GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG SẢN XUẤT - PGS.TS. TRƯƠNG VĂN LUNG - 9

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

Khi việc thu gom dầu tràn bằng các biện pháp cơ học (phao quây,
bơm hút, tấm thấm...) không thể thực hiện được ở trên mặt đất, bờ sông,
bờ biển, các dãi đá... bị nhiễm dầu thì Enretech-1 là giải pháp xử lí hiệu
quả kinh tế nhất và triệt để nhất.

Các xơ bông của Enretech-1 sẽ hấp thụ hydrocarbon ngay khi tiếp
xúc. Khả năng kết bao rất mạnh là đặc tính ưu việt giúp cố định dầu trong
các xơ bông, loại trừ nguy cơ dầu lan rộng hay ngấm sâu xuống đất, nhũ
tương trong nước hay phát tán vào khơng khí.

Q trình phân hủy sinh học dầu (đã bị cơ lập) bởi vi sinh Enretech
diễn ra ngay sau đó. 70 - 80% lượng dầu hấp thụ bị phân hủy sau 2 tháng.
Trong điều kiện thích hợp, 80% hydrocarbon bị phân hủy sau 30 ngày. Vi
sinh Enretech phát triển tốt nhất khi đất ô nhiễm dầu ở điều kiện nhiệt độ
25 - 300_{C, độ ẩm 40%, pH 6 - 8. Khi nhiệt độ dưới 15}0_{C hay trên 40}0_{C, vi}
sinh ngừng hoạt động và phát triển.

Thời gian hydrocarbon bị phân hủy hoàn toàn nhanh hơn rất nhiều
so với thời gian xơ bông Enretech tự phân hủy nên không gây nguy hại
cho môi trường.

<i>Hệ thống xử lí nước thải trong các bể aeroten</i>

Các bể aeroten cịn gọi là phương pháp hiếu khí, sục khí hay khơng
khí sinh học. Đối với phương pháp này, vi sinh vật sinh trưởng ở trạng
thái huyền phù. Quá trình làm sạch aeroten diễn ra theo mức dịng chảy
qua của hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính được sục khí. Việc sục khí ở
đây đảm bảo các yêu cầu của quá trình: làm nước được bảo hịa oxygen và
duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.

Nước thải ban đầu được tách sơ bộ cặn, rác trước khi vào bể điều

hịa, sau đó được bơm tự động lên bể aeroten cao tải. Ở đây chất hữu cơ
được phân hủy nhờ vi sinh vật hiếu khí có hoạt tính cao và bộ phân phối
khí hiệu suất cao. Bùn hoạt tính được tách từ bể lắng liên hợp với bể phản
ứng (để giảm chi phí xây dựng và mặt bằng) một phần được tuần hồn cịn
phần lớn được xử lí ở bể tiêu hủy bùn. Nước thải sau xử lí đạt tiêu chuẩn
thải được đổ vào nguồn tiếp nhận.

<i>Làm sạch nước Hồ Tây bằng cây thủy sinh</i>

Sau khi dự án thay nước Hồ Tây phá sản, thành phố Hà Nội
chuyển hướng sang phương pháp sinh học, ít rủi ro và rẻ tiền hơn: trồng
cây thủy sinh trong hồ. Dự án vừa được công ti đầu tư khai thác Hồ Tây
đề xuất, dự kiến thực hiện trong 24 tháng (2004 - 2005) với tổng chi phí
gần 5,4 tỉ đồng.

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Sơng Hồng có khả năng làm giảm ơ nhiễm mơi trường. Thứ hai, tạo ra
được cảnh quan đẹp. Thứ ba, có giá trị về kinh tế. Sau khi trồng, cơng ti sẽ
chăm sóc, bảo vệ, theo dõi, kiểm sốt sự sinh trưởng và phát triển, thu
hoạch sản phẩm, bán sản phẩm, nghiệm thu, tổng kết dự án.

Các loại cây thủy sinh được trồng gồm: sen hoa các màu, hoa súng
các màu (25ha), rau muống bè, rong đuôi chó, rong tóc tiên, rong ráp (5 ha
cho các loại rong, trồng dưới đáy hồ).

Dự án nhấn mạnh việc khống chế sự phát triển tràn lan, đến mức
giống như những cuộc xâm lăng, như của bèo tây trong một thời kỳ, của
các loài cây thủy sinh này, để tránh tác động ngược. Diện tích tối đa được
phép cho trồng thủy sinh - và phải thực hiện được bằng những tác động
mạnh của con người - là không quá 25 ha, tức là 4,75% mặt nước Hồ Tây.

Một cuộc hội thảo đã được tổ chức ngày (21/11/2003), để lấy ý
kiến của các nhà khoa học đầu ngành về dự án. Theo GS. Mai Đình Yên:
"Nên lập một vườn cây thủy sinh trên Hồ Tây".

Phóng viên VietNamNet có buổi trị chuyện với GS. Mai Đình Yên
sau buổi hội thảo về những điều cần bàn kỹ hơn xung quanh dự án trồng
cây thủy sinh, cũng như sáng kiến của ông về một vườn cây thủy sinh để
lưu giữ nguồn gene thực vật cho Hồ Tây và cả vùng đồng bằng Bắc Bộ.

<i>Dùng bèo để lọc sạch nước hồ Xuân Hương</i>

Trước tình trạng nước hồ Xuân Hương bị ô nhiễm nghiêm trọng do
các nguồn nước thải trên lưu vực đổ về, Ban Quản lí và Khai thác Cơng
trình thủy lợi Đà Lạt đã thả bèo đồng loạt với số lượng lớn xuống các hồ
lắng nằm phía trên, nơi chứa nguồn nước đổ trực tiếp vào hồ Xuân Hương.

Đó là các hồ Đội Có (phường 2), Cầu Sắt (Trạng Trình, phường 9),
Hồng Lạc (Phạm Hồng Thái, phường 10). Từ mấy năm qua, nguồn bèo ở
các hồ này đã được cho vét sạch và điều đó góp phần gây mất cân bằng
sinh thái ở mơi trường nước hồ.

<i>Xử lí nước thải của vật nuôi bằng các cây thủy sinh</i>

Khả năng thích ứng: Nước thải từ các trại chăn ni chứa khối lượng
lớn các nitrogen, phosphore và những hợp chất vơ cơ có thể hịa tan được.
Thật khó tách những chất này khỏi nước bằng quét tước hay lọc thơng
thường. Ta có thể xử lí chúng một cách hiệu quả bằng sử dụng các loại
cây vừa ít chi phí lại vừa không ảnh hưởng môi trường. Hai lồi cây hữu
hiệu để xử lí nước thải là bèo lục bình (water hyacinth) và cỏ muỗi nước
(water dropwort). Thời gian duy trì trong nước (Hydraulic Retention

Time- HRT) có tác động nhất của nước thải là khoảng 10 ngày trong ao hồ
hay mặt nước thoáng trồng một trong những loài cây thủy sinh này.

Giới thiệu về cây:

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Cỏ muỗi nước là loài cây leo lâu năm, còn gọi là cây “cần tây nước”
(water celery). Lồi bản địa của vùng Đơng Nam Á, thân và lá của nó có
thể ăn sống hoặc chín như một loại rau. Nó sinh sản theo cách phân chia rễ
và sinh trưởng tốt nhất trong môi trường nước nông cho tới sâu 20cm,
hoặc các bờ ao và suối.

<i>Bèo lục bình hay cịn gọi bèo Nhật Bản, water hyacinth,(Eichhorma </i>
<i>crassipes)</i>

Bèo lục bình có nguồn gốc Nam Mĩ, sinh trưởng nhanh và nổi trên
mặt nước. Hoa màu tím được coi là cây trang trí ở một số nước châu Á và
sau đó trở thành một lồi cỏ dại thủy sinh chính. Nó có thể tái sinh rất
khỏe và nhanh.

Xử lí nước thải:

Nước thải của vật nuôi cho chảy vào bể lắng, để chất thải rắn lắng
xuống đáy. Sau một vài ngày cho phân nước trong chảy vào bể mở có bèo
lục bình hoặc cây cỏ muỗi nước. Mặt nước trong bể này được cây che phủ
(mật độ đạt xấp xỉ 400cây/bể).

Nếu là bèo lục bình, thì bể có thể làm sâu tuỳ ý. Cịn lồi cỏ muỗi
nước thì để nước nơng một chút, nên phải hạn chế độ sâu của bể xử lí
khoảng 30cm. Cỏ muỗi cần thời tiết mát mẻ cịn bèo lục bình lại thích thời
tiết ấm áp.

Các kích cỡ của bể tùy thuộc vào lượng nước thải cần được xử lí.
Chẳng hạn, chất thải của 10 con gia súc sẽ khoảng 456lít. Bể sẽ phải là 6m
mỗi cạnh và sâu nửa mét. Bèo tấm (<i>Lemma japonica</i>) và bèo Nhật Bản
(<i>Eichhornia crassipes) </i>để xử lí nước thải sinh hoạt, nước thải các lị mổ
động vật<i>,</i> nước thải của lò bún (theo Trương Văn Lung năm 2000). Qua
kết quả phân tích cho thấy khi xử lí nước thải bằng các loại bèo độ nhiễm
bẩn của nước thải thể hiện BOD5 chỉ ở mức 9 - 20mg/l (giảm từ 92 -
96%), COD là 20 - 37mg/l, nitrite, nitrate và phosphate giảm rõ rệt, đặc
biệt NH4+_{bèo hấp thụ từ 90 đến 99%. Trong môi trường nước thải chất}
hữu cơ được phân giải thành các chất vô cơ là thức ăn tốt cho bèo.

Ngồi ra người ta cịn có thể sử dụng một số loài tảo lục như:
<i>Chlorella pyrenoidosa, Chlorella vulgaris </i>và các tập đoàn vi sinh vật có
sẵn trong nước thải để xử lí nước thải sinh hoạt có hiệu quả.

Nước thải Tảo Nước đã xử lí
sinh hoạt→Cột lọc sinh học→Bể tảo→Thu hoạch

Bùn tảo
<i>Xử lí nước thải các làng nghề bằng lau, sậy</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

phú, có thể phân hủy chất hữu cơ và hấp thụ kim loại nặng trong nhiều
loại nước thải khác nhau, như các loại nước thải làng nghề.

Phương pháp dùng lau, sậy xử lí nước thải do Kathe Seidel người
Đức đưa ra từ những năm 60 của thế kỉ XX. Khi nghiên cứu khả năng
phân hủy các chất hữu cơ của cây cối, ông nhận thấy điểm mạnh của

phương pháp này chính là tác dụng đồng thời giữa rễ, cây và các vi sinh
vật tập trung quanh rễ. Trong đó, loại cây có nhiều ưu điểm nhất là lau,
sậy.

Không như các cây khác tiếp nhận oxygen khơng khí qua khe hở
trong đất và rễ, lau, sậy có một cơ cấu chuyển oxygen ở bên trong từ trên
ngọn cho tới tận rễ. Quá trình này cũng diễn ra trong giai đoạn tạm ngừng
sinh trưởng của cây. Như vậy, rễ và toàn bộ cây lau, sậy có thể sống trong
những điều kiện thời tiết khắc nghiệt nhất. Oxygen được rễ thải vào khu
vực xung quanh và được vi sinh vật sử dụng cho q trình phân hủy hóa
học. Ước tính, số lượng vi khuẩn trong đất quanh rễ loại cây này có thể
nhiều như số vi khuẩn trong các bể hiếu khí kĩ thuật, đồng thời phong phú
hơn về chủng loại từ 10 đến 100 lần.

Chính vì vậy, các cánh đồng lau, sậy có thể xử lí được nhiều loại
nước thải có chất độc hại khác nhau và nồng độ ơ nhiễm lớn. Hiệu quả xử
lí nước thải sinh hoạt (với các thông số như ammonium, nitrate,
phosphate, BOD5, COD, coliform) đạt tỉ lệ phân hủy 92 - 95%. Còn đối
với nước thải cơng nghiệp có chứa kim loại thì hiệu quả xử lí COD,
BOD5, chrome, đồng, nhơm, sắt, chì, kẽm đạt 90 - 100%.

Theo Nguyễn Quang Minh, vụ Khoa học Cơng nghệ, bộ Xây dựng,
nước ta hiện có khoảng 1.450 làng nghề truyền thống, tập trung chủ yếu ở
đồng bằng Bắc Bộ, với các nghề như chế biến sản phẩm nông nghiệp (làm
bún, miến, nấu rượu, chế biến thịt gia súc, gia cầm); sản xuất, tái chế giấy,
sắt, nhựa, hóa chất; sản xuất đồ gốm, mộc, kim khí. Tại nhiều làng nghề,
nước thải đang là nguy cơ lớn gây ô nhiễm nước mặt, làm phát sinh nhiều
mầm bệnh nguy hiểm. Nước thải không được xử lí mà xả thẳng ra sơng,
hồ, kênh, mương... hay đất bỏ hoang của làng.

Việt Nam là đất nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm, rất thích nghi
cho sự phát triển của các loại lau, sậy. Mặt khác ở các làng, diện tích đất
nơng nghiệp bị bỏ hoang cũng còn khá lớn. Do vậy, việc áp dụng phương
pháp xử lí nước thải bằng lau, sậy sẽ rất hiệu quả.

<i>Xử lí nước thải ni tơm bằng rong biển</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Đề tài đề xuất một số mơ hình xử lí nước thải bằng các loại rong
biển đối với từng loại ao đìa để đạt hiệu quả nuôi tôm cao nhất như: sử
dụng rau câu cước đối với loại ao, đìa có đáy cát hoặc cát pha bùn; rau câu
chỉ vàng đối với ao, đìa đáy bùn; rong sụn đối với ao đầm, vịnh gần biển.

Đề tài đã được ứng dụng thực tế tại các ao chứa nước thải tại các
khu ni tơm sú ở Đồng Bị (Nha Trang), Ba Ngịi (Cam Ranh), kết quả
cho thấy, khi những nơi này được xử lí bằng cách trồng các loại rong biển
thì hàm lượng những yếu tố gây ơ nhiễm mơi trường trong nước thải nuôi
tôm đều giảm từ 60 - 80%.

<i>Nghiên cứu xử lí nước thải nhà máy thuộc da bằng biện pháp lọc </i>
<i>sinh học</i>

Hiện các cơ sở thuộc da hoặc không được trang bị hoặc đã được
trang bị một hệ thống xử lí nước thải nhưng ở trong tình trạng khơng hoạt
động vì nhiều lí do khác nhau. Do vậy, nước thải của các đơn vị này đều
được xả trực tiếp ra các sông, hồ xung quanh cơ sở sản xuất, gây ô nhiễm
trầm trọng. Để đảm bảo chất lượng nguồn nước và sức khỏe cộng đồng,
các dòng thải này buộc phải được xử lí trước khi xả ra các nguồn tiếp
nhận.

Trong số các giải pháp có thể áp dụng để xử lí nước thải của nhà

máy thuộc da, phương pháp sinh học là một biện pháp khả thi do tính tiện
ích, kinh tế và an tồn sinh thái. Báo cáo này sẽ trình bày một số kết quả
thăm dò kĩ thuật lọc sinh học để xử lí nước thải loại này.

<i>Xử lí nước thải chăn ni bằng nấm và vi khuẩn</i>

Cơ quan Hygefac Laboratories, Pháp, đã tách được 80 dòng vi
khuẩn khác nhau mà khi hỗn hợp vào chất thải chăn nuôi ngựa, gia cầm,
gia súc có thể khử mùi hơi và cải thiện giá trị làm phân bón của chất thải.
Các vi khuẩn ưa khí cộng sinh, được bán trên thị trường với nhãn hiệu
"Azofac", khi đưa vào chất thải chăn nuôi lỏng sẽ tác động đến vi khuẩn kị
khí, là vi khuẩn bình thường phát triển trong chất thải và phát thải các khí
có mùi hơi. Tiềm năng của cơng nghệ này đã được phịng Thí nghiệm
Quốc gia Pháp cùng với các kĩ thuật viên của viện NIOSH của Mĩ khẳng
định. Theo phịng Thí nghiệm Quốc gia Pháp, có thể giảm tới 80% lượng
ammoniac và 90% hydrosulphite. Xử lí chất thải lỏng bằng Azofac cũng
cho phép, nhờ giảm phát thải ammoniac, hấp thụ được nồng độ nitrogen
lớn hơn, làm tăng giá trị làm phân bón.

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

các dự án cũng sẽ góp phần chia sẻ cơng nghệ và gia tăng trao đổi kinh tế
giữa các nước phát triển và đang phát triển.

Thời gian vừa qua, các nước ASEAN thành lập tiểu ban CNSH
(SCB) thuộc Ủy ban Khoa học và Công nghệ (COST) của ASEAN.
Trưởng tiểu ban SCB nhiệm kì của phiên họp lần thứ 20 là GS Abdul
Latifibrahim, MOSTE Malaysia. Cho đến ngày 15/6/1999 do PGS.TS.
Nguyễn Văn Uyển, viện Sinh học Nhiệt đới thành phố Hồ Chí Minh đảm
nhận. Hiện nay được giao cho PGS. TS. Lê Trần Bình viện Cơng nghệ
Sinh học Hà Nội đảm nhận.

SCB có 5 nội dung chính ưu tiên nghiên cứu:

- Phát triển thuốc chữa bệnh, kít chẩn đốn và vaccine

- Cải tiến và sản xuất vật liệu sinh học cho nông nghiệp và công
nghiệp.

- Ứng dụng CNSH nhằm cải thiện chất lượng và sản lượng cây
trồng vật nuôi và các sản phẩm của chúng.

- Thiết lập qui mơ pilotte và điều khiển bằng vi tính các bình phản
ứng sinh học.

- Bảo vệ đa dạng sinh học và môi trường.

Các dự án đã được triển khai giữa SCB với các nước trong khu
vực.

Ví dụ:

+ SCB với Singapore: về sinh vật chuyển gene GMOs
+ SCB với Ấn Độ:

. Công nghệ sinh học thực vật, nuôi cấy mô nhằm cải biến giống
cây trồng và sử dụng có hiệu quả tài nguyên sinh học.

. Cấy chuyển phôi động vật tập trung trên đối tượng là giống bị
thịt và bị sữa.

. Cơng nghệ thông tin sinh học.

+ SCB với Hàn Quốc:

Triển khai về bản đồ công nghệ sinh học của các nước ASEAN có
sự tham gia hỗ trợ tài chính của ESCAP, nghiên cứu về đa dạng sinh học.

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

Đặc biệt sự hợp tác giữa Brazil và các nước đang phát triển về dự
án sản xuất năng lượng kết hợp với thức ăn. Chẳng hạn:

Brazil với Senegal:

Sản xuất methan từ bã chuối, methan hóa và cải tiến việc sản xuất
năng lượng và thực phẩm.

Brazil với châu Phi: hợp tác và mở rộng việc sản xuất và sử dụng
củi, chế tạo than, làm khí đốt từ bã hoa màu, xây dựng nhà máy chưng cất
nhỏ để sản xuất ethanol từ rỉ đường mía và cao lương ngọt hoặc từ dịch
thủy phân của tinh bột Sắn, sản xuất methan từ bã hoa màu, phân gia súc
và chất thải ở gia đình, phân giải bằng enzyme và chế tạo sinh khối
(biomas) từ nguyên liệu ligno-cellulose.

Brazil với Ấn Độ:

Sản xuất và sử dụng năng lượng như sản xuất ethanol và biogas, sử
dụng chất thải nông nghiệp, lâm nghiệp và bèo lục bình, tái tạo rừng với
những cây chóng lớn và phát triển các hệ thống kết hợp nông nghiệp với
năng lượng (La Rovere, 1985)

Công ti phát triển quốc tế Hoa Kì (USAID) và quĩ Rockefeller bảo
lãnh cho Tổ chức Bất vụ lợi gọi là công ti Phát triển Tài nguyên (RDF) kể
từ năm 1984, RDF tham dự vào một số công ti thuộc ngành CNSH trong

nhóm CNSH quốc tế (IBG). Mục đích hợp tác giữa các công ti RDF và
IBG là thu hút những hội viên địa phương thuộc các nước đang phát triển
vào các dự án chuyển giao công nghệ. Những dự án này cũng có mục đích
thương mại vì thị trường quốc gia đang phát triển rất quyến rũ đối với các
công CNSH. Chẳng hạn, các chuyên gia khoa Thương mại Hoa Kì đã
tuyên bố rằng: các nước Trung Đông và Bắc Phi là thị trường có lợi nhất
cho các sản phẩm CNSH. Họ dự kiến rằng, các quốc gia xuất khẩu dầu
trong những vùng này bỏ vốn khoảng 50 tỉ USD cho sự phát triển nông
nghiệp của họ trong những năm sắp tới với sự tin cậy sau này của ngành
CNSH (Zolty, 1987). Vì vậy người ta hi vọng rằng, mục tiêu tổng quát của
sự đầu tư là việc chuyển giao kĩ thuật và kiến thức nhằm tạo điều kiện cho
các nhà khoa học và kĩ thuật của các nước đang phát triển sáng tạo và cải
thiện nền công nghiệp riêng của họ.

</div>

<!--links-->