Đang tải... (xem toàn văn)
Việc làm phân compost giúp giảm lượng rác thải hữu cơ, làm giảm diện tích chôn lấp ở bãi chôn lấp. Thu hồi năng lượng từ rác thải. Làm mất hoạt tính của vi sinh vật: Nhiệt của chất thải sinh ra từ quá trình phân hủy sinh học có thể đạt khoảng 600C, đủ để mất hoạt tính của vi khuẩn gây bệnh, virus và trứng giun sán nếu như nhiệt độ này được duy trì đủ thời gian diệt mầm bệnh. Sản phẩm có thể thải bỏ an toàn trên đất hoặc sử dụng làm chất bổ sung dinh dưỡng cho đất. Cải tạo đất trồng: Các chất dinh dưỡng (N, P, K) có trong chất thải thường ở dạng hữu cơ phức tạp, cây trồng khó hấp thụ. Sau quá trình làm phân Compost các chất này được chuyển hóa thành các chất vô cơ như NO3 và PO43 thích hợp cho cây trồng. Sử dụng sản phẩm của quá trình chế biến Compost bổ sung dinh dưỡng cho đất và có khả năng làm giảm thoát dinh dưỡng do rò rỉ vì các chất dinh dưỡng vô cơ tồn tại chủ yếu dưới dạng không tan. Thêm vào đó, lớp đất trồng cũng được cải tiến nên giúp rễ cây phát triển tốt hơn.
NHÓM BÀI TẬP VỀ NHÀ Câu 1: Ứng dụng phân compost: − Việc làm phân compost giúp giảm lượng rác thải hữu cơ, làm giảm diện tích chôn lấp bãi chôn lấp − Thu hồi lượng từ rác thải − Làm hoạt tính vi sinh vật: Nhiệt chất thải sinh từ trình phân hủy sinh học đạt khoảng 600C, đủ để hoạt tính vi khuẩn gây bệnh, virus trứng giun sán nhiệt độ trì đủ thời gian diệt mầm bệnh Sản phẩm thải bỏ an toàn đất sử dụng làm chất bổ sung dinh dưỡng cho đất − Cải tạo đất trồng: Các chất dinh dưỡng (N, P, K) có chất thải thường dạng hữu phức tạp, trồng khó hấp thụ Sau trình làm phân Compost chất chuyển hóa thành chất vô NO 3- PO43- thích hợp cho trồng Sử dụng sản phẩm trình chế biến Compost bổ sung dinh dưỡng cho đất có khả làm giảm thoát dinh dưỡng rò rỉ chất dinh dưỡng vô tồn chủ yếu dạng không tan Thêm vào đó, lớp đất trồng cải tiến nên giúp rễ phát triển tốt − Tăng khả kháng bệnh cho trồng: Trong đất bón phân vi sinh với hàm lượng dinh dưỡng cao, dễ hấp thụ chủng loại vi sinh vật đa dạng làm tăng suất trồng mà giảm thiểu bệnh cho trồng so với loại phân hóa học khác Câu 2: So sánh phương pháp sinh học hiếu khí kị khí: Phương trình động lực học Hiếu khí (1) Kị khí (2) Sản phẩm đầu Nguyên liệu đầu vào Vi sinh vật Điều kiện tối ưu Giai đoạn lên men Phân loại Phân hữu khoáng, phân hữu sinh học Rác vườn, CTR đô thị phân loại, hỗn hợp CTR đô thị, kết hợp bùn thải từ trình xử lý nước thải + Vi khuẩn + Xạ khuẩn: Penicillium, Bacillus, Actinomyces + Nấm + Động vật nguyên sinh + Trùng roi CO2, CH4, phân lỏng, phân khô CTR đô thị Rác vườn + VK lên men thủy phân: Clostridium, Eubacterium, Peptococcus) + Acetogenic Bacterria: Desulfovibrio, Syntrophobacter, Syntrophomonas + Hydrogenotrophic methanogens: Methanobacterium, Methanobrevibacterium + C/N=20:1 – 30:1 + C/N=30:1 + pH=6-8 + pH= 5,5 – 8,5 + Nhiệt độ: 30 -35 C giai + Độ ẩm: 50-60% đoạn nhiệt độ trung bình 50- + Độ xốp: 32 – 36% 650C giai đoạn hiếu nhiệt Có giai đoạn: Giai đoạn: - Gđ 1: vài đến vài ngày - Thủy phân (thích nghi) - Axit hóa - Gđ 2: vài ngày đến vài tuần - Acetat hóa (phân hủy, diệt khuẩn) - Gđ 3: Vài tuần đến vài tháng( ưa nhiệt) Có loại: + Phân loại theo môi trường phản - Tĩnh (dạng đánh đống bể) ứng: gồm phân hủy kị khí khô - Dạng bán động( ủ có đảo trộn): phân hủy kị khí ướt Phân hủy kị Đảo trộn thành luống hình khí khô, vật liệu đầu vào có độ ẩm thang hình tam giác, tam 60-65%, phân hủy kị khí ướt, vật giác có hất từ trước sau đảo liệu đầu vào có độ ẩm 85-90% trộn luống + Phân loại theo chế độ cấp liệu: dùng băng chuyền chuyển từ Mẻ( hệ thống hoạt động gián đoạn luống sang luống 2, luống theo mẻ), liên tục( hệ thống làm song song việc liên tục) - Dạng động: ủ trống quay + Phân loại theo phân đoạn phản ứng gồm loại: - Một giai đoạn: Toàn trình phân hủy xảy thùng phản ứng - Đa giai đoạn: toàn trình xảy nhiều thùng phản ứng mắc nối tiếp Phân loại theo nguyên liệu đầu vào: - Phân hủy kết hợp với phân động vật: thành phần hữu rác đô thị trộn với phân động vật phân hủy kết hợp với Quá trình cải thiện tỷ lệ C/N sản phẩm lượng khí - Chỉ phân hủy rác đô thị: Thành phần nguyên liệu ban đầu có thành phần hữu rác đô thị tạo huyền phù với dịch lỏng (1) Động học trình phân hủy kị khí CTR hữu cơ: Quá trình chuyển hóa chất hữu chất thải rắn sinh hoạt điều kiện kị khí xảy theo bước: - Bước thứ trình thủy phân hợp chất có phân tử lượng lớn thành - hợp chất thích hợp dùng làm nguồn lượng mô tế bào Bước thứ hai trình chuyển hóa hợp chất sinh từ bước thành hợp - chất có phân tử lượng thấp xác định Bước thứ ba trình chuyển hóa hợp chất trung gian thành sản phẩm cuối đơn giản hơn, chủ yếu khí Metan khí Cacbonic Trong trình phân hủy kị khí, nhiều loại vi sinh vật kị khí tham gia trình chuyển hóa chất hữu CTR thành sản phẩm cuối bền vững Một nhóm vi sinh vật có nhiệm vụ thủy phân hợp chất hữu cao phân tử lipid thành thành phần xây dựng cấu trúc axit béo, monosacarit, amino axit hợp chất liên quan Nhóm vi sinh vật kị khí thứ hai gọi nonmetanogeic lên men sản phẩm cắt mạch nhóm thành axit hữu đơn giản mà chủ yếu axit acetic Nhóm vi sinh vật thứ chuyển hóa Hydro axit acetic thành khí metan cacbonic Vi sinh vật metan hóa sử dụng số chất định để chuyển hóa thành metan CO 2+H2, formate acetate, metanol, methylamines, CO Các phương trình chuyển hóa sau: 4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O 4HCOOH → CH4 + 2H2O + 3CO2 3CH3COOH → CH4 + CO2 4CH3OH → 3CH4 + 2H2O + CO2 4(CH3)3N + 6H2O → 9CH4 + 3CO2 + 4NH3 4CO + 2H2O → CH4 + 3CO2 Một cách tổng quát, trình chuyển hóa kị khí phần hữu có chất thải rắn sinh hoạt mô tả phương trình sau: CaHbNdSe + (4a – b – 2c + 3d + 2e) H2O → 1/8(4a + b – 2c - 3d - 2e)CH4 (2) Động học trình phân hủy hiếu khí CTR hữu cơ: Những phản ứng chuyển hóa sinh hóa diễn trình ủ hiếu khí phức tạp, chứa nghiên cứu chi tiết Một cách tổng quát biến thiên nhiệt độ chia trình ủ hiếu khí thành pha sau: - Pha thích nghi: Là giai đoạn đầu cần để vi sinh vật thích nghi với môi trường Pha tăng trưởng ưa nhiệt: Là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất, giai đoạn ổn định chất thải tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu Phản ứng sinh hóa xảy trình ủ hiếu khí: - Pha trưởng thành: Giai đoạn nhiệt độ nhiệt độ môi trường Trong pha này, trình lên men xả chậm, thích hợp cho hình thành chất keo mùn, chất khoáng cuối thành mùn Ngoài xảy phản ứng nitrat hóa, amonia bị oxy hóa sinh học tạo thành nitrit cuối thành nitrat: NH4+ + 3/2 O2 → NO2- + 2H+ + H2O NO2- + 1/2 O2 → NO3Kết hợp hai phương trình trên, trình nitrat hóa diễn sau: NH4+ + O2 → NO3- + 2H+ + H2O Mặt khác, mô tế bào NH4 tổng hợp với phản ứng đặc trưng cho trình tổng hợp: NH4+ + 4CO2 + HCO3- + H2O → C5H7NO2 + O2 Phương trình phản ứng Nitrat hóa tổng cộng xảy sau: 22 NH4+ +37O2 + 4CO2 + HCO3- → 21NO3- + C5H7NO2 + 20H2O + 42H+ Tóm lại, trình phân hủy hiếu khí bao gồm giai đoạn chính: - Giai đoạn nhiệt độ trung bình - Giai đoạn nhiệt độ cao - Giai đoạn làm mát ổn định