Phương pháp xử lý khí nhà kính N20 ppsx

Phương pháp xử lý khí nhà kính N20

Chi phí xử lý nước thải ô nhiễm nitơ có thể
giảm bớt trong tương lai nhờ phương pháp xử
lý nước thải thân thiện với môi trường dựa
trên mô hình toán học. Các nhà khoa học đất
ở Trung tâm Nghiên cứu môi trường
Helmholtz (UFZ) đã triển khai một mô hình
toán học mới có thể giúp xác định các điều
kiện tối ưu cho xử lý nước thải theo phương
pháp sinh học.

Sử dụng một nguyên tố đồng vị ổn định trong
tự nhiên là nitơ 15 (15N), mô hình toán học
cho đến nay được xem là mô hình chính xác
nhất, lần đầu tiên có thể tính chính xác lượng
N
2
sinh ra từ quy trình xử lý sinh hóa phức tạp
đối với quá trình oxi hóa amoni trong điều kiện
kị khí, khử nitơ và xác định nồng độ nền của
chúng trong khí quyển. Do đó, trong tương lai,
hiệu quả của các trạm xử lý nước thải kiểu
như trên sẽ được cải thiện đáng kể và tránh
được phát thải khí nhà kính dạng N
2
O (sản
phẩm phụ của của quá trình khử nitơ).

Nông nghiệp là một trong những nguồn chính
phát thải khí nhà kính N

2
O do sử dụng quá
mức các chất dinh dưỡng có nguồn gốc nitơ.
Ôxit nitơ N
2
O ít được biết đến hơn, nhưng
giống như khí nhà kính CO
2
, nó giữ vai trò
quan trọng trong biến đổi khí hậu. Mặc dù
nồng độ CO
2
trong khí quyển cao gấp khoảng
1000 lần so với ôxit nitơ nhưng oxit nitơ lại là
chất khí mạnh gấp 300 lần xét về hiệu ứng khí
nhà kính. Sự gia tăng nồng độ N
2
O trong khí
quyển một phần do đốt các loại nhiên liệu hóa
thạch, một phần lớn lượng phát thải N
2
O từ
hoạt động của con người do sử dụng quá mức
các chất dinh dưỡng có nguồn gốc nitơ.

Trong Chỉ thị Khung về Nước của châu Âu
(WFD) có yêu cầu phải giảm các chất dinh
dưỡng chứa nitơ trong các thủy vực nhằm
tránh sử dụng tối đa các loại phân đạm trong
nông nghiệp và đồng thời yêu cầu cải tiến các

công nghệ xử lý nước thải.

Trong các thử nghiệm xử lý nước thải bị
nhiễm nitơ vào những năm 90, quy trình xử lý
sinh học có khả năng phá vỡ các thành phần
chính của chất ô nhiễm nitơ trong nước thải
(gồm amon và nitrat) trong điều kiện hiếu khí.
Sản phẩm cuối cùng là phân tử nitơ trung tính
thân thiện với môi trường.

Việc sử dụng quy trình này để làm sạch nước
thải bị ô nhiễm nitơ có thể là giải pháp tương
lai cho xử lý nước thải đô thị không gây biến
đổi khí hậu. Ngoài ra, khác với các quy trình
xử lý nhờ vi khuẩn hiện nay, quy trình xử lý
sinh hóa kị khí anammox không phụ thuộc vào
các chất dinh dưỡng dạng hữu cơ, vì vậy sẽ
giảm chi phí xử lý.

Tuy nhiên, để triển khai có hiệu quả các hệ
thống xử lý nước thải, lần đầu tiên hai nhà
khoa học về thổ nhưỡng là Oliver Spott và
Florian Stange ở UFZ đã thành công trong
phát triển mô hình toán mới có thể tính toán
chính xác lượng N
2
từ anammox trong quá
trình khử nitơ và trong khí quyển.

Mô hình này dựa trên phân tích đồng vị ổn

định và trong tương lai có thể dùng để tạo ra
các điều kiện tối ưu trong phương pháp xử lý
vi sinh đối với nước thải ô nhiễm nitơ bằng
quy trình anammox. Về lâu dài, phương pháp
này cũng sẽ có thể giúp giảm chi phí xử lý
nước thải, tăng hiệu quả và tránh được các
phát thải N
2
O.

Sử dụng kỹ thuật đồng vị 15N và cách tiếp cận
toán học mới, hiện nay các nhà khoa học đã
có thể tính chính xác lượng N
2
phát thải từ đất
trong cả hai quá trình - khử và khử đồng thời
nitơ. Kết quả nghiên cứu gần đây nhất của hai
nhà khoa học người Anh đã đưa ra kết luận
ngạc nhiên: 92% lượng N
2
giải phóng nhờ vi
khuẩn có thể là do quá trình khử nitơ đồng
thời. Nếu các kết qủa ban đầu này được củng
cố và mở rộng trên các loại đất khác trên thế
giới thì sẽ tạo ra sự thay đổi hoàn toàn sự
hiểu biết của chúng ta hiện nay về các phát
thải N
2
từ đất.