Báo Cáo Chuyên đề Vai trò của công nghệ sinh học trong xử lý nước thải

Chương I. GIỚI THIỆU .1
1.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC .1
1.1.1. Thế giới .5
1.1.2. Việt Nam .7
1.2. HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI .10
1.3. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG XỬ
LÝ NƯỚC THẢI 10
Chương II. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI .11
2.1. KHÁI NIỆM NƯỚC THẢI .11
2.2. THÀNH PHẦN LÝ HÓA HỌC CỦA NƯỚC THẢI 12
2.2.1. Tính chất vật lý 12
2.2.2. Tính chất hóa học 13
2.3. CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM VÀ YÊU CẦU ĐỂ XỬ LÝ 13
2.3.1. Các thông số đánh giá .13
2.3.2. Yêu cầu xử lý 16
Chương III. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG XỬ
LÝ NƯỚC THẢI .19
3.1. PHÂN LOẠI CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC 19
3.1.1. Xử lý tự nhiên .19
3.1.2. Xử lý nhân tạo .23
3.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH 26
3.3. ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH LÊN MEN TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 28
3.4. VI SINH VẬT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI .30
3.4.1. Khái niệm vi sinh vật và tầm quan trọng của vi sinh vật 30
3.4.2. Vi sinh vật chỉ thị trong công trình xử lý nước thải 32
Chương IV. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC NƯỚC THẢI .35
4.1. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC KỊ KHÍ .35
4.1.1. Giới thiệu .35
4.1.2. Phân loại 38
4.1.3. Động học cho quá trình kỵ khí 42
4.2. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ 41
4.2.1. Giới thiệu .41
4.2.2. Phân loại 45
4.2.3. Động học cho quá trình hiếu khí .47
4.3. MÀNG SINH HỌC 50
4.3.1. Cấu tạo và hoạt động của màng 50
4.3.2. Những đặc tính sinh học .55
4.3.3. Những đặc tính sinh học về sự loại bỏ cơ chất .57
4.3.4. Ưu và khuyết điểm của màng .57
4.3.4.1. Ưu điểm 57
4.3.4.2. Khuyết điểm .60
Chương V. PHÂN LOẠI NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ .62
5.1. BẢN CHẤT QUÁ TRÌNH XỬ LÝ .62
5.2. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 62
5.3. NƯỚC THẢI SINH HOẠT .64
5.3.1. Thành phần tính chất .64
5.3.2. Phương pháp xử lý 69
5.3.3. Kết quả thu được .70
5.4. NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 71
5.4.1. Thành phần tính chất .71
5.4.2. Phương pháp xử lý 74
5.4.3. Kết quả thu được .74
5.5. NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ .75
5.5.1. Thành phần tính chất .75
5.5.2. Phương pháp xử lý 76
5.5.2.1. Xử lý sinh học để làm sạch BOD .76
5.5.2.2. Loại bỏ Nitrat bằng sinh học 78
5.5.2.3. Loại bỏ Phosphat bằng sinh học 79
5.5.3. Kết quả thu được .79
Chương VI. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH HÓA MỸ PHẨM .80
6.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH MỸ PHẨM 80
6.1.1. Định nghĩa .80
6.1.2. Phân loại 80
6.2. NGUYÊN LÝ SẢN XUẤT MỸ PHẨM .81
6.3. NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT MỸ PHẨM .82
6.3.1. Chất hoạt động bề mặt .83
6.3.2. Phẩm màu dùng trong mỹ phẩm .83
6.3.3. Dầu mỡ 84
6.4. QUY TRÌNH SẢN XUẤT .85
6.4.1. Sản xuất xà phòng tắm 85
6.4.2. Sản xuất dầu gội đầu .86
6.4.3. Sản xuất sữa tắm .87
6.5. THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI 88
6.6. HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỸ PHẨM .88
6.6.1. Sơ đồ quy trình và các phương pháp xử lý .88
6.6.2. Ảnh hưởng của quá trình xử lý sinh học kị khí nước thải mỹ phẩm 90
6.7. Kết quả xử lý 91
Chương VII. KẾT LUẬN .92
III.1. Lợi ích của Công nghệ sinh học với đời sống con người 92
III.2. Đề xuất một số biện pháp để làm giảm lượng nước thải trong sản xuất
và sinh hoạt .93

Chương I. GIỚI THIỆU
1.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC.
Như chúng ta đã biết, từ xưa con người đã biết tới Công nghệ sinh học. Ví dụ
như lên men để tạo ra rượu. Tuy lúc đó con người chưa biết hiện tượng đó là gì họ
chỉ làm theo bản năng hay “cha truyền con nối”. Nhưng điều đó cũng đã hình thành
và thôi thúc họ tìm tòi học hỏi. Công nghệ sinh học bắt đầu từ sự nghiên cứu các vật
nuôi và cây trồng, phức tạp và đẹp đẽ ngay từ những nét nhỏ nhất của chúng. Từ khi
giống cây trồng đầu tiên được phát triển thông qua lai tạo do Thomas Fairchild vào
năm 1719, cho đến khi Mendel tìm ra định luật di truyền vào năm 1866, xây dựng
nền tảng di truyền học. Có thể coi Mendel là người đặt nền móng cho những nghiên
cứu quá trình phát triển tiến hóa của sinh giới ở mức độ vi mô. Phát minh của ông
đã đặt nền móng cho di truyền học. Tiếc rằng phát hiện này của ông đăng trên một
tạp chí địa phương, dù có mặt ở các thư viện lớn của châu Âu thời ấy, lại không
được ai để ý tới. Cho tới khi cuộc “Cách mạng xanh” ra đời đã giúp đẩy lùi nạn đói
trên toàn cầu trong giai đoạn nửa cuối thế kỷ 20, thời điểm dân số bùng nổ mạnh ở
các nước kém phát triển. Nhờ cuộc “Cách mạng xanh”, từ năm 1960 – 1990 sản
lượng nông nghiệp trên toàn thế giới đã tăng gấp đôi, cứu sống khoảng 1 tỉ người ở
những nước đang phát triển khỏi nguy cơ chết đói. Nhà khoa học Mỹ Norman
Borlaug chính là cha đẻ của cuộc cách mạng đó.
Kể từ cuộc “Cách mạng xanh”, vai trò của Công nghệ sinh học đã được toàn thể
giới chú ý đến. Đầu những năm 1980, đã bắt đầu hình thành công nghệ sinh học
hiện đại là lĩnh vực công nghiệp sử dụng hoạt động sinh học của các tế bào đã được
biến đổi di truyền. Các nước có nền công nghiệp mới thì từ những năm 85 và các
nước đang phát triển trong khu vực thì chủ yếu từ những năm 90 trở lại đây. Đến
nay hầu hết ở các nước Công nghệ sinh học đều được coi là một hướng khoa học
công nghệ ưu tiên đầu tư và phát triển.
Quá trình phát triển công nghệ sinh học qua ba cuộc cách mạng:
Cách mạng sinh học lần thứ nhất (đầu thế kỷ 20): sử dụng quá trình lên men
để sản xuất các sản phẩm như acetone, glycerine, citric acid, riboflavin .
Cách mạng sinh học lần thứ hai (sau thế chiến thứ 2): sản xuất kháng sinh,
các sản phẩm lên men công nghiệp như glutamic acid, các polysaccharide. Trong
đó, có các thành tựu về đột biến, tạo các chủng vi sinh vật cho năng suất và hiệu quả
cao, phát triển các quá trình lên men liên tục và phát hiện phương pháp mới về bất
động enzyme để sử dụng nhiều lần .
Cách mạng sinh học lần thứ ba (bắt đầu từ giữa thập niên 1970): với các phát
hiện quan trọng về enzyme cắt hạn chế, enzyme gắn, sử dụng plasmid làm vector
tạo dòng, đặt nền móng cho một nền công nghệ sinh học hoàn toàn mới đó là công
nghệ DNA tái tổ hợp.
Ngoài ra, có thể hiểu công nghệ sinh học hình thành và phát triển qua 4 giai
đoạn:
Giai đoạn 1:
Hình thành rất lâu trong việc sử dụng các phương pháp lên men vi sinh vật để
chế biến và bảo quản thực phẩm, ví dụ sản xuất pho mát, dấm ăn, làm bánh mì,
nước chấm, sản xuất rượu bia Trong đó, nghề nấu bia có vai trò rất đáng kể. Ngay
từ cuối thế kỷ 19, Pasteur đã cho thấy vi sinh vật đóng vai trò quyết định trong quá
trình lên men. Kết quả nghiên cứu của Pasteur là cơ sở cho sự phát triển của ngành
công nghiệp lên men sản xuất dung môi hữu cơ như aceton, ethanol, butanol,
isopropanol vào cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20.
Giai đoạn 2:
Nổi bật nhất của quá trình phát triển công nghệ sinh học trong giai đoạn này là
sự hình thành nền công nghiệp sản xuất thuốc kháng sinh penicillin, khởi đầu gắn
liền với tên tuổi của Fleming, Florey và Chain (1940). Trong thời kỳ này đã xuất
hiện một số cải tiến về mặt kỹ thuật và thiết bị lên men vô trùng cho phép tăng đáng
kể hiệu suất lên men. Các thí nghiệm xử lý chất thải bằng bùn hoạt tính và công
nghệ lên men yếm khí tạo biogas chứa chủ yếu khí methane, CO2 và tạo nguồn phân
bón hữu cơ có giá trị cũng đã được tiến hành và hoàn thiện.
Giai đoạn 3:
Bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ 20, song song với việc hoàn thiện các quy
trình công nghệ sinh học truyền thống đã có từ trước, một số hướng nghiên cứu và
phát triển công nghệ sinh học đã hình thành và phát triển mạnh mẽ nhờ một loạt
những phát minh quan trọng trong ngành sinh học nói chung và sinh học phân tử
nói riêng. Đó là việc lần đầu tiên xác định được cấu trúc của protein (insulin), xây

TÀI LIỆU KHAM KHẢO
1. Th.S. Lâm Vinh Sơn. Kỹ thuật xử lý nước thải. NXB Xây dựng.
2. PGS.TS. Lương Đức Phẩm. Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh
học. NXB Giáo Dục.
3. Hoàng Huệ. Xử lý nước thải. NXB Xây dựng, Hà Nội, 1996.
4. Trần Hiếu Nhuệ. Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp. NXB Khoa học
– Kỹ thuật, Hà Nội, 1999.
5. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga. Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. NXB
Khoa học – Kỹ thuật, 2005.
6. Trần Đức Hạ. Xử lý nước thải đô thị. NXB Khoa học – Kỹ thuật, 2006.
7. TS. Lê Quốc Tuấn. Bài giảng Xử lý sinh học chất thải. Đại học Nông Lâm
TP. HCM.
8. PGS. TS. Nguyễn Văn Phước. Giáo Trình Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt Và
Công Nghiệp Bằng Phương Pháp Sinh Học. NXB Xây dựng.
9. Đặng Quốc Thảo Nguyên. Luận văn Xử lý nước thải mỹ phẩm bằng công
nghệ sinh học. Đại học Bách Khoa TP. HCM.
10. Trang wed tham khảo:
http://khoasinh.com
http://dantri.com.vn
http://www.shtp.hochiminhcity.gov.vn
http://www.nea.gov.vn
http://thietbiloc.com
http://www.tapchicongnghiep.vn
http://khoahoc.com.vn
http://tintuc.xalo.vn
http://www.sinhhocvietnam.com
http://www.giaoducsuckhoe.net
http://www.ctu.edu.vn
http://www.ngoinhachung.net
http://xulymoitruong.com