Bùn: Nguồn thải hay nguồn tái tạo năng lượng và thu hồi tài nguyên

Các từ viết tắt MFC: microbial fuel cells nhiên liệu tế bào vi sinh  AD: anaerobic digestion phân hủy yếm khí  HRT: hydraulic retention time thời gian lưu nước  OLR: organic loadin

Đề tài 2:

Bùn: Nguồn thải hay nguồn tái tạo năng lượng và thu

hồi tài nguyên

Nhóm 20: Nguyễn Kim Chi 1022033

Lê Thị Phương Thảo 1022272

Lý Thị Thu 1022287

Các từ viết tắt

 MFC: microbial fuel cells (nhiên liệu tế bào vi sinh)

 AD: anaerobic digestion (phân hủy yếm khí )

 HRT: hydraulic retention time (thời gian lưu nước )

 OLR: organic loading rate (tỉ lệ tải trọng hữu cơ)

 SCWO: supercritical water oxidation (quá trình oxy hóa nước siêu tới hạn)

 SRT: sludge retention time (thời gian lưu bùn)

 AOP: advanced oxidation process (quá trình oxy hóa bậc cao )

 USEPA: United States Environmental Protection Agency ( Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kì)

 WWTP: wastewater treatment plant (nhà máy xử lý nước thải)

Giới thiệu

Đặc tính bùn

Kỹ thuật thu hồi tài nguyên

Năng lượng và tài nguyên thu hồi

Kịch bản toàn cầu

Hiện trạng xử lý bùn tại Việt Nam

Kết luận

Nội dung

Tiêu chuẩn nghiêm ngặt + nhu cầu năng lượng + chi phí  thu hồi tài nguyên năng lượng từ bùn

thải.

Bùn thải  năng lượng + dinh dưỡng

Vấn đề thảo luận: các loại tài nguyên có thể thu hồi + phương pháp + yếu tố tham gia + giai đoạn ứng dụng + ưu nhược điểm.

Tổng quan

Bùn thông thường được xử lý bằng thiêu đốt, chôn lấp, thải ra biển hoặc điều hòa đất trong nông nghiệp.

Hiện tại, bùn đang được nghiên cứu tái sử dụng để thu hồi tài nguyên và năng lượng.

Hai thành phần trong bùn mà về mặt kỹ thuật và kinh tế khả thi để tái chế là những dưỡng chất (chủ yếu là nitơ và phospho) và năng lượng (carbon).

1 Giới thiệu

Bùn thải thứ cấp

Thông số Bùn sơ cấp Bùn hoạt tính

3 Kỹ thuật thu hồi tài nguyên

 Phân hủy kỵ khí (Anaerobic digestion)

 Đốt và đồng đốt (Incineration and co-incineration)

 Khí hóa (Gasification)

 Nhiệt phân (Pyrolysis)

 Quá trình oxy hóa không khí ẩm (Wet air oxidation)

 Quá trình oxy hóa ẩm siêu tới hạn (Supercritical wet oxidation)

 Xử lý thủy nhiệt (Hydrothermal treatment)

Các con đường thu hồi tài nguyên từ bùn thải

Bảng 2: các công nghệ thu hồi nguồn tài nguyên

4 thu hồi năng lượng và tài nguyên

 Thu hồi khí sinh học từ phân hủy kị khí

 Thu hồi chất chất dinh dưỡng

 Thu hồi kim loại nặng

 Sản xuất nhiên liệu sinh học

 Sản xuất vật liệu xây dựng

 Sản xuất điện từ tế bào vsv (MFC)

 Nhựa sinh học

 Hấp thụ sinh học

 Thuốc trừ sâu sinh học

 Các nguồn khác

4.1 Thu hồi khí sinh học từ phân hủy kị khí

Cách khác nhau của việc sử dụng khí sinh học sau khi tinh chế thích hợp và xử lý cần thiết

4.2 Thu hồi chất dinh dưỡng

 Trong bùn có chứa nhiều N và P thu hồi

 Phương pháp: vật lí + hóa học + nhiệt  hòa tan P  kết tủa.

 Công nghệ :OSTARA, Seaborn, Crystalactors.

 Nhược điểm: chi phí vận hành cao hơn so với việc khai thác trực tiếp

Thành phần

• Kim loại nặng nguồn

nước ngầmsức khỏe con

4.4.Sản xuất nhiên liệu sinh học

 Nguyên liệu: sinh khối từ bùn thải

 Phương pháp: nhiệt phân bùn

 Sản phẩm: khí hidro, khí tổng hợp, dầu sinh học, dầu diesel sinh học

4 5.Sản xuất vật liệu xây dựng

 Sản phẩm: gạch nung, xi măng, vật liệu thô nhân tạo…

 Phương pháp: nung trong lò sản xuất

4.6 Sản xuất điện từ tế bào VSV (MFC)

Anot: CH3COO- + 2H2O vsv→ 2CO2 + 7H+ +

8e-Catot: O2 + 4e- + 4H+ → 2H2O

 Phụ thuộc vào pH, chất nền,loại vi khuẩn…

 Điện thế khoảng vài trăm mV Mật độ điện năng khoảng 50-100W/m3

4.7 Nhựa sinh học

 Polyhydroxyalkanoates (PHA) là polyester của acid hydroxyalkan,

 PHA sản xuất bởi bùn hoạt tính không tinh khiết.

 Khả năng tích lũy PHA: 20-30% cho bùn hiếu khí tuyệt đối, 17-57% cho bùn thiếu khí

và 33-50% cho bùn kị khí

Sấy khô ở 1050C

Ngâm với H2SO4

Nhiệt phân dưới nitơ trơ

Pha loãng với HCl Nghiền thành bột

4.8 Hấp thụ sinh học

4.9 Thuốc trừ sâu sinh học

 Vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt)  nông học, lâm nghiệp và y tế công cộng

 Phương pháp sản xuất: lên men bùn thu hồi sản phẩm / thu hoạch  hoàn thành sản phẩm

 Các yếu tố ảnh hưởng : pH, oxy hòa tan (DO), nồng độ chất rắn và nguồn bệnh, loại bùn.

• Phân bón AACTE

• axit axetic, axit fomic, axit

propionic

• Phản ứng hóa học, thương mại

• Thức ăn gia súc

Protein

Enz ym e

Phân bón sinh học

Axi

t

dễ bay hơi

4.10 Các nguồn khác

Kịch bản toàn cầu

Nhật Bản

Thụy Điển

Hoa Kỳ

Chưa có một con số thống kê chính + chưa ban hành định mức kĩ thuật cho công

tác xử lí bùn.

Xử lí sơ bộ hoặc thải thẳng ra bãi chôn lấp hay các địa điểm không xác định  ô nhiễm môi trường cực kì nghiêm trọng.

Không được đầu

tư kinh phí

6.Vấn đề bùn thải ở Việt Nam

7 Thảo luận và kết luận

 Quản lý bùn dư thừa là một mối quan tâm lớn, và do các yếu tố kinh tế-xã hội và môi trường quyết định

 Bùn thải đã được xử lý trong một số cách để khôi phục lại giá trị gia tăng sản phẩm khác nhau

 Kim loại nặng là những yếu tố chính hạn chế việc sử dụng bùn cho các ứng dụng trong đất.

 Tính khả thi là một vấn đề cần quan tâm

Bảng 3: Tổng quan hiện trạng công nghệ thu hồi nguồn tài nguyên từ bùn.

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý

LẮNG NGHE!