Bài giảng Chương 14: Chuyển hoá sinh học các hợp chất dị sinh & kim loại trong xử lí nước thải
Bài giảng Chương 14 "Chuyển hoá sinh học các hợp chất dị sinh & kim loại trong xử lí nước thải" giúp các bạn nắm được những kiến thức về: tổng quan về chuyển hóa sinh học, phân huỷ sinh học trong môi trường nước, sự bền vững của các hợp chất, đường đi của chất Xenobiotics trong các công trình xử ... » Xem thêm
Tóm tắt nội dung tài liệu
- CHỦ ĐỀ
Chương 14
Chuyển Hoá Sinh Học
Các Hợp Chất Dị Sinh Và Kim Loại
Trong Công Trình Xử Lý Nước Thải
- 14.1 Giới Thiệu
Chuyển hoá sinh học là gì?
-
Là sự làm thay đổi các hợp chất hữu cơ do hoạt động của VSV,
đôi khi do một tập đoàn VSV
-
Các hợp chất dị sinh – Xenobiotics
Là những hợp chất bền vững với quá trình phân hu ỷ sinh h ọc
(Hydrocarbon có halogen, chất thơm có halogen, thu ốc bảo v ệ
thực vật, PCB…)
- 14.2 Phân huỷ sinh học trong môi trường nước
Các hợp chất Xenobiotics
Chuyển hoá sinh học
Khoáng hoá Tích tụ Trùng hợp hoá
- 14.3 Sự bền vững của các hợp chất
-
Cấu trúc phân tử
-
Thiếu các permease
-
Tính không tan hoặc không hấp phụ
-
Không có chất nhận điện tử thích hợp
-
Điều kiện môi trường không thuận lợi
-
Không có các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng
cho VSV
-
Tính độc của các hợp chất
-
Nồng độ cơ chất.
- 14.3 Sự bền vững của các hợp chất
14.3.1 Sự khử trùng Halogen các hợp chất hữu cơ
Cơ chế khử Halogen:
- 14.3 Sự bền vững của các hợp chất
14.3.2 Đồng trao đổi chất
Một
-
hợp chất hữu cơ được chuyển hoá thành các sản ph ầm
trung gian nhưng chúng không phục vụ cho cung c ấp năng l ượng
hoặc chất dinh dưỡng cho VSV.
-
VSV thu năng lượng vào carbon từ các cơ chất ban đầu nhưng
không từ các chất Xenobiotics.
- 14.3 Sự bền vững của các hợp chất
14.3.3 Di truyền học của sự phân huỷ các chất Xenobiotocs
Các gen phụ trách sự dị hoá các hợp chất Xenobiotics n ằm trên
-
các plasmid.
-
Plasmid dị hoá hay plasmid phân huỷ (được duy trì trong đi ều
kiện đặc biệt) là các yếu tố nhiễm sắc thể ngoại bào mà chúng
có thể kiểm soát các quá trình chuyển hoá các ch ất Xenobiotics.
-
Plasmid dị hoá có thể thực hiện bằng con đường mã hoá nhi ễm
sắc thể.
- MỘT SỐ PLASMID PHÂN HuỶ
Plasmid Cơ ch ất Kh ả năng ph ối
hợp
TOL Toluan, meta-xylene, para-xylene +
CAM Camphor +
OCT Octane, Hexane, Decane -
SAL Salicylate +
NAH Naphthalene +
NIC Nicotine, Nicotinate +
Pjp1 Acid 2,4-Dichlorophenxyacetic +
pAC21 4-chlorobephenyl +
pAC25 3-chlorobenzoate +
pAC27 3- và 4-chlorobenzoate +
- 14.4 Đường đi của chất xenobiotics trong các công
trình xử lý nước thải
14.4.1 Các quá trình lý hoá
-
Hấp phụ vào sinh khối bùn và than hoạt tính
-
Bay hơi
-
Oxy hoá hoá học
-
Phân huỷ quang xúc tác của các hợp chất h ữu cơ trong
nước thải
-
Keo tụ hoá chất
- 14.4 Đường đi của chất xenobiotics trong các công
trình xử lý nước thải
14.4.2 Qúa trình phân huỷ sinh học
-
Đây là một quá trình chọn lọc
-
So sánh:
+ Qúa trình phân huỷ sinh học : VSV có kh ả năng s ử d ụng ch ất
Xenobiotics như nguồn carbon và năng lượng
+ Qúa trình đồng trao đổi chất: VSV thu năng l ượng và carbon t ừ
các cơ chất ban đầu.
- Sự phân huỷ sinh học các hợp chất hữu cơ thường được đánh
giá bằng hiệu suất loại bỏ COD, BOD
- 14.5 Loại bỏ các chất hữu cơ độc hại bằng quá trình
sinh học hiếu khí
14.5.1. Quá trình sinh học hiếu khí
Quá trình sinh học hiếu khí?
- 14.5 Loại bỏ các chất hữu cơ độc hại bằng quá trình
sinh học hiếu khí
14.5.2 Loại bỏ chất hữu cơ độc hại bằng quá trình
sinh học hiếu khí:
Các phương pháp xử lý
sinh học hiếu khí :
_Bùn hoạt tính.
_Bể lọc sinh vật.
_Hồ ổn định.
- 14.5 Loại bỏ các chất hữu cơ độc hại bằng quá trình
sinh học hiếu khí
14.5.2.1 Bùn hoạt tính:
Bùn hoạt tính là gì?
Ứng dụng bùn hoạt tính
Hình 14.5.2 Công nghệ bùn hoạt tính
- 14.5 Loại bỏ các chất hữu cơ độc hại bằng quá trình
sinh học hiếu khí
14.5.2.1 Bùn hoạt tính:
Loại bỏ được:
+ 91% các chất hữu cơ dễ bay hơi.
+ 57-96% các chất nửa bay hơi.
+ 99% LAS linear alkybenzen sulfante
- 14.5 Loại bỏ các chất hữu cơ độc hại bằng quá trình
sinh học hiếu khí
14.5.2.2. Bể lọc sinh học:
Bể lọc sinh học là gì?
Loại bỏ:
+ 91% các chất hữu cơ bay hơi
+ 41-91% các chất nửa bay hơi.
- 14.5 Loại bỏ các chất hữu cơ độc hại bằng quá trình
sinh học hiếu khí
14.5.3. Các chất hữu cơ đôc hại được loại bỏ:
Pentachlorophenol
(PCP)
- 14.5 Loại bỏ các chất hữu cơ độc hại bằng quá trình
sinh học hiếu khí
14.5.3. Các chất hữu cơ đôc hại được loại bỏ:
PCB (polychlorinated biphenyl)
Aniline
Chlorobenzene
- 14.6 Loại bỏ các hợp chất hữu cơ độc hại bằng quá
trình kị khí
14.6.1. Quá trình kỵ khí:
Qúa trình phân hủy kỵ khí là gì?
Vi sinh vật
Chất hữu cơ -------------------> CH4 + CO2 + H2 + NH3 +H2S + T ế bào m ới
Thủy phân Acid hóa Acetic Metan
hóa
- 14.6 Loại bỏ các hợp chất hữu cơ độc hại bằng quá
trình kị khí
14.6.1. Quá trình kỵ khí:
4% H2
24% 28%
Phức ức chấtthữhữu cơ
Ph
ch ấ u cơ Acid hữu cơ
76% Acid hữu cơ CH4
52% 72%
20% Acetic acid
Quá trình acetate Quá trình
Quá trình thủy phân hóa và khử hydro methane hóa
Hình 14.6.1.Qúa trình phân hủy kỵ khí
- 14.6 Loại bỏ các hợp chất hữu cơ độc hại bằng quá
trình kị khí
14.6.1. Quá trình kỵ khí:
a/ Qúa trình xử lý kỵ khí lơ lửng (quá trình ti ếp xúc k ỵ khí)
Nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao
Xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn
Hỗn hợp NƯỚC
bùn và
nước
BÙN
