Giáo án chuyên đề Sinh học 10 cánh diều Bài 13: Công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong thu hồi khí sinh học và xử lí chất thải rắn

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành các nhóm 4 – 5 HS, yêu cầu các nhóm đọc thông tin mục I (SCĐ tr.81 – 83) để tìm hiểu về công nghệ thu hồi khí sinh học.

- GV sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn, hướng dẫn các nhóm thảo luận và hoàn thành phiếu học tập (Phiếu học tập ở phần Hồ sơ học tập).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- Các nhóm nghiên cứu thông tin SGK, thảo luận để trả lời các câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

GV mời đại diện các nhóm trình bày kết quả thảo luận trước lớp, các nhóm khác nhận xét, bổ sung ý kiến (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

GV nhận xét câu trả lời của HS, chuẩn kiến thức và chuyển sang nội dung tiếp theo.

I. CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT TRONG XỬ LÍ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

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

- Gồm 3 giai đoạn: chuẩn bị nguyên liệu, lên men methane và thu hồi khí sinh học.

* Hướng dẫn trả lời câu hỏi:

Câu 1.

- Khí sinh học là một nguồn năng lượng tái sinh; hỗn hợp khí gồm 55-65% methane (CH4),  35 – 45% CO2, 1 – 3% các khí khác, được sinh ra từ quá trình phân giải kị khí các hợp chất hữu cơ nhờ các nhóm VSV khác nhau.

Câu  2. Các giai đoạn hình thành khí sinh học:

+ Giai đoạn thủy phân

+ Giai đoạn acid hóa

+ Giai đoạn acetate hóa

+ Giai đoạn methane hóa

Câu 3. Các nguyên liệu có thể sử dụng để lên men tạo khí sinh học:

+ Các loại bùn từ ao tù, đầm lầy, cống rãnh, bùn trong xử lí nước thải bậc một và bậc hai. 

+ Các loại phân hữu cơ: các loại phân gia súc, gia cầm,... 

+ Các loại nước thải

+ Các loại phế phẩm, phụ phẩm từ nông nghiệp như rơm rạ, thân cây ngô, đậu, mùn cưa, trấu, vỏ cà phê,... 

Câu 4.

- Các giai đoạn của công nghệ lên men thu hồi khí sinh học:

+ Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu;

+ Giai đoạn lên men methane;

+ Giai đoạn thu hồi khí.

- Vi sinh vật lên men sẽ được bổ sung vào bể lên men.

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm, nghiên cứu nội dung mục II (SCĐ tr.83 – 85) để tìm hiểu về công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong xử lí chất thải rắn.

- GV giới hạn thời gian đọc thông tin cho các nhóm là 5 phút, liệt kê các thông tin chính, sau đó đưa ra hệ thống câu hỏi để HS trả lời và khắc sâu kiến thức:

1. Nêu đặc điểm của chất thải rắn. Kể tên một số chất thải rắn em thường gặp.

2. Liệt kê một số phương pháp xử lí chất thải rắn thường được sử dụng hiện nay.

3. Quan sát Hình 13.5, kết hợp với những kiến thức vừa nghiên cứu, cho biết quy trình xử lí rác thải rắn thành phân hữu cơ gồm mấy giai đoạn? Trình bày ý nghĩa của mỗi giai đoạn trong quá trình sản xuất phân hữu cơ từ rác thải sinh hoạt.

- GV tổ chức cho các nhóm trả lời dưới hình thức thi đua, nhóm nào đưa ra câu trả lời nhanh và chính xác sẽ được cộng điểm vào điểm hệ số  1.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ kết hợp quan sát các sơ đồ, làm việc cá nhân, suy nghĩ trả lời câu hỏi, sau đó thảo luận nhóm để thống nhất câu trả lời.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS khi cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV yêu cầu đại diện các nhóm trình bày kết quả thảo luận.

- GV khuyến khích các nhóm đặt câu hỏi để làm rõ nội dung bài học.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét câu trả lời của HS, chuẩn kiến thức.

- GV hướng dẫn HS đọc mục Em có biết (SGK tr.59) và chuyển sang nội dung tiếp theo.

II. CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG XỬ LÍ CHẤT THẢI RẮN

Ủ phân hữu cơ trong điều kiện hiếu khí hoặc kị khí là một trong những phương pháp xử lí rác thải rắn nhờ VSV để tạo ra sản phẩm phân bón.

- Quy trình sản xuất phân hữu cơ gồm 3 giai đoạn:

+ Chuẩn bị nguyên liệu;

+ Ủ rác thải;

+ Thu hồi và hoàn thành sản phẩm.

* Hướng dẫn trả lời câu hỏi:

Câu 1.

- Đặc điểm của chất thải rắn: + Đa dạng về chủng loại, bao gồm rác thải sinh hoạt, rác thải xây dựng, chất thải thông thường từ công nghiệp và nông nghiệp;

+ Thành phần gồm: các chất hữu cơ, vô cơ và nhiều nhóm VSV

- Một số chất thải rắn thường gặp: giấy, nhựa, sắt thép phế liệu thừa, nhôm, đồng, thực phẩm,...

Câu 2. Một số phương pháp xử lí chất thải rắn:

+ Chôn lấp;

+ Đốt;

+ Thải trực tiếp ra sông hồ;

+ Sử dụng công nghệ VSV.

Câu 3. Quy trình sản xuất phân hữu cơ gồm ba giai đoạn:

+ 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.