Giải chuyên đề học tập Sinh học 10 Cánh diều bài: Ôn tập chuyên đề 3 Công nghệ vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường

I. Tóm tắt nội dung

II. Câu hỏi

Câu hỏi 1. Trình bày vai trò vi sinh vật trong xử lí các hợp chất gây ô nhiễm môi trường.

Vai trò vi sinh vật trong xử lí các hợp chất gây ô nhiễm môi trường:

Vi sinh vật (phân giải kị khí hoặc hiếu khí) bé gãy các liên kết hóa học trong các chất hữu cơ phức tạp (chất gây ô nhiễm) tạo sinh khối vi sinh vật và các chất vô cơ hoặc hữu cơ đơn giản hơn.

Câu hỏi 2. Phục hồi sinh học là gì? Có những loại phục hồi sinh học nào? Nêu ứng dụng phục hồi sinh học trong xử lí ô nhiễm đất, nước.

Phục hồi sinh học là một phương pháp xử lí ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí nhờ vi sinh vật. Tốc độ phân giải các chất ô nhiễm được tăng lên nhờ quá trình kích thích sinh học hoặc tăng cường sinh học.

Các loại phục hồi sinh học:

• Phục hồi sinh học nguyên vị (in situ)
• Phục hồi sinh học chuyển vị (ex situ)

Đất, nước ngầm ô nhiễm bởi các nguyên nhân khác nhau như kim loại nặng, thuốc trừ sâu, dầu mỏ,... có thể được xử lí bằng phương pháp phục hồi sinh học.

• 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.

Câu hỏi 3. Nêu và giải thích quy trình công nghệ sử dụng vi sinh vật trong xử lí nước thải.

Quy trình xử lí nước thải: Các nhà máy xử lí nước thải đã áp dụng công nghệ phối hợp các quá trình vật lí, hoá học và sinh học để loại bỏ hoặc trung hoà các chất gây ô nhiễm. Xử lí nước thải gồm ba giai đoạn chính: xử lí nước thải bậc một, xử lí nước thải bậc hai và xử lí nước thải bậc ba.

Xử lí nước thải bậc 1: Loại bỏ rác thải rắn không hòa tan bằng cách lắng, sàng lọc, bổ sung phèn và các chất đông tụ khác cùng các quy trình vật lí khác.

Xử lí nước thải bậc 2: Loại bỏ các chất hữu cơ hoà tan bằng biện pháp sinh học phân giải hiếu khí, phan giải kị khí hoặc phối hợp cả hai.

Xử lí nước thải bậc 3: Loại bỏ nguồn dinh dưỡng vô cơ bằng biện pháp sinh học và hoá học.

Câu hỏi 4. Nêu và giải thích quy trình công nghệ sử dụng vi sinh vật trong thu hồi khí sinh học.

Công nghệ sản xuất khí sinh học là ứng dụng quá trình lên men methane nhờ các nhóm vi sinh vật kị khí phân giải các chất thải hữu cơ; phế phẩm, phụ phẩm của nông nghiệp, công nghiệp,... để tạo tố hợp khí CH4 và CO2 cung cấp năng lượng khí đốt, chạy động cơ, phát điện.

Quy trình này gồm ba giai đoạn: chuẩn bị nguyên liệu, lên men methane và thu hồi khí sinh học.

• 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 (lượng carbon gấp 20 - 30 lần lượng nitrogen theo nhu cầu đồng hoá của vi sinh vật). 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 (chất thải chăn nuôi 35 - 45 ngày, rơm rạ 80 - 100 ngày). 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.

Câu hỏi 5. Nêu và giải thích quy trình công nghệ sử dụng vi sinh vật trong xử lí rác thải rắn hữu cơ.

Ủ phân hữu cơ trong điều kiện hiếu khí hoặc kị khí là một trong những phương pháp xử lí rác thải rắn nhờ vi sinh vật để tạo ra sản phẩm phân bón. Quy trình sản xuất phân hữu cơ gồm ba giai đoạn: chuẩn bị nguyên liệu, ủ rác thải, thu hồi và hoàn thành sản phẩm.

• Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu: Phân loại rác, nghiền nhỏ và phối trộn nguyên liệu cho phù hợp.
• Giai đoạn ủ rác thải: vi sinh vật phân giải nguyên liệu thành các sản phẩm phân bón cho cây trồng.
• Giai đoạn thu hồi và hoàn thành thành phẩm: Sàng lọc loại bỏ các vật có kích thước lớn, không được phân giải; đóng gói và bảo quản sản phẩm.