CHƯƠNG Công nghệ sạch, chất thải sinh hoạt, công nghiệp nông nghiệp TS Lê Quốc Tuấn Khoa Môi trường Tài nguyên Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Số phận chất gây ô nhiễm môi trường ng ™ Chất gây ô nhiễm MT phân loại: chất vô cơ, hữu cơ, sinh vật, khí ™ Về nguồn gốc phân thành nh nhóm: Nhóm có nguồn gốc sinh học, bò phân hủy sinh học Nhóm từ công nghiệp hóa dầu Nhóm từ hóa chất nhân tạo ™ Số phận chất gây ô nhiễm môi trường ng chuyển hóa ng nhiều đường ng khác nhau, tùy thuộc vào tính chất điều kiện môi trường ng mà thải vào CHẤT Ô NHIỄM Không bay Tan nước Bay Không tan nước Sự bay Không Có Hoạt hóa Không Hấp thu không khí CFCs, carbon tetrachloride Hấp thu chỗ Có Không Các dung môi clo hóa bãi chôn lấp Không độc hại, dễ phân hủy Có Biến Chất tan nước Không Tích lũy chỗ Nước? Có Có Khó phân hủy Hoạt hóa hóa học Có Không Hấp thu Có Phức hợp Không phân hủy Không hấp thu Không Có Phân hủy sinh học Không Tích lũy chỗ Các acid có nhân thơm clo, thuốc trừ sâu Biến Có Phân hủy sinh học Có Biến Hóa chất có nguồn gốc dầu mỏ Không phân hủy Không Di chuyển vào đất, nước ngầm Thuốc trừ sâu, diệt cỏ Chất không tan nước Hấp thu tế bào Inert Không Tích lũy chuỗi thức ăn DDT, PCBs Không hấp thu Hoạt hóa Phản ứng Các điều kiện thuận lợi Các điều kiện thuận lợi Có Có Biến Inert Không Tích lũy chỗ Than bùn DDT: Dichlorodiphenyltrichloroethane; PCBs: Polychlorobiphenyls Công nghệ ch ™ Nhiều ý tưởng ng ứng ng dụng ng CNSH để xử lý chất thải “cuối đường ng ống ng” ™ Đây giải pháp tối ưu nhiều công nghệ chuyển ô nhiễm đến vùng ng khác ™ Giải pháp tốt loại thải làm giảm “tại nguồn” ™ Giảm ô nhiễm nguồn gọi “công nghệ ch” Công nghệ ch ™ Công nghệ ch liên quan đến thay đổi quy trình sản xuất, thay đổi công nghệ thay đổi nguyên liệu đầu vào ™ Thay đổi quy trình sản xuất bao gồm ngăn cản thất thoát, phương thức sử dụng ng vật liệu, tăng cường ng vận hành nh ™ Thay đổi công nghệ bao gồm thay đổi quy trình, cài đặt vận hành nh tự động ng hóa ™ Thay đổi nguyên liệu đầu vào làm giảm thay chất độc hại ng chất độc hơn, tái chế vật liệu ™ CNSH áp dụng ng cho 2: thay đổi công nghệ thay đổi vật liệu THIẾT KẾ TRUYỀN THỐNG Năng lượng Năng lượng Nguyên liệu thô Chế biến Nguyên liệu thô Sử dụng sản phẩm Chất thải rắn đô thò Chất thải công nghiệp THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ SẠCH Hiệu suất lượng Hiệu nguyên liệu Chế biến Hiệu suất lượng Sử dụng sản phẩm Tái sử dụng Tái chế Giảm thải Thiết kế cho BCL, làm phân bón, đốt Ví dụ đổi quy trình Phần có carbohydrate cao Cơ chất Phần có lignin cao Acetate Ester Chế biến hóa sinh Lignin dư Hydrogen hóa Chế biến nhiệt hóa Hơi & Năng lượng Hydrogen Ethanol Ứng ng dụng ng công nghệ ch ™ Thay phương pháp hóa học vi sinh vật enzyme ™ Quản lý sâu hại vụ mùa ng cách ch giảm việc sử dụng ng thuốc trừ sâu thuốc diệt cỏ ™ Kiểm soát sinh học, sử dụng ng vật liệu sinh học để kiểm soát sâu bệnh nh dòch bệnh nh, giảm sử dụng ng nông hóa ™ Sản xuất chất dẻo phân hủy sinh học ng vi sinh vật ™ Khử lưu huỳnh nh than dầu ng phương pháp sinh học ™ Sản xuất nhiên liệu sinh học Quản lý sâu bệnh nh ™ Việc sử dụng ng nông hóa nguyên nhân gây nên ô nhiễm môi trường ng nghiêm trọng ng ™ Ứng ng dụng ng CNSH giải vấn đề ô nhiễm môi trường ng ng cách ch: ™ Quay vòng ng mùa vụ để tránh nh dòch bệnh nh, kiểm soát cỏ dại sâu bệnh nh ™ Sử dụng ng giống ng có khả chống ng chòu cao ™ Phát triển biosensor để phát sâu bệnh nh kòp thời ™ Sử dụng ng chất kiểm soát sinh học Kiểm soát sinh học ™ Là sử dụng ng vật liệu sinh học để kiểm soát sâu bệnh nh sử dụng ng hóa chất ™ Sử dụng ng thiên đòch để kiểm soát sâu bệnh nh ™ Vật liệu sinh học không gây độc không gây ô nhiễm môi trường ng ™ Tuy nhiên, việc sử dụng ng vật liệu sinh học mang đến nguy tiềm loài ngoại lai biến thể vật liệu sinh học Các hợp chất cao phân tử sinh học ™ Chất thải rắn sinh hoạt có 27% plastic chế tạo từ hóa dầu khó phân hủy ™ Một số vi sinh vật có khả sản xuất hợp chất cao phân tử có thuộc tính giông plastic, dễ bò phân hủy sinh học ™ Sử dụng ng hợp chất cao phân tử sinh học làm giảm lượng ng đáng ng kể việc khai thác dầu thô không gây ô nhiễm môi trường ng Tái Chế ™ Là lựa chọn thứ việc làm giảm chất thải, liên quan đến tái chế vật liệu trình sản xuất ™ Tái chế kim loại thủy tinh tiết kiệm 95% lượng ng để tạo kim loại thủy tinh ™ Hầu hết hệ thống ng phục hồi tái chế tập trung vào việc sử dụng ng kim loại, thủy tinh, giấy Các phương pháp xử lý loại thải chất thải rắn sinh hoạt, bùn thải chất thải lỏng độc Nước thải sinh hoạt Chất thải rắn (CN&NN) Chất thải lỏng độc Bùn dư Làm phân Bãi chôn lấp Nước rò rỉ Xử lý hiếu khí/kỵ khí Đốt Tái sử dụng Chất thải sinh hoạt ™ Là sản phẩm thải từ gia đònh, quan bao gồm thủy tinh, kim loại vật liệu hữu ™ Xu hướng ng xử lý chất thải sinh hoạt thay đổi theo thời gian ™ Ở Mỹ, năm 1985, 83% chôn BCL, 5% đốt 12% tái chế ™ Năm 1993, 62% chôn BCL, 16% đốt, 4% làm phân 16% tái chế ™ Nhìn chung phần lớn rác thải chôn lấp Bãi chôn lấp ™ Rác thải sinh hoạt làm giảm ng cách ch tái chế thủy tinh, kim loại giấy BÃI CHÔN LẤP ™ Mỗi chất thải sinh ra, có nhiều phương pháp sử dụng ng để xử lý loại thải ™ Có lẽ phương pháp cổ điển đem chôn ™ Ban đầu bãi chôn lấp thường ng gây nên ô nhiễm nước ngầm nước rò rỉ từ rác ™ Vấn đề bãi chôn lấp nước rò rỉ ™ Nhiều phương án lựa chọn hạn chế tối đa không cho nước rò rỉ ngấm xuống ng đất Một số thiết kế bãi chôn lấp Lớp phủ sau Chất thải Vò trí công tac Lớp chống thấm Lớp phủ hàng ngày Chất thải Lớp phủ Khí Đá Vò trí chôn rác Mặt đất Khí Lớp phủ Đá Ống đục lổ Vò trí chôn rác Mặt đất Cách thiết kế bãi chôn lấp đại Lớp phủ Khí Khối rác Đá Ống đục lổ Thành phần khí theo phần trăm thể tích Phương pháp lấy khí từ bãi chôn lấp Các ống thu khí cắm vào sau – năm Thời gian Sự thay đổi loại khí bãi chôn lấp sau vài năm Thời gian để thu khí methane trung bình khoảng năm LÀM PHÂN BÓN Vật liệu phủ (lớp phân già) Khí Vật liệu làm phân Lớp đệm Lớp bê tông Ống đục Kênh tháo nước lổ, cấp khí Mặt cắt hệ thống sản xuất phân từ rác thải hữu Hệ thống hoạt động điều kiện hiếu khí LÀM PHÂN BÓN Vật liệu phủ không thấm Vật liệu phủ không thấm Ống đục lổ, cấp khí Ống đục lổ, cấp khí Sự phân bố nhiệt độ hệ thống làm phân Hoạt động vi sinh vật phân hủy chất hữu tạo nên vùng nhiệt độ khác Việc cấp khí giúp cho vi sinh vật phân hủy chất hữu phát triển CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP ™ Có thể chia thành nh chất thải rắn chất thải lỏng ng ™ 5-10% chất thải rắn sử dụng ng để làm phân bón ™ Chất thải lỏng ng phát sinh từ chuồng ng trại chăn nuôi, lượng ng lớn pha loãng chảy tràn bề mặt nước mưa ™ Chất thải lỏng ng có hàm lượng ng BOD cao (10.000 – 25.000 mg/L ™ Một lượng ng lớn nitrate phosphate chất thải lỏng ng bò chảy tràn bề mặt ™ Các hệ thống ng kỵ khí tùy nghi thiết kế ứng ng dụng ng để xử lý chất thải lỏng ng CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP ™ Phần lớn thải từ nhà máy bao gồm rắn lỏng ng, có BOD cao nhiều so với chất thải sinh hoạt ™ Các chất thải hữu phân hủy xuất phát từ nhà máy chế biến thực phẩm, sữa, thòt, rau ™ Thông thường ng chất thải công nghiệp xử lý trước xả hệ thống ng thoát nước thải chung khu công nghiệp khu dân cư ™ Vì hàm lượng ng BOD cao nên xử lý kỵ khí phương pháp xử lý tối ưu thường ng sử dụng ng ™ Khí methane thu từ xử lý kỵ khí sử dụng ng đe å đun sôi phát điện [...]... tái chế tập trung vào việc sử dụng ng kim loại, thủy tinh, giấy Các phương pháp xử lý và loại thải chất thải rắn sinh hoạt, bùn thải và chất thải lỏng độc Nước thải sinh hoạt Chất thải rắn (CN&NN) Chất thải lỏng độc Bùn dư Làm phân Bãi chôn lấp Nước rò rỉ Xử lý hiếu khí/kỵ khí Đốt Tái sử dụng Chất thải sinh hoạt ™ Là sản phẩm thải ra từ các gia đònh, cơ quan bao gồm thủy tinh, kim loại và vật liệu hữu... kế và ứng ng dụng ng để xử lý chất thải lỏng ng CHẤT THẢI CÔNG NGHIỆP ™ Phần lớn được thải ra từ các nhà máy bao gồm cả rắn và lỏng ng, có BOD cao hơn nhiều so với chất thải sinh hoạt ™ Các chất thải hữu cơ phân hủy được xuất phát từ các nhà máy chế biến thực phẩm, sữa, thòt, rau quả ™ Thông thường ng chất thải công nghiệp được xử lý trước khi xả ra hệ thống ng thoát nước thải chung của khu công nghiệp. .. bệnh nh ™ Vật liệu sinh học không gây độc và không gây ô nhiễm môi trường ng ™ Tuy nhiên, việc sử dụng ng vật liệu sinh học cũng mang đến nguy cơ tiềm năng như các loài ngoại lai hoặc biến thể của vật liệu sinh học Các hợp chất cao phân tử sinh học ™ Chất thải rắn sinh hoạt có 27% là plastic được chế tạo từ hóa dầu và khó phân hủy ™ Một số vi sinh vật có khả năng sản xuất ra các hợp chất cao phân tử... nh chất thải rắn và chất thải lỏng ng ™ 5-10% chất thải rắn được sử dụng ng để làm phân bón ™ Chất thải lỏng ng phát sinh từ các chuồng ng trại chăn nuôi, một lượng ng lớn được pha loãng và chảy tràn bề mặt bởi nước mưa ™ Chất thải lỏng ng có hàm lượng ng BOD cao (10.000 – 25.000 mg/L ™ Một lượng ng lớn nitrate và phosphate trong chất thải lỏng ng cũng bò chảy tràn bề mặt ™ Các hệ thống ng kỵ khí và. .. ™ Xu hướng ng xử lý chất thải sinh hoạt thay đổi theo thời gian ™ Ở Mỹ, năm 1985, 83% chôn ở BCL, 5% đốt và 12% tái chế ™ Năm 19 93, 62% chôn ở BCL, 16% đốt, 4% làm phân và 16% tái chế ™ Nhìn chung phần lớn rác thải đều được chôn lấp tại Bãi chôn lấp ™ Rác thải sinh hoạt có thể được làm giảm bằng ng cách ch tái chế thủy tinh, kim loại và giấy BÃI CHÔN LẤP ™ Mỗi khi chất thải được sinh ra, có nhiều phương... hủy sinh học ™ Sử dụng ng hợp chất cao phân tử sinh học làm giảm một lượng ng đáng ng kể việc khai thác dầu thô và không gây ô nhiễm môi trường ng Tái Chế ™ Là lựa chọn thứ 2 trong việc làm giảm chất thải, nó liên quan đến tái chế vật liệu trong quá trình sản xuất ™ Tái chế kim loại và thủy tinh có thể tiết kiệm được 95% năng lượng ng để tạo mới kim loại và thủy tinh ™ Hầu hết hệ thống ng phục hồi và. .. được vấn đề ô nhiễm môi trường ng bằng ng cách ch: ™ Quay vòng ng mùa vụ để tránh nh dòch bệnh nh, kiểm soát cỏ dại và sâu bệnh nh ™ Sử dụng ng các giống ng có khả năng chống ng chòu cao ™ Phát triển các biosensor để phát hiện sâu bệnh nh kòp thời ™ Sử dụng ng chất kiểm soát sinh học Kiểm soát sinh học ™ Là sử dụng ng vật liệu sinh học để kiểm soát sâu bệnh nh hơn là sử dụng ng hóa chất ™ Sử dụng ng... xuất phân từ rác thải hữu cơ Hệ thống hoạt động trong điều kiện hiếu khí LÀM PHÂN BÓN Vật liệu phủ không thấm Vật liệu phủ không thấm Ống đục lổ, cấp khí Ống đục lổ, cấp khí Sự phân bố nhiệt độ trong hệ thống làm phân Hoạt động của vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ đã tạo nên các vùng nhiệt độ khác nhau Việc cấp khí giúp cho các vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ phát triển CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP ™ Có thể... tinh bột và tẩy trắng ng ™ Enzyme được sử dụng ng trong ngành nh chế biến giấy và bột giấy ™ Cellulase, lipase, protease được sử dụng ng trong ngành nh dệt ™ Nhiều enzyme được sử dụng ng trong ngành nh công nghệ thực phẩm (amylase) Việc sử dụng ng enzyme làm giảm năng lượng ng cung cấp cho quá trình sản xuất Quản lý sâu bệnh nh ™ Việc sử dụng ng nông hóa là nguyên nhân gây nên ô nhiễm môi trường ng... sử dụng ng để xử lý và loại thải ™ Có lẽ phương pháp cổ điển nhất là đem chôn ™ Ban đầu các bãi chôn lấp thường ng gây nên ô nhiễm nước ngầm do nước rò rỉ từ rác ™ Vấn đề chính của bãi chôn lấp vẫn là nước rò rỉ ™ Nhiều phương án được lựa chọn là làm sao hạn chế tối đa hoặc không cho nước rò rỉ ngấm xuống ng đất Một số thiết kế của bãi chôn lấp Lớp phủ sau cùng Chất thải Vò trí công tac Lớp chống thấm ... trung vào việc sử dụng ng kim loại, thủy tinh, giấy Các phương pháp xử lý loại thải chất thải rắn sinh hoạt, bùn thải chất thải lỏng độc Nước thải sinh hoạt Chất thải rắn (CN&NN) Chất thải lỏng... gây ô nhiễm môi trường ng ™ Tuy nhiên, việc sử dụng ng vật liệu sinh học mang đến nguy tiềm loài ngoại lai biến thể vật liệu sinh học Các hợp chất cao phân tử sinh học ™ Chất thải rắn sinh hoạt... công nghiệp hóa dầu Nhóm từ hóa chất nhân tạo ™ Số phận chất gây ô nhiễm môi trường ng chuyển hóa ng nhiều đường ng khác nhau, tùy thuộc vào tính chất điều kiện môi trường ng mà thải vào CHẤT