Ôn Tập Vi Sinh Môi Trường
Câu 1: Tóm tắt những đặc điểm chính của các nhóm VSV sau:
Vi khuẩn
Nấm men
Nấm sợi
Virus
Trả lời:
a) Vi khuẩn:
- thuộc nhóm sinh vật nhân nguyên thủy Prokaryotes . Đơn bào,sinh sản theo kiểu trực phân
- Vi Khuẩn thành hai nhóm lớn là G(-) và G(+)
- một số nhóm sống cộng sinh và ký sinh
Vai trò và các hướng ứng dụng
Trong nông nghiệp
Trong công nghiệp thực phẩm
Trong Y học
Trong các lĩnh vực khác
b) Nấm men (Yaes)
- có đầy đủ những đặc tính của SV Eukaryotes
- sinh sản dinh dưỡng bằng cách nảy chồi, nấm men còn có khả năng sinh sản bằng bào tử đơn tính và hữu tính.
Vai trò và các hướng ứng dụng
- sản xuất protein thô, cốm bổ, bột dinh dưỡng.
- giống Shaccharomyces với rất nhiều loài có khả năng lên men Etilic nên thường được dùng trong nghệ sản xuất rượi, bia, nước giả khát và men nở bột mỳ.
c) Nấm Sợi (Molds)
- Thuộc SV Eukaryotes, cơ thể có cấu trúc đa phân nhánh
- Sinh sản theo 3 Phương thức: Sinh sản dinh dưởng, Sinh sản bằng bào tử vô tính , Sinh sản bằng bào tử hữu tính
Vai trò và các hướng ứng dụng
- tiết ra các enzim ngoại bào quý hiếm như proteaza, amilaza, xellulaza
d) Virus
- Cơ thể của chúng gồm 2 phần vỏ(protein và lipoprotein) và lõi(AND hoặc ARN)
- Virus sống ký sinh nội bào bắc buộc
- Sinh sản theo cơ chế rập khuôn, rời rẽ.
Câu 2: Các cơ chế vận chuyển vật chất qua màng TB VSV:
Vận chuyển khuếch tan đơn gian
Vận chuyển thụ động nhờ chất tải đặc hiệu
Vận chuyển tích cực nhờ chất tả đặc hiệu
Trả lời:
- Các cơ chế vận chuyển vật chất qua màng TB VSV là cách thực hiện chức năng vẩn chuyển dinh dưỡng.
- P + S PS là phức chất không bền
20 trang |
Chia sẻ: anhquan78 | Lượt xem: 909 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Ôn tập vi sinh môi trường, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ôn Tập Vi Sinh Môi Trường
Câu 1: Tóm tắt những đặc điểm chính của các nhóm VSV sau:
Vi khuẩn
Nấm men
Nấm sợi
Virus
Trả lời:
Vi khuẩn:
thuộc nhóm sinh vật nhân nguyên thủy Prokaryotes . Đơn bào,sinh sản theo kiểu trực phân
Vi Khuẩn thành hai nhóm lớn là G(-) và G(+)
một số nhóm sống cộng sinh và ký sinh
Vai trò và các hướng ứng dụng
Trong nông nghiệp
Trong công nghiệp thực phẩm
Trong Y học
Trong các lĩnh vực khác
Nấm men (Yaes)
có đầy đủ những đặc tính của SV Eukaryotes
sinh sản dinh dưỡng bằng cách nảy chồi, nấm men còn có khả năng sinh sản bằng bào tử đơn tính và hữu tính.
Vai trò và các hướng ứng dụng
sản xuất protein thô, cốm bổ, bột dinh dưỡng.
giống Shaccharomyces với rất nhiều loài có khả năng lên men Etilic nên thường được dùng trong nghệ sản xuất rượi, bia, nước giả khát và men nở bột mỳ.
Nấm Sợi (Molds)
- Thuộc SV Eukaryotes, cơ thể có cấu trúc đa phân nhánh
- Sinh sản theo 3 Phương thức: Sinh sản dinh dưởng, Sinh sản bằng bào tử vô tính , Sinh sản bằng bào tử hữu tính
Vai trò và các hướng ứng dụng
- tiết ra các enzim ngoại bào quý hiếm như proteaza, amilaza, xellulaza
d) Virus
- Cơ thể của chúng gồm 2 phần vỏ(protein và lipoprotein) và lõi(AND hoặc ARN)
- Virus sống ký sinh nội bào bắc buộc
- Sinh sản theo cơ chế rập khuôn, rời rẽ.
Câu 2: Các cơ chế vận chuyển vật chất qua màng TB VSV:
Vận chuyển khuếch tan đơn gian
Vận chuyển thụ động nhờ chất tải đặc hiệu
Vận chuyển tích cực nhờ chất tả đặc hiệu
Trả lời:
Các cơ chế vận chuyển vật chất qua màng TB VSV là cách thực hiện chức năng vẩn chuyển dinh dưỡng.
P + S à PS là phức chất không bền
Vận chuyển khuếch tan đơn gian:
Trên thành TB có các khe hở , các chất có thể đi qua như nước
Ưa điểm: tiết kiệm năng lượng
Nhược điểm:
Đi từ nơi có nồng độ cao đến nôi có nồng độ thấp
Ko chủ động
Các chất có phân tử nhỏ
Vận chuyển thụ động nhờ chất tải đặc hiệu :
Cơ chất được protein vận chuyển qua màng và nhả lại , sau đó tự do lại vận chuyển lại àvận chuyển được cái lớn hơn ko cần năng lượng.
Vận chuyển tích cực nhờ chất tả đặc hiệu:
Vận chuyển ngược cần năng lượng để vận chuyển cơ chất, sau đó trả năng lượng cho TB trở lại tự do để vận chuyển tiếpà cần thì đua vào
Sơ đồ vận chuyển qua màng nhờ permaza
MT ngoài Membrane TBC
S S S S S S S
S S S
S S S S S S
S S S S S S
S S S
W
Po + W = Pw
Pw + S =Pw – S
Po Po
B. Chủ động
W
Po
Po + S =PS
A. thụ động
Câu 3: Đặc điểm chung của các quá trình oxi hóa khử sinh năng lượng dưới đậy:
Hô hấp hiếu khí và kỵ khí
Lên men kỵ khí (VD)
Lên men hiếu khí (VD)
Trả lời:
Đặc điểm chung của quá trình hô hấp:
Có sự tham gia trực tiếp của O2 (niếu là hô hấp hiếu khí thì õi lấy từ khí trời, nieus là hô hấp kỵ khí. Thì oxi lấy từ các hợp chât –NO3 và –SO4 )
Chất nhận điện tử cuối cùng là một hợp chất vô cơ, mà thường là O2.
Diện ử vsf hydro thoát ra từ các phản ứng oxy hóa dược truyền qua chuổi hô hấp tế bào, ở những chặng mà chênh lệch bậc năng lượng lơn sẽ xãy ra quá trình photphory oxy hóa tạo thành ATP.
Cơ chất được oxy hóa hoàn toàn cho đến sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O; do vậy nguồn năng lượng thoát ra rất lớn, được tích lũy dưới dạng ATP.
Đặc điểm chung của quá trình lên men kỵ khí:
Không có sự tham gia của O – quá trình oxy hóa – khử thể hiện ở sự cho- nhận điện tử và hydro.
Cơ chất không được oxy hóa hoàn toàn mà dừng ở sản phẩm TĐC trung gian, do vậy nguồn năng lượng thu được thấp hơn trong hô hấp rất nhiều ( khoảng bằng 10%-20% năng lượng thu được trong hô hấp )
Điện tử và hydro thoát ra từ các phản ứng oxy hóa ở các chặng đầu lại được dùng để khử ngược lại cơ chất.
Chất nhận điện tử cuối cùng là một hợp chất hửa cơ, do vậy cho sản phẩm cuối là rượi hoặc axit hữa cơ
Ví Dụ: Lên men etilic
Giống gốc thường được dùng trong lên men etilic là nấm men.
( Saccharomyces cervisae, Saccharomyces carbesensis)
Nấm men có tốc dộ sinh trưởng và phát triển rất mạnh mẽ, thời gian thế hệ trung bình là khoảng 30-60 phút; Do vậy việc nhân giống để dùng trong sản xuất rất dễ dàng thuận lợi. Nấm men sinh trưởng hiếu khí lên men rượi lại cần đ/k kị khí – vì thế quá trình len men rượi phải trải qua 2 pha (pha sinh trưởng hiếu khí).
Sản xuất rượu, bia, vang, nước giả khác lên men, men nổ bột mỳ.
Cơ chất chủ yếu cho sự lên men là đường Glucose và các loại đường đơn, đương đôi thông dụng.
Có thể tóm tắt cơ ché len men etilic như sau:
2CH3 – CO- COOH
2H+
2CH2 - CHO
2CH3 – CH2 – OH
C6H12O6
CO2
Enzim LAT - DH
NAD+
NADH
CT. EMP
Đặc điểm chung của quá trình lên men hiếu khí:
Lên men hiếu khí còn được gọi la sự oxy hóa hiếu khí không hoan toan.
Đây là một cơ chế mang tính trung gian giữa hô hấp và lên men:
Coa sự tham gia trực tiếp của O2 ko khí, những cơ chất lại ko được oxy hóa triệt để đến CO2 và H2O mà dừng lại sản phẩm là rượi hoaawcj axit hữa cơ.
Ví Dụ:
Lên men axit acetic do vi khuẩn:
Câu 4: Mối tương tác giửa VSV với hệ sinh thái đất; vai tro của VSV trong quá trình tự làm sachf của đất.
Trả lời:
Mối tương tác giửa các VSV với HST đất:
khu hệ VSV đất đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp, góp phần tạo nên kết cấu đất, độ phì nhiều của đất, giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt làm tăng năng xuất cây trồng. Chúng tham gtia tích cực vào sự phân giải hợp chất vô cơ, hữu cơ phức tạp trong đất thành dạng đơn giản mà cây trồng sử dụng được. Nhiều loại nấm, VK, xạ khuẩnđã phân giải các hợp chất phức tạp như cellulose, pectin, lignhin, lipit thành các acid hữu cơ, rượi, đường và cuối cùng là CO2 và H2O. Các dạng lân như Apatit, phosphoric, phosphate canxi khó hoàn tan được VSV chuyển hóa thành acid phosphoric và các dạng lân dễ tiêu cung cấp cho cây trồng. Nhóm VSV cố định nitơ hàng năm làm giàu cho đất một lượng nitow lớn bằng 10% tổng lượng nitow mà cây trồng cần. Trong hoạt động sống, VSV còn sản sinh ra rất nhiều chất hoạt động SH có tác động trực tiếp đến quá trình sinh trưởng, và phát trienr của cây trồng bao gồm: aa, vitamin, enzime, chất kháng sinh tích lũy trong vùng cây trồng, làm tăng sự phát triển của loại cây phù hợp với khu hệ VSV này và làm hạn chế sự phát triển cưa loại cây khác.
Mặt khác, có những VSV thuộc nhóm virus, VK,vi nấm, xạ khuẩngây bệnh cho cây trồng và hoạt động đối kháng với những loài VSV khác. Bên cạnh đó VSV còn sản sinh ra một khối lượng lớn CO2, cải thiện chế độ ko khí, chế độ nước trong đất giúp cây trồng quang hợp, sinh trưởng phát triển tốt.
Tóm lại hoạt động của VSV trong mt đất thể hiện cả 2 mặt có lợi và có hại như sau:
a) Tác động có lợi:
phân giải các hợp chất hữu cơ và các hợp chất vô cơ khó tan có trong xác chết và trong sản phẩm thải của động vật, TV (cellulose, tinh bột, protein, Ure, acid uric, lipit, peptin, photphat) nhờ vậy mặt đất được giả phongskhoir ứ đọng vật chất- lớp đất trồng ko được che phủ.
Ơhaan giải dư lượng thuốc trừ sâu,phan hóa học,KL nặng và các chất thải công nghiệp khác- góp phần vào việc bảo vệ MT nói chung và bảo vẹ HST nói riêng thoát khopir sự ô nhiễn bởi các tác nhân hóa học.
Tổng hợp những thành phần hữu cơ đặc trưng của mùn (Fulvic, Umic, Humic) đóng vai trò quang trọng trong việc tạo nên kết cấu đất và duy trì độ phì nhiêu màu mở cho đất; đồng thời hạn chế quá tyrinhf rửa trôi- sối mòn- bạc màu tại các khu đất trồng.
Loại VSV khác nhau sẽ cho các acid mùn khác nhau:
Acid funvic thường có ở quá trình phân giải của nấm.
Acid humic thường có ở quá trình phân giải của VK kỵ khí
Bên cạnh việc tích lũy các chất dinh dưỡng, mùn có giử chức năng quang trọng,nó quyết định kết cấu bền vững của đất, tạo độ thoáng, xốp và độ ẩm, thích hợp cho trồng trọt.
Sự trao đổi mùn chính là tiêu chuản đánh giá chát lượng trong canh tác, mùn quí ngang xi măng trong xây dựng. Mùn là kho dự trữ chất dinh dưỡng phong phú cho cây. Niếu không có tạo mùn sản phẩm chứa N K P đã được vô cơ hóa ko được cấu tượng đất giữ lại sẽ bị rữa trôi làm cho đất bạc màu.
.phân giải các chất dinh dưỡng dự trử trong mùn để giúp đất nuôi cây nhờ vậy mà giảm bớt lượng phân cần bón trong canh tác. Riêng đối với các khu rừng tự nhiên và các khu thảo nguyên đồng cỏ ở những vùng đất hoang mà con người ko thể chăm sóc được thì điều này càng đặ bieetfj quang trọng.
Song song với quá trình tạo mùn là việc phân giải mùn cũng do các nhóm VSV hoại sinh đảm nhận. Trong quá trình phân giải mùn. Các acid amin đang có trong đất sẽ được amon hóa tạo NH3 làm nguồn dinh dưỡng đạm cho cây, các loại cao phân tử khác cũng được amon hóa thành những sản phẩm mà cây hấp thụ được. niếu ko có hoạt động phân giải thì những chất dd dự trử trong mùn sẽ ko được tận dụng vì cây ko hấp thụ được.
Sự hình thành và sự phân giải mùn là hai quá trình vô cùng quang trọng trong trồng trọt. phân bón vi sinh cho đất chính là để tăng cường các quần thể VSV có khả năng tạo mùn cho đất và phân giải mùn cho cây.
Thực hiện quá trình cố định nitơ, chuyển một lượng khí trơ khổng lồ, vốn chiếm tới 80% trong thành phần ko khí, thành dạng hợp chất amon có lợi cho đất và cây trồng.
Với tất cả những hoatf động có lợi trên, VSV đã là một mắc sích ko thể thiếu trong việc khép kín vòng tuần hoàn vật chất ( Carbon, Ni tơ Oxy, Kali, Photpho, Lưa huỳnh, Hydro, Canxi) trong HST đất cũng như trong toàn sinh quyển.
B) Tác động có hại:
Nhiều VSV gây bệnh cây sống ở vùng quanh rễ với mật độ cao.
Một nhóm VSV hô hấp kỵ khí sử dụng oxy trong NO3 làm chất nhận điện tử cuối cùng đồng thời khử NO3 thanh Nito khí trơ, làm mất lượng đạm có ích trong đất (quá trình phản nitrat hóa )
VD: cơ chất HNO3.
2NO3 + 10e - +10 H+ à N2 + 6H2O
Những vi khuẩn phản nitrats hóa: Pseudomonas denitrificans Micrococcus denitrificans, Bacillus lichnenifomis.
Một số nhóm VSV hô hấp kỵ khí sử dụng oxy trong SO4 làm chất nhận điện tử cuối cùng đã đồng thời khử SO4 thành H2S, gây thối rửa đất và héo rũ rễ cây (quá trình phản Sulfat hóa)
VD: cơ chất H2SO4
SO4-2 +4e +8H+ à H2S +4H2O
Một số VSV sống hoại sinh đã tiết vào đất những chất độc làm ô nhiễm đất.
Một số VSV gây bệnh cho người và gia sức từ phân, rác, thực phẩm nhiễm vào đất, biến đất thành một vector truyền bệnh .
Một số loại VK gây bệnh đường ruột theo phân, nước rác vào đất, lại tiếp tục truyền bệnh theo cơ chế người – đất - người.
Do những hoạt động có hại của VSV cũng rất đa dạng như vậy nên viecj bảo vệ môi trường nói riêng, bảo vệ môi trương sống cho con người nói chung, ko thể tách rời những biện pháp bảo vệ thực vật, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và bảo quản thực phẩm.
Vai tro của VSV trong quá trình tự làm sạch của môi trường đất:
Tự làm sạch khả năng tự điều tiết bằng các phản ứng hóa học và sinh học để giảm thiểu tác hại của các chất gây nhiễm từ bên ngoài hoặc loại trừ tính độc và biến chất độc thành ko độc ( thông qua nhữ cơ chế đặc biệt).
Như vậy, có thể xem quá trình này diễn ra hai hướng
Tự làm sạch ( selfpurification)
Khử độc ( Detoxification)
VD1:
Khi chất gây ô nhiễm chứa nhiều kim loại Fe+2 , Al+3, Cu+2, Chúng sẽ bị hấp thụ trên bề mặt hạt keo nhờ phản ứng trao đổi ion với các chất có trong hạt keo, vì thế ccas chất này ko hòa tan được vào dung dịch đất – cũng có nghĩa là chúng bị vô hieuj hóa, ko còn khả năng gây độc.
VD2:
Khi có Hg xâm nhập, các â của mùn Humic và Filvic sẽ kết hợp với thủy ngân thành các dạng muối hữu cơ Humat và Fulvat ko có tính độc
VD3:
Khi chất gây ô nhiễm là hợp chất hữu cơ, nhiều loại VK và vi nấm sống hoại sinh sẽ tiết ra các enzim phân giải ( protease, cellulose, lipase, amylase) tạo ra các sản phảm cần cho dinh dưỡng của cây .
Nhiễm bẩn do chất thải hữu cơ đang là mối đe dọa lớn nhất cho hệ sinh thái đất, vì thế vai trò của VSV trong viecj làm sạch MT đất là vô cùng quang trọng .khả năng tự làm sạch của HSTĐ cao hơn nhiều so với mt nước và khí; vì thế MT đất ích bị ô nhiễm hơn. Song, một khi luongj chát gây ô nhiễm vượt quá khả năng tự làm sạch của đất thì tình trạng ô nhiễm lại nặng nề gấp bội và lúc đó đất sẽ là nguồn lây nhiễm cho các MT khác – do vậy việc giữ gin khả năng tự làm sạch của đất đa dạng là mối quan tâm hàng đầucủa những người hoạt động trong việc bảo vệ MT sinh thái.
Câu 5: Các biện pháp sinh học thúc đẩy quá trình tự làm sạch đất; công nghệ sản xuất EM và các hướng ứng dụng?
Trả lời:
Các biện pháp sinh học thúc đẩy quá trình tự làm sạch đất:
Các biện pháp sinh học thường được sử dụng
Trồng rừng, phủ xanh đất trồng đồi trọc để điều hòa khí hậu, đồng thời chống xói mòn đất.
Dùng chế phẩm EM để xử lý rác, vệ sinh chuồng trại vừa tránh độc hại lại vừa tăng nguồn VSV có lợi cho đất.
Dùng chế phẩm VSV thay thế phân hóa học, khi bón cho cây cũng cần đồng thời làm tăng lượng VSV có lợi và tăng mùn cho đất.
công nghệ sản xuất EM và các hướng ứng dụng
EM là 1 cộng đồng VSV có ích - bao gồm cả vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn – thuộc các nhóm có hoạt tính sau:
Nhóm VSV phân giải cellulose.
Nhóm VSV quang hợp.
Nhóm VSV phân giải lân.
Nhóm VSV lên men lactic.
Nhóm VSV cố định nitơ phân tử.
Nhóm VSV tiết nhiều enzim quý khác.
EM được ứng dụng trong các lĩnh vực trồng trọt, hăn nuôi gia súc và nuôi tôm, làm sạch chuồng trại, xử lý rác thải
Trồng trọt
Cải tạo đặc tính sinh hóa của đất.
Giảm mầm mống sâu bệnh trong đất, hạn chế sâu bệnh cho cây trồng.
Tăng hiệu quả cho phân bón hữu cơ.
Tăng nguồn dinh dưỡng đạm cho cây.
Giúp cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt. năng suất cao, phẩm chất tốt.
Xử lý môi trường
Phân giải các chất độc hại trong nước thải.
Phân hủy rác thải, tạo nguyên liệu trung gian cho việc sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh.
Xua đuổi côn trùng, ruồi nhặng.
Câu 6: Vai trò của VSV trong quá trình tự làm sạch nước; trình bày tóm tắt các phương pháp hiếu khí trong xử lý nước thải( bằng phin lọc sinh học và bùn hoạt tính)
- Vai trò của VSV trong quá trình tự làm sạch nước:
Tự làm sạch nguồn nước là quá trình phục hồi lại trạng thái và chất lượng ban đầu nhờ tác dụng phối hợp của các yếu tố thủy động học, lý – hóa học và sinh học; Trong đó quá trình tự làm sạch sinh học nhờ SV thủy sinh và VSV đóng vai trò rất quan trọng.
Vai trò của vi khuẩn thể hiện ở chỗ rất nhiều chủng có khả năng tiết ra những enzym quý ( như proteaza, lipaza, cellulaza, amylasa, pectinaza) giúp chúng phân giải hầu hết các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm nước.
Vi tảo có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc xử lý ô nhiễm kim loại nặng. Các loại vi tảo thường gặp là chlorrella, spirulina, silic, cladophoara
Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng công nghệ vi sinh là tận dụng khả năng phân giải chất hữu cơ của một phức hệ VSV sinh trưởng dị dưỡng ( gồm nhiều chủng loại – chủ yếu là các vi khuẩn dị dưỡng hóa năng) nhằm loại bỏ các chất bẩn hữu cơ đang có mặt trong nước thải. kết quả của quá trình phân giải là các hợp chất hưu cơ được vô cơ hóa thành các khoáng hòa tan hoặc các khí đơn giản.
Các muối vô cơ và khí tạo thành lại sẽ được các VSV tự dưỡng và thực vật sử dụng làm thức ăn, nhờ thế mà nước được làm sạch gần như hòa tan.
Trình bày tóm tắt các phương pháp hiếu khí trong xử lý nước thải( bằng phin lọc sinh học và bùn hoạt tính)
Xử lý bằng phin lọc sinh học
Phương pháp này thích hợp cho việc xử lý nước thải công nghiệp chứa nhiều kim loại. Cấu trúc của phin lọc gồm một lớp nguyên liệu dạng hạt điều chế từ Pe, Ps,Pv – dùng làm chất mang – được ép thành lớp màng mỏng và xốp, trên bề mặt hấp phụ các sinh khối sống của vi khuẩn, lục tảo chlorophyceae, vi khuẩn lam cyanophyceae, giun đất, một vài loại Metazoa VSV hoạt động theo phương thức “ sinh trưởng bám dính” – nghĩa là các tế bào ( quan trọng nhất là Vi khuẩn và Vi tảo) được gắn cố định trên trên một vật mang. Nước thải cho chảy từ trên xuống bề mặt của phin lọc, không khí được phun mạnh từ dưới lên ; nước sạch đã qua xử lý được thu nhận ở bên dưới lớp phin lọc.
Xử lý bằng bùn hoạt tính
Phương pháp này thích hợp cho việc xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải của các ngành công nghiệp thực phẩm, sản xuất đường mía, sản xuất giấy.
Bùn hoạt tính còn gọi là bùn non, đó là một khối vật chất dạng nhão – xốp, trong đó có chứa 70% là sinh khối VSV đang sinh trưởng và phát triển mạnh, còn lại là các tạp chất khác. Khu hệ VSV trong bùn non hoạt động sống theo phương thức “ sinh trưởng lơ lửng” – nghĩa là tế bào VSV, mà chủ yếu là vi khuẩn ( Bacteria) và nguyên sinh động vật ( protozoa) sống tự do trong khối nguyên liệu, không bị gắn kết vào một vị trí cố định nào.
Những vi khuẩn này có hoạt tính Oxy hóa phân giải chất hữu cơ rất mạnh,
Hệ thống thiết bị xử lý bao gồm 3 bể ( bể lọc 1, bể láng sinh học, bể lọc 2) và một hệ thống ống dẫn có van đóng mở, bộ phận chủ yếu 1 bể lắng sinh học – được gọi là bể Aeroten. Bể Aeroten thường được làm bằng betone cốt thép. Quá trình Oxy Hóa trong bể thường diễn ra theo 3 giai đoạn:
phân hủy các chất hữu cơ dễ Oxy Hóa
phân hủy các chất hữu cơ khó Oxy Hóa
vô cơ hóa các chất hữu cơ
Bùn non có thể được cho chảy thành dòng cùng chiều hoặc ngược chiều với dòng nước thải để đưa vào bể lọc sinh học, không khí được sục mạnh từ dưới đáy lên. Để phát huy tối đa tác dụng của bùn hoạt tính cần chú ý đén các điều kiện môi trường trong bể như lượng oxy hòa tan, pH, nhiệt độ, nồng độ chất độc, tuổi của bùn. Nước lưu trong bể không nên quá 12 giờ. Bùn hồi lưu có thể bổ sung nguồn dinh dưỡng N, K,P rồi tái sử dụng cho bể lọc, hoặc dùng để sản xuất phân bón.
Câu 7 Xử lý chất thải bằng phương pháp lên men metan và công nghệ sản xuất bioga ?
Trả lời:
¯ Biogaz là khí đốt SH với thành phần chủ yếu là Mêtan (CH4). Metan là sản phẩm cuối cùng của quá trình phân giải kỵ khí do một nhóm VK chuyên biệt được gọi là VK sinh metan (VKSMT).theo khóa phân loại chuẩn mực thì VKSMT gồm khoảng 20 loài, thuộc các họ và các goonga khác nhau. Sng, có một cách phân giải khác hơn là dựa vào hình thái TB. Theo cách này có thể chia thành 4 nhóm:
Methanobacterium hình que, ko sinh nha bào.
Methanobacillus hình que, có nha bào.
Methanococcus hình cầu, thường đứng đôn độc.
Methanosarsina hình cầu thường xếp chuổi hay xếp khối.
Tất cả các nhóm VHSMT lại có chung 2 đặc điểm cơ bản sau:
èSinh trưởng kỵ khí tuyệt đối.
èCó khả năng sinh ra 2 loại enzim đặc hiệu, đó là 2- Mercaptoethan sulfonicit (gọi tắ là coezim M)và Methan – flavinmononucleotit ( gọi tắt là coenzimF.420 )
Các kiểu phản ứng hóa học thường gặp dưới đây:
(*) 4H2 + CO2 à CH4 +H2O
3H2 + CO à CH4 + H2O
3H2O + 4CO2 à CH4 + CO2
(**) 4 (H-COOH) à CH4 +3CO2 +H2O
4(CH3OH à 3CH4 +CO2 +H2O
CH3COOH à CH4 + CO2
Nguyên liệu để sản xuất Biogaz là tất cả các chất thải có hàm lượng hưu cơ cao, thu gom ở trang trại nông nghiệp chế biến thực phẩm, mía đương sữa
Nhóm VKSMT ko có khả năng sử dụng các chất hữu cơ cao phan tử, chúng cần có sự hỗ trợ có nhóm VSV khác, nên hệ thống thiết lập bị lên men Metan phải có 3 bể phản ứng liên hoàn, Ứng với 3 giai đoạn của quá trình chuyển hóa nguyên liệu.
ØBể (1) : Giai đoạn phân giải các hợp chất hữu cơ cao phân tử
Nhờ động của các VK tiết các enzin. Ngoại bào như Xelilase, protease, amylase, lipase mà các chất hữu cơ trong chất thải được phân giải, tạo thành các oligomer và các đơn phân tương ứng ( chuổi peptit, axit amin, sacchaose, glucose, axit béo)
ØBể (2): Giai đoạn phân giải các sản phẩm trung gian của bể (1)
Nhờ hoạt động của các VK hoại sinh thông thường, các hợp chất hưu cơ phân tử nhỏ được phân giải tiếp, tạo thành các axit hữu cơ ( lactic, acetic, sucxinic, formic), một vài loại rượu (butyric, etilic..) và các loại khí nhẹ (H2, NH4, CO2,)
ØBể (3) : Giai đoạn lên men metan:
Các VK sinh metan bắt đầu hoạt động. Chúng sử dụng các axit hưu cowvaf khí hydro lammf cơ chất, thực hiện các phản ứng tạo Biogaz .
Sơ đồ hệ thống lên men Metan:
Chất hữu phân tử lớn (protein, xellulose, lipit)
CH3-COOH, H-COOH
CH4, CO2
H2, CO2
Rượu, Axit hữu cơ, Khí nhẹ (Acetic, Lactic, Etilic
Chất hưu cơ phân tử nhỏ (Glucose, Axit amin)
Câu 8: Quá trình phân giải cellulose của VSV đất; quá trình amon hóa protein và amon hóa biogas của VSV đất
Quá trình phân giải cellulose của VSV đất:
Hiếu khí:
Phức hệ enzyme gồm 4 thành phần:
Cellobiohydrolaza(C1)
Endogluconaza(CX1)
Exogluconaza(CX2)
p-glucosidaza(E4) (cellobiaza)
è trong điều kiện hiếu khí sản phẩm phân giải duy nhất là