Giải Chuyên đề Sinh học 10 Cánh diều Ôn tập chuyên đề 3

Vi sinh vật đóng vai trò thực hiện phân giải các hợp chất gây ô nhiễm môi trường thành các phân tử đơn giản, ít hoặc không gây ô nhiễm. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân giải là CO₂, nước và các khoáng chất được tuần hoàn trở lại sinh quyển.

- Phục hồi sinh học là quá trình sử dụng các sinh vật, đặc biệt là các vi sinh vật trong tự nhiên để phân giải các chất gây ô nhiễm môi trường đất, nước ngầm và không khí thành những chất ít độc hoặc không độc.

- Các loại phục hồi sinh học:

+ Phục hồi sinh học nguyên vị (in situ): Có thể tiến hành ngay tại vị trí xảy ra ô nhiễm đất hoặc nước.

+ Phục hồi sinh học chuyển vị (ex situ): Đất hoặc nước bị ô nhiễm được mang đi nơi khác để xử lí.

- Ứng dụng phục hồi sinh học trong xử lí ô nhiễm đất, nước:

+ Xử lí đất ô nhiễm hydrocarbon dầu mỏ.

+ Xử lí đất ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật.

+ Xử lí nước ngầm ô nhiễm kim loại nặng.

+ Xử lí nước thải.

Quy trình công nghệ sử dụng vi sinh vật trong xử lí nước thải gồm 3 giai đoạn chính:

- Xử lí nước thải bậc 1: Rác thải rắn hữu cơ hay vô cơ được tách riêng bằng phương pháp sàng lọc, kết tủa các hạt có kích thước nhỏ và làm lắng trong bể chứa thành bùn. Bùn sẽ được giữ trong bể lắng, phần nước thải sẽ theo đường ống và tiếp tục xử lí. Đây là quá trình nhằm chuẩn bị cho các bước xử lí tiếp theo.

- Xử lí nước thải bậc 2: Đây là giai đoạn xử lí sinh học làm giảm hàm lượng thành phần các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải. Tùy vào loại nước thải mà có thể xử lí hiếu khí hay kị khí hoặc phối hợp cả hai.

- Xử lí nước thải bậc 3: Đây là giai đoạn làm sạch nước thải như giảm chỉ số BOD, loại bỏ hàm lượng nitrogen, phosphorus tồn tại ở dạng hợp chất vô cơ, các kim loại nặng, chất hữu cơ và các vi sinh vật trong nước thải.

Công nghệ sử dụng vi sinh vật trong thu hồi khí sinh học gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu: Các nguyên liệu cần nghiền nhỏ nếu kích thước lớn, phối chế với nguyên liệu khác để đảm bảo tỉ lệ C/N là 20 – 30. Nguyên liệu cần được trộn kĩ với nước, rồi đánh tơi. Nguyên liệu và giống vi sinh vật sau đó được nạp vào bể lên men. Giống vi sinh vật là tổ hợp các vi sinh vật như Bacteroides, Clostridium, Methanobacterium, Methanosarcina,... có trong bùn thải.

- Giai đoạn lên men methane: Có thể tiến hành theo mẻ, bán liên tục hoặc liên tục tuỳ thuộc vào thiết kế của bệ thông lên men. Thời gian lưu nguyên liệu phụ thuộc vào loại nguyên liệu. Nhiệt độ của quá trình lên men có thể duy trì hai chế độ khoảng 30 - 35°C hoặc 50 - 55°C.

- Giai đoạn thu hồi khí: Khí được thu hồi thông qua hệ thống ống dẫn và van. Hỗn hợp khí cần được xử lí để tăng hàm lượng CH₄ và giảm mùi hôi.

Quy trình công nghệ sử dụng vi sinh vật trong xử lí rác thải rắn hữu cơ được chia thành 3 giai đoạn:

- Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu: Phân loại rác thành nhóm rác vô cơ và rác hữu cơ, nghiền nhỏ và phối trộn nguyên liệu cho phù hợp. Bổ sung nước, giống vi sinh vật, đảo trộn cho đồng đều về độ ẩm và vi sinh vật. Nguyên liệu được đánh luống cao khoảng 1,5 – 2 m hoặc chất vào bể ủ có chiều cao 2 – 2,5 m để chuẩn bị cho giai đoạn xử lí tiếp theo.

- Giai đoạn ủ rác thải: Vi sinh vật phân giải nguyên liệu thành các sản phẩm phân bón cho cây trồng. Thời gian ủ kéo dài khoảng 3 tuần, cần đảo trộn để cung cấp oxygen cho vi sinh vật tồn tại trong đống ủ.

- Giai đoạn thu hồi và hoàn thành thành phẩm: Sàng lọc loại bỏ các vật có kích thước lớn, không được phân giải trong quá trình ủ; bổ sung các chất phụ gia có thành phần N, P, K, vi lượng. Sau đó đóng gói và bảo quản trong kho.