Thuyết trình Bùn: Nguồn thải hay nguồn tái tạo năng lượng và phục hồi tài nguyên

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)

Đề tài 2:

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

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)

Nội dung

1 Giới thiệu

2 Đặc tính bùn

3 Kỹ thuật thu hồi tài nguyên

4 Năng lượng và tài nguyên thu hồi

5 Kịch bản toàn cầu

6 Hiện trạng xử lý bùn tại Việt Nam

7 Kết luận

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 cống

•Hỗn hợp đồng nhất phức

tạp của VSV, chất hữu cơ

khó phân hủy, vật liệu vô cơ

Bùn thải thứ cấp

•Quá trình xử lý sinh học

nước thải chứa các tế bào chủ yếu là vi khuẩn, vật liệu hữu cơ cao phân tử phức tạp

2 Đặc tính bùn

Thông số Bùn sơ cấp Bùn hoạt tính

3 Kỹ thuật thu hồi tài nguyên

Các phương pháp thu hồi tài nguyên từ bùn:

 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 thu hồi: sử dụng phương pháp vật lí-hóa học và nhiệt để hòa tan P, sau đó

thu hồi bằng phản ứng kết tủa

 Một số công nghệ đang được sử dụng :OSTARA, Seaborn, Crystalactors.

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

4.3.Thu hồi kim loại nặng

 Thành phần: bùn thải chứa nhiều kim loại nặng có nguy cơ ảnh hưởng tới nguồn nước ngầm, sức khỏe con ngườiphải xử lí trước khi thải bỏ

 Phương pháp thông thường: trích li các ion kim loại hoặc ổn định chúng ở thể rắn

 Phương pháp hiện đại: sử dụng vi sóng kết hợp lọc acid

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

 Phản ứng sinh học MFC có thể tạo ra điện từ electron đi từ anot sang catot bên ngoài

mạch

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

 Điện thế của nhiên liệu sinh học tế bào bình thường 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 của bùn là 20-30% cho bùn hiếu khí tuyệt đối, 17-57% cho bùn thiếu khí và 33-50% cho bùn kị khí

4.8 Hấp thụ sinh học

 Là một phương pháp sinh thái thân thiện, hiệu quả và chi phí thấp

 Chất thải bùn hoạt tính được xem như một chất hấp thụ sinh học tốt cho việc loại bỏ các ion kim loại nặng từ nước thải công nghiệp

 Sản xuất bằng cách kích hoạt hóa học tẩm H2SO4 rồi nhiệt phân

 Phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt độ nhiệt phân, thời gian, và các chất hóa học cụ thể của các tiền chất bùn

4.9 Thuốc trừ sâu sinh học

 Vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) là thuốc trừ sâu sinh học rất hiệu quả được sử dụng rộng

rãi trong 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 đến quá trình sản xuất thuốc trừ sâu sinh học: pH, oxy hòa tan (DO),

nồng độ chất rắn và nguồn bệnh, loại bùn

 Protein

 Thành phần chính của bùn thải là protein và carbohydrate

 Protein thu hồi tối đa 80,5% ở một pH tối ưu 3.3

 Amoni sunfat (40%) là chất keo tụ cho phục hồi protein hiệu quả tối đa nhất 91%

 Các sản phẩm thu hồi bao gồm tất cả các axit amin cần thiết có thể bổ sung vào thức ăn gia súc

 Phân bón hóa học

 Phân bón chứa các nguyên tố vi lượng axit amin (AACTE) được coi là một phân bón thân thiện môi trường cho bông, hoa quả và cây công nghiệp khác

 Các vi khuẩn protein trong bùn thải đã được tách ra để tạo ra phân bón AACTE

 Điều kiện thủy phân tối ưu để tách protein từ bùn thải là pH 0,5, nhiệt độ 121oC trong 5h.

 Acid dễ bay hơi

Một số axit dễ bay hơi như axit axetic, axit fomic và axit propionic có thể được thu hồi từ bùn thải sử dụng phân hủy sinh học kị khí, hoặc quá trình nhiệt như quá trình oxy hóa không khí ẩm

để sản xuất hóa chất

g n hữn

g n ước tiê

n p hon

g tr ong sả

n x uất vậ

t li

ệu xây dự

ng

từ bùn th ải

g k

hí s inh họ

c c

ó n guồ

n g

ốc

từ bùn nh

ư d ạng nh iên li

ệu sin

h h

ọc tro

ng lĩn

h v

ực gia

o

thô

ng vận tả i.

ục hồi nă

ng lượ

ng khá

c n hau đa

ng đượ

c s

ử d ụng

5 Kịch bản toàn cầu

nh học th

u h

ồi t

ừ b

ùn thả

i là m

ột c ách rấ

t p

hổ biế

n đ

ể p hục hồ

i tà

i n guy ên.

n th ải.

Anh

•

Chí

nh phủ đề xu

ất t

ạo

ra 20%

sả

n lư ợng đi

ện

từ các ng uồn nă

ng lượ

ng tái tạ

o v

ào năm 20 20.

Chưa có một con số thống

kê chính thức khối lượng,

loại bùn thải và cũng chưa

ban hành định mức kĩ thuật

cho công tác xử lí bùn thải.

Chỉ được xử lí sơ bộ hoặc thải thẳng ra bãi chôn lấp hay các địa điểm không xác định gây ô nhiễm môi trường cực kì nghiêm trọng

Kinh phí cho các dự án xử

lí bùn không được đầu tư

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

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

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý

LẮNG NGHE!