Thuyết trình 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
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
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

•VSV + chất
hữu cơ khó phân
hủy + vật liệu
vô cơ + độ ẩm.

Bùn thải
sơ cấp

Bùn thải
thứ cấp

•Quá trình xử lý
nước thải cơ
học.
•Thành phần:

nước + các chất
lơ lửng và hòa
tan.

•Quá trình xử lý
sinh học.
•Thành phần: tế
bào vi khuẩn+
vật liệu hữu cơ
cao 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
Dầu mỡ và chất béo (%TS)

5.0-8.0
7-35

6.5-8
5-12

Protein
Alkalinity (mg/L as CaCO3)

20-30
500-1500

32-41
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
Thành phần
• Kim loại
nặng nguồn
nước
ngầmsức
khỏe con
người

Phương pháp
thông thường
• Trích li các ion
kim loại
• 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+ + 8eCatot: 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
 Khả

xuất bởi bùn hoạt tính không tinh khiết.

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
Sấy khô ở
1050C

Nghiền
thành bột

Pha loãng
với HCl

Ngâm với
H2SO4

Nhiệt phân

dưới nitơ
trơ


4.9. THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC

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

 Vi

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

 Phương

 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

Protein

Enzyme

Axit dễ bay
hơi

Phân bón sinh
học

• axit axetic, axit
fomic, axit
propionic

• Phân bón
AACTE


Nhật Bản
Trung Quốc

Thụy Điển

Kịch bản
toàn cầu
Hà Lan, Đức

Hoa Kỳ

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!