Lọc sinh học là gi?

[Trần Hoàng Dũng]

To lonxon: mình đã bảo là lonxon nhầm mà. Đừng có tiếp tục lối tranh luận kiểu ấy được không? Mình chưa bao giờ sang Hà Lan cả, thế thì la làng cho ai biết được chứ. OK? Lonxon cũng am hiểu nhiều lĩnh vực và là người chịu khó tìm tòi. Hãy chia sẻ những gì mình biết với mọi người được kkhông?

Thế theo chị thì tranh luận là sao, là nhỏ nhẻ, lịch sự lễ phép rồi "Ồ, bài bạn hay qua, cố gằng nhé" rồi "Hoan hô bạn, post tiếp đi" hay đại lại "Vote cho bạn 5 sao vì lòng nhiệt tình".

 

[shortgun]

Nếu theo cái logic này thì các nhà sinh dzật học, các nhà khoa học đâu có la lối um xùm vế cái vụ hiệu ứng nhà kính, sự nóng lên tòan cầu; nghị định thư Tokyo 2002 về việc cắt giảm sản lượng khí thải nhà kính (metan, cabonic, ..) đến nay vẫn còn nhiều quốc gia chưa ký đấy thôi và VN ta chấp nhận bán quota cái sản lượng khí nhà kính này cho Nhật Bản để đổi lấy viện trợ không hòan lại đấy thì sao?

Sự tạo thành CO2 từ các họat động của con người là không thể tránh khỏi. Vì mục đích bảo vệ môi trường thì thế giới đang kêu gọi tăng khả năng tái hấp thụ CO2 (bằng con đường thực vật) và các nước đã phát triển giảm tốc độ tạo ra CO2 (đồng nghĩa với giảm tốc độ phát triển). Thế theo cậu cứ để các chất thải hữu cơ bay vào tầng khí quyển thì tốt hơn àh ?

 

[Trần Hoàng Dũng]

đó là cái tớ muốn hỏi các chiên dza về biofiltration. Vì Biofiltration là 1 quá trình đốt cháy oxy hóa chậm tạo ra Cacbonic; mà thiên nạ thì đang kêu gào giảm khí này nay họ dùng cái này để phân hủy chất hữu cơ; vậy họ có lý lẽ gì để cho người ta thấy là tuy họ thải khí cacbonic nhưng sẽ có ích hơn là để chất hữu cơ tồn tại trong sinh quyển. Thật sự tớ muốn nghe chị bluespring trả lời hơn là nghe cậu shortgun à vì chị ấy là chiên dza về cái này mà. Anh đừng chen vô, cứ để chị bluespring trả lời xem sao.

Còn cậu shortgun hè hè, tớ phải gọi là anh mới đúng đấy, hẹn anh 1 dịp khác nhé.

 

[shortgun]

đó là cái tớ muốn hỏi các chiên dza về biofiltration. Vì Biofiltration là 1 quá trình đốt cháy oxy hóa chậm tạo ra Cacbonic; mà thiên nạ thì đang kêu gào giảm khí này nay họ dùng cái này để phân hủy chất hữu cơ; vậy họ có lý lẽ gì để cho người ta thấy là tuy họ thải khí cacbonic nhưng sẽ có ích hơn là để chất hữu cơ tồn tại trong sinh quyển. Thật sự tớ muốn nghe chị bluespring trả lời hơn là nghe cậu shortgun à vì chị ấy là chiên dza về cái này mà. Anh đừng chen vô, cứ để chị bluespring trả lời xem sao.

Còn cậu shortgun hè hè, tớ phải gọi là anh mới đúng đấy, hẹn anh 1 dịp khác nhé.

Tớ chẳng biết cậu là ai, nhưng quả đúng là cậu rất xứng với cái nick của cậu, linh tinh lang tang, đi tới đâu lộn xộn tới đó ...

 

[Trần Hoàng Dũng]

qua khen qua khen

 

[shortgun]

Bluespring cứ tiếp tục post bài về biofiltration nhé, tớ rất thích trao đổi tiếp. Tớ nghe lóang thóang về cái này cách đây vài năm, nhưng bây giờ mới có dịp tìm hiểu kỹ hơn.

 

[Trần Hoàng Dũng]

Chuyện bờ lu sờ bờ ring post tiếp bài thì ok, nhưng trước hết, bạn vui lòng bỏ chút thời gian trả lời 3 câu hỏi mà tớ vẫn còn théc méc

01- Tảo có dùng trong biofiltration được không? nếu không thì tại sao, nếu có thì chủng nào và công trình nào công bố.

02- Những lập luận nào để những người đang ra sức hô hào phàt triển biofiltration cho rằng việc họ phân hủy hợp chất hữu cơ để thảy ra CO2 thì có ích cho nhân lọai, trong khi cả thể giới đang hô hào cắt giảm sản lượng khí này.

03- Biofiltration phát triển đầu tiên khi nào, ở đâu, dựa trên nền tảng của kỹ thuật nào?

Tớ chỉ có 1 yêu cầu:

- Hoặc biết thì trả lời rõ ràng, nếu không biết thì nói không biết chứ đừng trả lời kiểu "theo lý thuyết thì thế này thế nó" thì không ổn chút nào. Hoặc chọn đối sách như cậu Capser là vờ nó qua một bên, thế là ok, người ta biết ngay là bạn đang đứng ở đâu trong cái biển học vấn của chính bạn.

 

[Nguyễn Thu Hiền]

Quá trình sinh học là một sự ô xi hóa nhờ vi sinh vật, và có thể được viết như sau:

Hợp chất gây ô nhiễm + Oxi -> CO2+ H2O + nhiệt + sinh khối

Phương trình này thực chất cũng là 1 ptrình đốt cháy đấy

Phương trình lonxon viết ở trên chỉ thể hiện được một mặt của quá trình thôi. Trong trường hợp sử dụng với anaerobic bioreactor thì phương trình trên chưa phản ánh đủ đúng không?

Mình sẽ lần lượt trả lời các câu hỏi của loxon. Sẽ đi từ gốc của vấn đề lên nhé.

Biofiltration phát triển đầu tiên khi nào, ở đâu, dựa trên nền tảng của kỹ thuật nào?

Việc sử dụng VSV trong xử lý khí thải được biết đến sớm nhất vào năm 1923 khi Bach thảo luận về việc điều khiển sự thải khí H2S từ các hệ thống xử lý nước thải của cống rãnh ( Leson and Winer, 1991)

Biofiltration được sử dụng đầu tiên vào những năm 1950 ở Mỹ và tây Đức.
Ở Mỹ: Đất được sử dụng làm nguyên liệu lọc để xử lý các khí thải gây mùi thoát ra từ cống rãnh ở Long Beach, California năm 1953 và tác giả Pomeroy của công trình này đã được Mỹ cấp bằng sáng chế số 2,793096 năm 1957 cho hệ thống lọc sinh học với đệm lọc là đất này

Ở Tây Đức: màng lọc bằng đất cũng được sử dụng để xử lý các chất thải gây mùi thoát ra từ cống rãnh của đô thị ở Nuremberg 1959

Trong những năm 1970 lọc sinh học trở nên được ưa chuộng và phát triển mạnh mẽ ở cả Đức và Hà Lan

Từ những năm 1980 đến những năm 1990, nó nhận được sự quan tâm và yêu thích của Châu Âu và ít hơn ở Bắc Mỹ.

Hiện nay lọc sinh học trở nên một trong những công cụ đắc lực và hiệu quả nhất trong xử lý chất thải bởi tính hiệu quả, đơn giản và không sinh ra các sản phẩm phụ không mong muốn so với các công nghệ xử lý cũ.

Lọc sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy những hợp chất hữu cơ ( hoặc biến đổi những hợp chất vô cơ) thành cac-bon-nic, nước và muối. Khi hệ thống lọc sinh học được lắp đặt, vi sinh vật đã có sẵn trong nguyên liệu mà ở đó nó được sử dụng như một lớp lọc.

 

[shortgun]

Chuyện bờ lu sờ bờ ring post tiếp bài thì ok, nhưng trước hết, bạn vui lòng bỏ chút thời gian trả lời 3 câu hỏi mà tớ vẫn còn théc méc

01- Tảo có dùng trong biofiltration được không? nếu không thì tại sao, nếu có thì chủng nào và công trình nào công bố.

02- Những lập luận nào để những người đang ra sức hô hào phàt triển biofiltration cho rằng việc họ phân hủy hợp chất hữu cơ để thảy ra CO2 thì có ích cho nhân lọai, trong khi cả thể giới đang hô hào cắt giảm sản lượng khí này.

03- Biofiltration phát triển đầu tiên khi nào, ở đâu, dựa trên nền tảng của kỹ thuật nào?

Tớ chỉ có 1 yêu cầu:

- Hoặc biết thì trả lời rõ ràng, nếu không biết thì nói không biết chứ đừng trả lời kiểu "theo lý thuyết thì thế này thế nó" thì không ổn chút nào. Hoặc chọn đối sách như cậu Capser là vờ nó qua một bên, thế là ok, người ta biết ngay là bạn đang đứng ở đâu trong cái biển học vấn của chính bạn.

Thực ra 2 câu hỏi sau thì được, vì bluespring có lẽ phải tìm hiểu và đề cập trong phần đặt vấn đề, còn câu hỏi đầu thì hơi "chuối".


Hỏi bluespring một tý:

01. Nếu có cả quá trình anaerobic thì bạn không thể nói một cách tổng quát sản phẩm tạo thành là CO2 được phải không ?

02. Giả sử không cố định VSV trên màng lọc mà sục khí thải qua lớp dung dịch có VSV thì có tốt hơn không (chỉ áp dụng với những khí thải tan trong nước) ?

03. Bằng cách nào bạn cung cấp nhưng nguồn dinh dưỡng khác cho VSV được cố định trên màng lọc (ví dụ như N hay P) ?

 

[Nguyễn Thu Hiền]

Những lập luận nào để những người đang ra sức hô hào phàt triển biofiltration cho rằng việc họ phân hủy hợp chất hữu cơ để thảy ra CO2 thì có ích cho nhân lọai, trong khi cả thể giới đang hô hào cắt giảm sản lượng khí này

Biofiltraton không quan niệm là một quá trình cháy chậm như lonxon tưởng . Thực chất Biofiltraton là hệ thống kết hợp của những quá trình cơ bản sau : quá trình hấp thụ, sự hút bám hóa học, sự phân hủy và tái hấp thụ các chất bẩn thuộc pha khí từ quá tình lọc sinh học.

*Về cơ bản, sản phẩm tạo thành từ quá trình lọc sinh học:

Chất bẩn ( chất ô nhiễm ) đi vào Biofilter có thể là dạng chất khí giàu năng lượng hoặc những phân tử vô cơ đơn giản như NH3 hay H2S. Chúng có thể được chuyển hóa tới CO2, H2O hoặc sulphate và nitrat bởi 1 loại VSV. Theo một cách khác, hợp chất có thể được chuyênt thành một sản phẩm trung gian bởi một nhóm VSV khác. Một hợp chất phức hay mọtt hợp chất khó phân hủy có thể trải qua một vài quá trình chuyển hóa khác nhau bởi một số lòai VSV trước khi đi vào quá trình khoáng hóa. Một sản phẩm trung gian cùng với một áp suất lớn có thể thoát ra ngoài theo dòng khí ra, trong khi những phần còn lại được phân hủy và tích lũy trong biomass (sinh khối ) hoặc bị rửa trôi trong leachate (nước tro, hay nước thải từ quá trình lọc).

Một phần lớn của Cacbon trong chất bẩn sẽ được hợp nhất ( là cấu phần ) trong biomass. Biomass bản thân chúng sẽ bị phân hủy như là SV chết và được tích lũy trong quá trình đồng hóa của chúng. Biomass có thể thoát ra theo dòng khí ra hay leachate, nhưng khối lượng này là rất nhỏ nếu so với khối lượng hiện có trong biomass. Những sản phẩm đã được chuyển hóa (sản phẩm trung gian, biomass và các chất vô cơ ) sẽ được hấp thụ lên nguyên liệu lọc hay hòa tan trong nước.

* Nhiệt sinh ra:

Như ta đã biết thì quá trình ô xi hóa một hợp chất hữu cơ sẽ sinh ra nhiệt. Trong khi chúng ta vẫ quen nói là VSV sử dụng năng lượng, thực chất chúng chuyển năng lượng hóa học thành dạng nhiệt. Với một số chất, lựơng nhiệt tạo ra là đáng kể với quá trình. Ví dụ : Quá trình ô xi hóa hoàn toàn một gam rượu ( ethanol) trong bình đo nhiệt chứa không khí khô thì lượng nhiệt tăng lên là đáng kể từ 20oC-30oC.Tuy nhiên khi thiết lập hệ thốn lọc, một số nhân tố phải được tính toán để định lượng sự cân bằng nhiệt.

Trong một hệ thống lọc , mà nó không ở trạng thái ổn định, một lượng nhiệt được giải phóng bởi quá trình sinh học sẽ đựoc phân bố trong hệ thống lọc và làm tăng nhiệt độ của Biofilter. Nguyên liệu lọc và bình Biofilter sẽ hấp thụ lượng nhiệt này. Nếu như Biofilter ở trạng thái điều khiển ổn định thì nhiệt độ của vật liệu lọc và bình không thay đổi , do đó lượng nhiệt sinh ra không cần phải quan tâm. Tuuy nhiên trong một số trường hợp, Biofỉlter được đặt trong điều kiện nhiệt độ khác so với nhiệt độ môi trường xung quanh, nhiệt sẽ bị mất hoặc tăng trông qua thành hệ thống. Theo kinh nghiệm thực tế, để giải quyết trường hợp này bằng cách cách ly hệ thống lọc một cách nghiêm ngặt. Với những hệ thống lọc sinh học lớn, tỷ lệ không gian bên ngoài trên thể tích hệ thống là nhỏ , sự di chyển nhiệt qua thành hệ thống là không đáng kể. Cùng với những nhân tố được điều khiển , nhiệt được sinh ra trong quá trình sinh học sẽ xuất hiện ở hai dạng : nó sẽ được làm bay hơi từ đệm lọc, và khí ở đầu ra sẽ có nhiệt độ cao hơn khí ở đầu vào.

Với Biofiltraton thì thực sự là phương án tối ưu trong viẹc xử lý chất thải hiên nay.

 

[Nguyễn Thu Hiền]

Tảo có dùng trong biofiltration được không? nếu không thì tại sao, nếu có thì chủng nào và công trình nào công bố

Comparative Water Quality Dynamics in a Recirculating Systems with Solids Removal and Fixed-Film or Algal
Biofiltration
Rakocy, J.E.; Hargreaves, J.A.; Bailey, D.S.
Source: JOURNAL OF THE WORLD AQUACULTURE SOCIETY 22(3):49A (1991).
Descriptors: abstract; oreochromis-niloticus; bacteria; biotechnology
DNAL Call No.: SH138.W62

Removal of Organochlorine Compounds in an Upflow Flocculated Algae Photobioreactor
Wu, X. and Kosaric, N.
Source: WATER SCIENCE TECHNOLOGY 24(5):221-232 (1991).
Descriptors: chlorella scenedesmus; biodegradation; chlorobenzene 2 4 dichlorophenol; wastewater treatment;
biotechnology industry; bioreactor

A Photo-Bioreactor Using Algal Phototaxis for Solids-Liquid Separation
Nakajima, T. and Takahashi, M.
Source: WATER RESEARCH 25(10):1243-1248 (1991).
Descriptors: euglena-gracilis; algae culture medium; wastewater treatment; bioengineering
DNAL Call No.: TD420.W3
Abstract:
Using algal-positive photoaxis, the possibility of keeping a high density of algae and separating them from water (i.e. solids-liquid separation) for removal of nutritive substances was investigated. Euglena gracilis shows positive phototaxis. Culture medium containing the alga in a culture vessel (bioreactor)was transferred to a shaded vessel (i.e., photo-clarifier), part of which was exposed to a spotlight. The organisms gathering around the light were returned to the culture vessel, and the effluent was taken out from the shaded part and discharged out of the system. Two types of bioreactors having different types of photo-clarifiers were employed: vertical form (Type A) and horizontal form (Type B). Densities of E. gracilis in the culture vessel and effluent were examined in both types over the experimental period, and compared with a control system without a photo-clarifier. In both types the E. gracilis density in the effluent was lower than that in the culture vessel, whereas in the control system the density in the effluent was almost identical with that in the culture vessel. Separation efficiency was higher in Type B than in Type A. The obtained results indicate that it is possible to achieve solids-liquid separation by using algal phototaxis, and suggest a possibility of further improvement in the separation efficiency by modifying the structure of the photo-clarifier.

Chắc đây là tài liệu có đủ thông tin cho lonxon tìm hiểu về điièu bạ thắc mắc đấy.

 

[Nguyễn Thu Hiền]

Lonxon nếu quan tâm đến lĩnh vực này , bạn có thể tham khảo các tài liệu sau:

1. " Biofiltration for air pollution control" của Joseph S.Devinny, Marc A. Deshusses and Todd S. Webster, 1998

2. " Exhaust Gas Purification" in Biotechnology của Ottengraf, 1986

3. Handbook of odor and VOC control của Skladany, 1998

4. Biotechniques for air pollution abatement and odour control Policies của Ottengraf, 1992

Tớ có tài liệu 1, 3 và 4 bằng tiếng anh , nếu lonxon muốn tớ có thể đưa lonxon mượn để photo.

Thân

 

[shortgun]

Phải giữ nhiệt độ của cả hệ thống lọc trong một khỏang nhất định thích hợp cho VSV chứ ? Theo tớ nếu nhiệt độ tăng thì phải giải nhiệt, ở quy mô lớn có lẽ đây cũng là một vấn đề ?

 

[Trần Hoàng Dũng]

Cám ơn bạn, thật ra nếu ở Vn thì có thể đã biết qua cuốn Công nghệ Sinh học Vi tảo, của tác giả nào thì tôi kô nhớ, chỉ nhớ là ngòai Hà Nội, trong đó có mấy chương nói về việc dùng tảo để xử lý chất thải. Tôi đọc nó lâu lắm rồi. Chiếu theo đó mà suy ra thì tảo hòan tòan sử dụng được trong biofiltration, chứ không thể nói là có lẽ, có thể gì cả.

Biofiltration có nền tảng từ những năm 1920, nhưng chỉ đến thập niên 1950 nó mới phát triển và từ đó đến nay 2 nước dùng nhiều nhất là Đức và Hà Lan. Mỹ kô khóai cái này.

 

[shortgun]

Trong nhiều lòai tảo nước mặn, lượng glycerol chiếm khá nhiều (tôi không nhớ là mấy phần trăm) nhưng vẫn chưa có ai dùng tảo để sản xuất glycerol cả, lonxon có biết tại sao không ?

 

[Nguyễn Thu Hiền]

Nếu có cả quá trình anaerobic thì bạn không thể nói một cách tổng quát sản phẩm tạo thành là CO2 được phải không ?

Biological treatment ( quá trình xử lý sinh học) thực ra là rất rộng. Khi mình post bài này lên để mọi người có thể hiểu thực chất quá trình lọc sinh học là gì ? Nó chỉ là những kiến thức cơ sỏ để mọi người làm quen với nó thôi. và phương trình mà lonxon đưa ra lonxon tóm chung nó là quá trình sinh học, nên nó chưa đủ. Ít nhất Biological treatment có đến ba loại reactor : biofilter, biotrickling filter và bioscrubber.

Giả sử không cố định VSV trên màng lọc mà sục khí thải qua lớp dung dịch có VSV thì có tốt hơn không (chỉ áp dụng với những khí thải tan trong nước) ?

Tại sao phải cầu kỳ thế? Thực chất thì trong biofiltration nó đã bao gồm hai pha rồi :

Chất khí bẩn đi qua màng lọc ( đệm lọc hay nguyên liệu lọc ) cùng ô xy và hấp thụ vào một màng chứa VSV/ pha lỏng (liquid) được gắn vào nguyên liệu lọc. VSV sẽ chuyển hóa chất bẩn thành CO2 và H2O

Bằng cách nào bạn cung cấp nhưng nguồn dinh dưỡng khác cho VSV được cố định trên màng lọc (ví dụ như N hay P) ?

có hai loại nguyên liệu được sử dụng để làm nguyên liệu lọc : tự nhiên và nhân tạo. Với nguyên liệu tự nhiên như đất, than bùn, phân compost bạn không cần phải cung cấp nguồn dinh dữong cho VSV. Tuy nhiên trong một số trường hợp để tăng hiệu quả quá trình người ta có thể cung cấp dinh dữong ban đàu cho quá trình này . Bạn có thể trộn lẫn MSB (Minimal salt basal Medium) với nguyên liệu lọc trước khi bạn start up hệ thống. Với nguyên liệu nhân tạo nhu thủy tinh, slicagen,... thì bạn phải cung cấp dinh dữong định kỳ cho hệ thống. Còn tiến trình cung cấp thì tùy từng hệ thống bioreactor bạn có thể sử dụng cung cấp theo những cách thích hợp.

 

[Nguyễn Thu Hiền]

Phải giữ nhiệt độ của cả hệ thống lọc trong một khỏang nhất định thích hợp cho VSV chứ ? Theo tớ nếu nhiệt độ tăng thì phải giải nhiệt, ở quy mô lớn có lẽ đây cũng là một vấn đề ?

Ừ tất nhiên rồi, thường thì điều kiện nhiệt độ tối ưu cho VSV hoạt động trong biofilter là 20-35oC. Tuy nhiên tùy từng chủng VSV mà ta có thể diều khiển cho VSV hoạt động tối ưu. Nhiệt độ cũng là một nhân tố ảnh hưởng mạnh mẽ đến hiệu quả quá trinh, bởi nó sẽ tác động trực tiếp đên VSV mà. Thế nên chắc chắn pải có cách để điều khiển nhiệt mà.

 

[shortgun]

Ít nhất Biological treatment có đến ba loại reactor : biofilter, biotrickling filter và bioscrubber.

Ối ối !!! Bluespring giải thích thêm một tý được không, từ hồi nào tới giờ tớ chỉ nghe nói có mấy lọai xử lý như kỵ khí, hiếu khí, yếm khí, quá trình thì có suspended growth và attached growth (trong cái này thấy có nhắc đến tricking fỉlter), reactor thì có UASB, EGSB, SBR ... chứ mấy cái này mới quá.

 

[Nguyễn Thu Hiền]

Trong biological treatment có ba loại reactor chủ yếu : biofilter, biotrickling filter và bioscrubber. Hay nói cách khác các reactor chính cho việc xử lý các chất thuộc pha khí bằng biological có 3 loại kể trên. Cơ chế loại bỏ chất bẩn cơ bản là giống nhau cho tất cả các dạng reactor, tuy nhiên, có sự khác biệt trong các pha của VSV, trong đó có thể là suspended hoặc fixed ( huyền phù lơ lửng hoặc cố định), và trạng thái của liquid, có thể là flowing hoặc stationary.
Reactor type Microorganism Water phase
Biofilter Fixed Stationary
Biotrickling filter Fixed Flowing
Bioscrubber Suspended Flowing

Đấy là sự khác biệt giữa các loại reactor đấy ạ. Ở đây, giữa anh em mình có sự vênh một chút ạ. Anh shortgun đề cập ở trên đấy là cách thức mà VSV hoạt động phân giải khí hay chất bẩn, còn em thì nói về reactor.

Chúc anh shortgun một ngày cuối tuần vui vẻ.

 

[shortgun]

To lonxon: hề hề người ta cần check IP chứ tớ thì chẳng cần ...

shortgun đã viết:
lonxon đã viết:
tớ đâu phải là chuyên gia về tảo mà hỏi tớ



Thế mà tớ tưởng bạn đang làm về di truyền của tảo


đấy, lầm lẫn là chổ đấy đấy.

To Bluespring: cám ơn cậu, weekend cũng gần hết rồi, thôi chúc cậu một tuần mới làm việc hiệu quả vậy. Có lẽ tớ nhầm, ý cậu nói là biological treatment cho khí thôi, còn tớ thì hiểu là cậu nói chung cho cả wastewater.

Đấy là sự khác biệt giữa các loại reactor đấy ạ. Ở đây, giữa anh em mình có sự vênh một chút ạ. Anh shortgun đề cập ở trên đấy là cách thức mà VSV hoạt động phân giải khí hay chất bẩn, còn em thì nói về reactor.

Chúc anh shortgun một ngày cuối tuần vui vẻ.