hóa, các quá trình sinh
hóa có thể làm giảm độc tính của chất ô nhiễm.
• Các chất ô nhiễm có thể bị chuyển hóa tại chỗ, bao
gồm:
- Các dầu khoáng
- Các hợp chất thơm đơn và đa vòng
- Các hợp chất béo clo hóa hoặc chất béo nitrate hóa và
chất thơm
- Các ion vô cơ, bao gồm các xyanua đơn giản và phức
tạp
- Các kim loại nặng
Kích hoạt sinh học
Sinh
vật

Dinh dưỡng
Các yếu tố
môi trường:
T
0
, pH, độ
ẩm…
Chất cho
nhận điện tử
và điều kiện
về oxy
Tăng cường sinh học
Vi sinh
vật
• Nuôi cấy
trong PTN
Dinh
dưỡng
• Phân vi sinh
• Bùn hoạt
tính
Chất
độn
• Rơm, mùn
cưa, đất…
Kỹ thuật xử lý
9
Vùng ô nhiễm
Vi sinh vật
Vùng nước bão hòa

chất ô nhiễm
Vùng nước chưa bão
hòa chất ô nhiễm
Giếng bơm ép
Giếng bơm hút
XỬ LÝ Ô NHIỄM NƯỚC NGẦM
Kỹ thuật thổi khí (Biosparging)
10
Giới hạn vùng xử lý
Giếng bơm ép
Giếng
bơm hút
Bể trộn
dinh dưỡng
Bơm đẩy
Mực nước
Đưa thêm dinh
dưỡng
XỬ LÝ Ô NHIỄM NƯỚC NGẦM:
Kỹ thuật bơm dinh dưỡng (Bioenhancement)
11
XỬ LÝ Ô NHIỄM NƯỚC NGẦM:
Kỹ thuật be bờ (Biobarrier)
Chất ô nhiễm
lan toả
Tao bờ chặn chất ô
nhiễm- cho hoá
chất, chất dinh
dưỡng hay vi sinh
Đào hào sâu

Nước chứa
12
XỬ LÝ Ô NHIỄM NƯỚC NGẦM:
Kỹ thuật be bờ (Biobarrier)
2. Điều tra khảo sát
• Các lĩnh vực địa chất, địa chất thủy văn, hiện trạng ô
nhiễm và khả năng phân hủy sinh học đặc thù của khu
vực.
• Quy trình điều tra khảo sát khả năng phân hủy sinh học
của các chất ô nhiễm:
- Giai đoạn đầu: xác định khái quát khả năng phân hủy sinh
học các chất ô nhiễm ở khu vực nghiên cứu có hay không.
- Giai đoạn hai: các số liệu cơ sở lập kế hoạch cải tạo: như
cầu dinh dưỡng, thời gian cải tạo và nồng độ đầu ra sẽ
được xác định bằng các phương pháp thử nghiệm mô
phỏng công nghệ cải tạo (ở quy mô phòng thí nghiệm –
benchtop scale).
3. Các kỹ thuật cải tạo
3.1. Xử lý đất chưa bão hòa
(Bioventing)
• Kỹ thuật xử lý sinh học duy nhất có thể áp dụng cho
đất chưa bão hòa là kỹ thuật cấp khí (Bioventing).
• Nguyên tắc: dùng bơm chân không để kích thích quá
trình xử lý đất bằng trích ly bay hơi (soil vapour
xtraction). Sự khác biệt về áp suất ở tầng dưới bề mặt
sẽ tạo ra các dòng không khí và oxy được cung cấp
cho quá trình phân hủy hiếu khí.

3.2. Tuần hoàn thủy lực
(hydraulic circuits)
• Kỹ thuật bao gồm bơm nước ngầm, rửa và bổ sung chất
dinh dưỡng và tái bổ cập.
• Các chất ô nhiễm bị phân hủy tại chỗ hoặc trong nước
và được loại bỏ trong các nhà máy xử lý nước ngầm.
• Kỹ thuật này chủ yếu được sử dụng để xử lý ô nhiễm
dầu khoáng, các hydrocacbon trong dầu khoáng (mineral
oil hydrocacbon-MHC) có thể trích ly được ở một tỷ lệ
rất nhỏ, các hydrocacbon thơm đơn vòng có thể được
loại bỏ ở tỷ lệ cao hơn.
• Tỷ lệ phân hủy và lọc phụ thuộc vào độ hòa tan của các
chất ô nhiễm, độc học của quá trình phân hủy sinh học
và quy trình công nghệ
• Một hệ thống tuần hoàn thủy lực cụ thể:
- Một lớp lọc bằng sỏi (0,5 m) được bố trí tại độ sâu mực
nước ngầm trước và sau khu vực xử lý tập trung đất
không bão hòa sau khi thu gom.
- Nước ngầm được bơm lên và dẫn tới nhà máy xử lý để
loại bỏ Fe, Mn và các chất ô nhiễm.
- Nước đã lọc sạch được bổ sung thêm dinh dưỡng (urê,
axit phosphoric) cùng với chất nhận điện tử - dung dịch
oxy già (H
2
O
2
) và nitrat.
- Vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách cô lập khu
vực ô nhiễm bằng một bức tường xi măng lót dưới đáy
bồn chứa (tầng nước ngầm không thấm - groundwater-

impermeable layer)
3.3. Kỹ thuật sục khí (Biosparging) và
Chiết hút chân không (Bioslurping)
• Kỹ thuật sục khí và chiết hút chân có thể xử lý các
vùng bão hòa và vùng không bão hòa.
• Kỹ thuật sục khí là quá trình thổi không khí vào tầng
nước ngầm để tạo ra sự hình thành các kênh nhánh
nhỏ cho phép không khí có thể chuyển động qua để đi
đến vùng không bão hòa.
• Kỹ thuật sục khí nâng cao hiệu quả xử lý tại chỗ các
chất ô nhiễm bay hơi, giải hấp các chất ô nhiễm và
phân hủy các chất ô nhiễm do sự làm giàu ôxy trong
nước ngầm.
Sơ đồ minh họa kỹ thuật sục khí (biosparging)
• Kỹ thuật chiết hút chân không (bioslurping) hay
(vacuum-enhanced recovery) là kỹ thuật duy nhất có
thể xử lý pha sản phẩm chảy tự do trên bề mặt nước
ngầm.
• Các giếng chiết hút chân không thường được thiết kế
trong vùng nước ngầm dao động. Đường ống hút được
dẫn trực tiếp trong pha tự do.
• Hỗn hợp các sản phẩm tự do, hơi nước trong đất và
nước ngầm sẽ được trích ly bằng chân không.
• Bên trên mặt đất ba đối tượng (sản phẩm tự do, khí
thải và nước thải) sẽ được phân tách.
Hết bài 4