THUYẾT TRÌNH CHIẾU XẠ SÓNG NGẮN MỘT HƯỚNG ĐI BỀN VỮNG CHO XỬ LÝ BÙN VÀ THU HỒI TÀI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG
LỚP 10CMT

CHỦ ĐỀ 7:

CHIẾU XẠ SÓNG NGẮN
MỘT HƯỚNG ĐI BỀN VỮNG CHO XỬ LÝ BÙN

VÀ THU HỒI TÀI NGUYÊN


1
2

3
4

TỔNG QUAN
Sơ nét về bài báo cáo
Ứng dụng kỹ thuật MW vào xử lý bùn thải
2.1 Hòa tan bùn
2.2 Tăng cường phân giải kị khí
2.3 Tách nước, loại bỏ vi sinh vật gây bệnh
2.4 Tiền xử lý kết hợp đối với bùn thải
2.5 Thu hồi năng lượng
Đánh giá
Kết luận

NỘI DUNG BÁO CÁO

KEY WORDS
Microwave (MW) irradiation : chiếu xạ vi sóng
Polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs), polychlorinated biphenyl
(PCB)
Waste activated sludge (WAS)
Soluble chemical oxygen demand (SCOD)
Decreases in specific resistance to filtration (SRF)
Enhanced advanced oxidation process (AOP)
Bio-fuel
Bio-oil


TỔNG QUAN
- Các phương pháp xử lý bùn thông thường hiện nay: thiêu hủy, chôn
lấp, thả xuống biển…
- Ứng dụng mới kỹ thuật MW vào quá trình xử lý bùn thải, do sức làm
nóng nhanh chóng và khả năng chọn lọc.
- Cung cấp các ứng dụng linh hoạt của kỹ thuật chiếu xạ vi sóng vào
trong xử lý bùn. Các ưu điểm và nhược điểm của kỹ thuật vi sóng.
- Hiệu quả về kinh tế và việc thu hồi tài nguyên khi ứng dụng kỹ
thuật MW trong xử lý bùn thải.
- Hướng nghiên cứu trong tương lai nhằm sử dụng tốt hơn năng lượng
MW.


I. Sơ nét về bài báo cáo
1.1 Hiện trạng

Vấn đề thực tế

Bùn thải đang ngày càng tăng lên vầ gặp
nhiều vấn đề trong quản lý

Các phương
pháp XL thông
thường

Chôn lấp, thả xuống biển, thiêu đốt…
Làm compost  giải pháp tốt nhưng còn nhiều
hạn chế

Phương pháp
giảm thiểu

Giảm thiểu bùn trong dòng nước thải
Giảm thiểu bùn bằng phương pháp tiền xử lý nhiệt để
nâng cao sự thủy phân bùn trước khi phân hủy kị khí
Giảm thiểu bùn bằng phương pháp thiêu hủy và nhiệt
phân


I. Sơ nét về bài báo cáo
1.1 Hiện trạng
Chiếu xạ vi sóng trở thành một hướng mới để ứng dụng
trong xử lý bùn thải


I. Sơ nét về bài báo cáo
1.2 Nguyên lý chiếu xạ vi sóng MW

Hình 1.1: Quang phổ điện từ


I. Sơ nét về bài báo cáo
1.2 Nguyên lý chiếu xạ vi sóng MW

Làm nóng bằng kỹ thuật MW

Làm nóng thông thường

Cơ chế:
-Ảnh hưởng nhiệt
-Không ảnh hưởng
nhiệt

MW phát ra năng lượng thông qua
việc sắp xếp lại lưỡng cực các phân tử
trong vật chất.
Các phân tử dao động và va chạm
vào nhau, tạo thành chuyển động
nhiệt.


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.1 Hòa tan bùn

- MW có khả năng phá vỡ những hạt bùn và giảm chất hữu cơ trong pha

hòa tan
- Thủy phân các thành phần chất hữu cơ chính được tìm thấy trong bùn
là carbohydrates, proteins và lipid.
Bảng 2.1 Sự khác nhau của Tiền xử lý bằng MW trong hòa tan
bùn


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.1 Hòa tan bùn


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.2 Tăng cường quá trình phân hủy kị khí

- Sóng MW là bước tiền thủy phân hiệu quả và nâng cao cho
quá trình phân hủy kị khí của WAS.


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.3 Tăng cường quá trình phân hủy kị khí

-Sóng MW là bước tiền thủy phân hiệu quả và nâng cao cho quá
trình phân hủy kị khí của WAS
- Tiền xử lý MW có tác dụng đối với quá trình phân hủy kị khí WAS

•Giảm VS
•Tăng sự loại bỏ COD
•Giảm thời gian phản ứng và tăng hàm lượng methane tạo ra
trong quá trình kị khí


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.3 Loại bỏ vi sinh vật gây bệnh

•Kĩ thuật sóng siêu âm có khả năng phá hủy đáng kể nhữtng tác nhân gây
bệnh ở nhiệt độ xử lý 70-1000C và tạo ra lượng bùn an toàn cho môi trường
•Cơ chế : chiếu xạ MW tấn công vào màng tế bào của vi khuẩn và làm giảm sự
hoạt động của chúng.


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.4 Tiền xử lý kết hợp đối với bùn thải
2.4.1. Kết hợp MW- KIỀM/ACID

Bảng 5 : Ảnh hưởng của quá trình tiền xử lý MW- KIỀM đối với hòa tan bùn


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.4 Tiền xử lý kết hợp đối với bùn thải

2.4.1. Kết hợp MW- KIỀM/ACID

 Ảnh hưởng của quá trình tiền xử lý MW- KIỀM đối với hòa tan bùn
- Phương pháp xử lý bằng nhiệt và nhiệt hóa học thông thường đối với
WAS tiêu tốn một một lượng thời gian lớn. Do vậy phương pháp xử lý
kết hợp chiếu xạ MW- hóa học là một phương pháp hiệu quả để xử lý
bùn
- Lượng COD hòa tan tăng lên khi tiền xử lý bùn với chiếu xạ MW kết
hợp với dung dịch NaOH
• Giảm VSS, TS, TCOD
•Tăng quá trình phân hủy kị khí
• Giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí xử lý để xử lý bùn hiệu quả


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.4 Tiền xử lý kết hợp đối với bùn thải

2.4.2. Chiếu xạ MW kết hợp với quá trình oxy hóa nâng cao (MW/ H2O2 –AOP)
Bảng 6 : tổng kết các kết quả của các công trình đã được tiến hành nghiên cứu ảnh
hưởng của quá trình tiền xử lý MW- AOP đối với quá trình hòa tan bùn


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.5 Thu hồi nguồn tài nguyên
2.5.1. Dinh dưỡng

- Bùn thải chứa một lượng đáng kể các chất dinh dưỡng, đặc biệt là photpho và
nito
- Sự phân hủy và hòa tan của sinh khối bùn và biến đối của chúng thành
ammonia và photphate, có thể được ứng dụng trực tiếp đối với đất
Bảng 7: Ảnh hưởng của tiền xử lý MW đến thu hồi chất dinh dưỡng


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.5 Thu hồi nguồn tài nguyên
2.5.1. Thu hồi kim loại nặng

Hầu hết các ion kim loại nặng trong bùn ( Cr, Zn, Cu, Ni, Cd, Pb, Cr) có thể
thu hồi bằng cách chiết tách bằng acid
Năng lượng MW có tiềm năng thu hồi kim loại nặng bằng các phương
pháp như : làm nóng, sấy khô, rỉ, phơi khô, nung chảy, quản lý bùn thải


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.5 Thu hồi nguồn tài nguyên
2.5.1. Thu hồi kim loại nặng

Bảng 8 : Ảnh hưởng của chiếu xạ MW đối với thu hồi kim loại nặng


II. Ứng dụng kỹ thuật MW vào XL bùn
thải

2.5 Thu hồi nguồn tài nguyên
2.5.1. Cố định kim loại nặng

Bảng 9 : Ảnh hưởng của xử lý MW đối với quá trình cố định kim loại
nặng


III. Đánh giá
3.1 Ưu nhược điểm

Ưu điểm
- Giải pháp thay thế nhanh và hiệu quả cho các phương pháp thông
thường
- Khả năng gia nhiệt nhanh chóng và kiểm soát được quá trình gia
nhiệt
- Cải thiện về chất lượng sản phẩm

Hạn chế

- Sự mở rộng và phát triển gặp nhiều khó khăn
- Ứng dụng vào quy mô Công nghiệp còn chưa được phát triển


III. Đánh giá
3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới MW


IV. Kết luận
4.1 Việc áp dụng ở Việt Nam

Việc áp dụng kỹ thuật này tại Việt Nam là rất triển vọng, nhằm tiết
kiệm nguồn tài nguyên, tạo hiệu quả kinh tế cao.
Nhưng bên cạnh đó còn gặp nhiều trở ngại do trình độ kỹ thuật
cogno nghệ tại Việt Nam chưa phát triển, chưa có khả năng mỡ rộng
thành quy mô lớn


IV. Kết luận
4.2 Các hướng nghiên cứu trong tương lai
- Thiết kế hệ thống và sự phát triển hạn chế đối với
việc áp dụng rộng rãi công nghệ MW đến quá trình công
nghiệp.
- Thông số vận hành: như đặc tính vật liệu và công
suất, thời gian chiếu xạ, tần số và năng lượng, độ sâu
thâm nhập, và thiết kế khoang


IV. Kết luận

Nghiên cứu tài liệu này cho thấy việc áp
thuật MW-chiếu xạ cung cấp lợi thế lớn
phương pháp thông thường xử lý bằng bùn
sản xuất sản phẩm sạch môi trường và gia
trị.

dụng kỹ
hơn các
và trong
tăng giá