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

Đề tài 2:

Bùn: Nguồn thải hay nguồn tái tạo năng lượng và thu
hồi tài nguyên
Nhóm 20: Nguyễn Kim Chi
Lê Thị Phương Thảo
Lý Thị Thu

1022033
1022272
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

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


Tổng quan

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.


1. Giới thiệu

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).


2. Đặc tính bùn

Bùn cống

Bùn thải

Bùn thải

sơ cấp

thứ cấp

•VSV + chất hữu cơ khó

•Quá trình xử lý nước thải

phân hủy + vật liệu vô cơ +

cơ học.

•Quá trình xử lý sinh học.
•Thành phần: tế bào vi

độ ẩm.

•Thành phần: nước + các

khuẩn+ vật liệu hữu cơ cao

chất lơ lửng và hòa tan.

phân tử phức tạp.


Bảng 1. Mô tả các đặc điểm của bùn sơ cấp và bùn hoạt tính.
Thông số

Bùn sơ cấp

Bùn hoạt tính

Tổng chất rắn khô TS, %

5-9

0.8-1.2

Chất rắn bay hơi (VS, %TS)

60-80

59-68

Nitrogen (N, %TS)

1.5-4

2.4-5.0

Phosphorus (P, %TS)

0.8-2.8

0.5-0.7

Chất hóa học,(K2O %TS)

0-1

0.5-0.7

Cellulose (%TS)

8-15

7-9.7

Sắt (Fe g/kg)

2-4

-

Silica (SiO2 %TS)

15-20

-

pH

5.0-8.0

6.5-8

Dầu mỡ và chất béo (%TS)

7-35

5-12

Protein

20-30

32-41

Alkalinity (mg/L as CaCO3)

500-1500

580-1100

Acid hữu cơ (mg/L as acetate)

200-2000

1100-1700

Năng lượng (kJ/kg TS)

23000-2900

19000-23000


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


4.3.Thu hồi kim loại nặng

Phương pháp thông

Thành phần

•

Kim loại nặng nguồn
nước ngầmsức khỏe con
người

Phương pháp hiện đại

thường

•
•

Trích li các ion kim loại
Ổn định chúng ở thể rắn.

•

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)
vsv
+
Anot: CH3COO + 2H2O
→ 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/m 3


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.


4.8. Hấp thụ sinh học

0
Sấy khô ở 105 C

Nghiền thành bột

Pha loãng với HCl

Ngâm với H2SO4

Nhiệt phân dưới
nitơ trơ


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.


4.10. Các nguồn khác

•

•

Thức ăn gia súc

Phản ứng hóa học,
thương mại

Enzyme
Protein

hơi

Phân bón sinh

dễ bay

học

Axit

•

axit axetic, axit fomic, axit
propionic

•

Phân bón AACTE


Nhật
Bản

Trung

Thụy

Quốc

Điển

Kịch
bản
toàn
Hà

cầu

Lan,

Hoa
Kỳ

Đức

Anh


6.Vấn đề bùn thải ở Việt Nam

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


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!