xu lý rac thai hữu cơ

CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG

Chương 2

ỨNG DỤNG CÔNG NGHÊÊ SINH HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI HỮU CƠ


Câu hỏi ôn tập

•

Công nghệ sinh học môi trường là gì?

•

Vai trò của CNSH môi trường?

•

Lĩnh vực nghiên cứu?


NỘI DUNG

1

Tổng quan về chất thải

2

Quá trình phân hủy của chất thải

3

Ứng dụng CNSH xử lý chất thải

4

Ứng dụng CNSH xử lý chất thải công nghiệp


TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI

•

Khái niệm cơ bản về chất thải

•

Tính chất hóa học và vật lý của chất thải


QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY CỦA CHẤT THẢI

•

Vi sinh vật trong chất thải

•

Sự chuyển hoá vâât chất trong chất thải do vi sinh vâât

ỨNG DỤNG CNSH XỬ LÝ CHẤT THẢI SINH HOẠT

•

Xử lý rác thải hữu cơ

•

Xử lý phân gia súc và phân hầm cầu


ỨNG DỤNG CNSH XỬ LÝ CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP

•
•
•
•
•

Công nghệ xử lý chất thải nhà máy đường
Công nghệ xử lý chất thải nhà máy sản xuất cồn
Công nghệ xử lý chất thải nhà máy sản xuất bia
Công nghệ xử lý chất thải nhà máy chế biến rau quả
Công nghệ xử lý chất thải nhà máy thủy sản


TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI

•

Khái niệm cơ bản về chất thải

•

Tính chất hóa học và vật lý của chất thải


Khái niệm cơ bản về chất thải

Chất thải là gì?
Nguồn gốc phát sinh?
Phân loại?


Khái niệm cơ bản về chất thải


Khái niệm cơ bản về chất thải

Rác thải hữu cơ

Từ sản xuất

Từ sinh hoạt

Từ các nhà bếp gia đình, nhà máy, xí nghiệp, nhà hàng,

Từ các nhà máy chế biến thực phẩm, cơ sở sản xuất

khách sạn;

công nghiệp (thuộc da, giấy gỗ)

Từ khu thương mại, khu vui chơi giải trí

Từ cơ sở chăn nuôi, sản xuất nông nghiệp
Từ khai thác, chế biến dầu mỏ, chất thải trạm xử lý
nước

Nguồn phát sinh chất thải hữu cơ


Chất thải công nghiệp và xây dựng

CT sinh hoạt

Bùn cặn

Nguồn phát
sinh và loại
Chất thải đô thị

chất thải

Dạng lỏng

Trạng thái tồn tại

Dạng khí

Chất lỏng chứa dầu
mỡ; bùn cặn cống
rãnh, cơ sở xử lý

Hơi, khói độc hại

Dạng rắn

Các loại CT từ sinh
hoạt và SX công
nghiệp

nước

Nguồn phát sinh và trạng thái tồn tại chất thải đô thị

Chất thải khác


Phân loại

Chất thải sinh hoạt

Vô cơ

Chất thải

Chất thải nguy hại

Dễ phân hủy

Hữu cơ

Chất thải sản xuất

Khó phân hủy


Một số tính chất hóa học và vật lý của CT

•
•
•
•
•

Thành phần một số nguyên tố hóa học của từng loại CT
Công thức hóa học tiêu biểu của một số thành phần CTHC
Tỷ lệ C/N
Độ ẩm
Tỷ trọng


Thành phần một số nguyên tố trong CT
STT

Thành phần

% trọng lượng
C

H2

O2

N2

S

Tro

48

6.4

37.6

2.6

0.4

5

43.5

6

44

0.3

0.2

6

1

CT thực phẩm

2

Giấy

3

Plastic

60

7.2

222.8

-

-

10

4

Sợi, vải

55

6.6

31.2

4.6

0.15

2.5

5

Cao su

78

10

-

20

-

10

6

Len

60

8

11.6

10

0.4

10

7

CT làm vườn

47.8

6

38

3.4

0.3

4.5

8

Gỗ

49.5

6

42.7

0.2

0.1

1.5

9

Bụi, gạch, các loại xà bần

26.3

3

2

0.5

0.2

68


Công thức tiêu biểu của một số CT

STT

Các chất thải

Công thức hóa học tiêu biểu

1

Carbohydrate

(C6H10O5)x

2

Protein

3

Chất béo và dầu

4

Bùn cặn

5

Mẫu vụn CT nói chung

C63H104O37N

6

Gỗ

C99H148O59N

7

Cỏ

C295H420O186N

8

Rác sinh hoạt nói chung

C16H24O5N4
C50H90O6
C10H19O3N

C23H38O17N


Tỷ lệ C/N của một số chất thải

STT

Các chất thải

Tỷ lệ C/N

1

Phân hầm cầu

6 - 10

2

Máu

3

3

Phân bò

18

4

Bùn hoạt tính

6

5

Cỏ ủ

12 - 15

6

Chất thải từ rau

11 - 12

7

Trấu

8

Vỏ, vụn từ khoai tây

25

9

Chất cặn lắng

11

200 - 500


Độ ẩm trung bình của chất thải

STT

Thành phần chất thải

% Khối lượng

% độ ẩm

1

CT thực phẩm

15

70

2

Giấy

40

6

3

Plastic

3

2

4

Sợi, vải

2

10

5

Cao su

0.5

2

6

Len

0.5

10

7

CT làm vườn

12

60

8

Gỗ

2

20


Tỷ trọng của một số chất thải
STT

Các chất thải

Tỷ trọng trung bình

1

CT thực phẩm

228

2

Giấy

81.6

3

Catton

49.6

4

Sợi, vải

64

5

Chất dẻo

81.6

6

Da vụn

160

7

CT làm vườn

104

8

Gỗ

240


QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY CỦA CHẤT THẢI

•

Vi sinh vật trong chất thải

•

Sự chuyển hoá vâât chất trong chất thải do vi sinh vâât


STT

1

Thành phần chất thải

Carbohydrate (Cellulose)

Cellulase

2

Protein

Protease

3

Tinh bột

Amylase

4

Hữu cơ

Cơ chế tác động

Vô cơ

5

Chất dẻo

Kim loại

Tái chế, tái sử dụng, tái sản
xuất

6

Thủy tinh

7

Bụi, tro, gạch,…

8

Sinh học

Vi khuẩn, virus, trứng giun,
sán, ĐVNS, hạt 1 số TV

Nhiệt


Sự phân hủyTinh bột

E. Amylase

Glucose

α-amylase

Tế bào VSV

α-1,4 D glucan-4-glucanohydrolase

TB  dextrin, maltose

β -amylase

Thủy phân

Tinh bột

Các sản phẩm trung gian
γ -amylase
Glucoamylase/

β -1,4 D glucan maltohydrolase

TB  maltose, dextrin

γ -1,4 D glucan glucohydrolase

TB  glucose


VSV tham gia tổng hợp amylase
VSV tổng hơp α-amylase
Aspergillus awamorii

VSV tổng hơp β-amylase

VSV tổng hơp γ-amylase

Aspergillus awamorii, A.oryzea

Aspergillus awamorii

Clostridium acetobutilium

Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces diastaticus, S. cerevisiae

Rhizopus delemar, R. javanecus

A. comdidus, A. niger, A.oryzea
Bacillus amyloliquefaciens, B. coagulans, B.
diastaticus
Canidida sitophila
Clostridium acetobutylinon, C. perfringens

Rhyzopus javanicus

Streptomyces aureofaciens


Sự phân hủy Cellulose
E. cellulase

Cellulose kết tinh

Cellulose kết tinh

Cellulase C1

Cellulase C1

Cellulose vô định hình

Cellulose vô định hình
Exo (1,4)β –gluconase
Endo (1,4)β –gluconase

Oligosaccharide

Glucose

β -glucosidase
Cellobiose


VSV tham gia phân hủy cellulose
Vi khuẩn

Acetobacter xylinum

Nấm sợi

Aspergillus fumigatus, A. niger

Xạ khuẩn

Streptomyces antibioticus, S. cellulosae,
S. celluloseflavus

Celluvibrio gilvus

Furarium moniforme, F. solani, F. oxy

Thermosporafusca, T. glaucus

spoum

Pseudomonas

Mucor pusillus

Cellulosemonas biazotea, C. cellasea, C.

Penicilium notatum

fimi

Bacillus subtilus

Trichoderma viride, T. makoningi

Mocardia cellulans