Nghiên cứu phát triển công nghệ thích ứng xử lý bùn hữu cơ thu khí sinh học phát điện

Cùng với sự ra đời của hàng loạt các khu công nghiệp, khu chế xuất, đã gây ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường xung quanh. Việc xây dựng các trạm xử lý nước thải là điều kiện bắt buộc đối với các khu công nghiệp, nhà máy, bệnh viện… để đảm bảo nước thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn cho phép. Tuy nhiên, càng nhiều các trạm xử lý nước thải được xây dựng và hoạt động thì lượng bùn thải hữu cơ thải ra từ các trạm này càng nhiều.

Do đó, việc tìm ra một giải pháp vừa xử lý hiệu quả bùn thải vừa tiết kiệm chi phí là việc làm hết sức cần thiết và cấp bách đối với Việt Nam. Vì thế, nhóm nghiên cứu do TS. Trương Thị Hòa tại Viện Công nghệ môi trường dẫn đầu, đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu phát triển công nghệ thích ứng xử lý bùn hữu cơ thu khí sinh học phát điện” trong thời gian từ năm 2018 đến năm 2019.

Đề tài hướng đến thực hiện hai mục tiêu sau: hoàn thiện quy trình công nghệ xử lý bùn hữu cơ thu khí sinh học phát điện phù hợp với điều kiện Việt Nam (điều kiện kinh tế, xã hội, môi trường) và có khả năng nhân rộng; và xây dựng mô hình xử lý bùn hữu cơ thu khí sinh học phát điện.

Sau 36 tháng thực hiện, đề tài đã thu được các kết quả sau:

- Đã phân lập, tuyển chọn được 4 chủng vi sinh vật có hoạt lực phân hủy giải mạnh xenluloza, tinh bột, protein, kitin. Đồng thời, đã xác lập được điều kiện sản xuất chế phẩm vi sinh vật và sản xuất được hơn 2.000 lít chế phẩm vi sinh vật có mật độ các chủng VSV có ích ≥ 108 CFU/ml phục vụ cho mục đích tiền xử lý bùn.

- Đã lựa chọn được phương pháp tiền xử lý bùn bằng sử dụng chế phẩm vi sinh vật để áp dụng cho pilot nghiên cứu với tỷ lệ bổ sung là 1,0% khối lượng (wt/wt).

- Tại nơi đặt vị trí pilot thực nghiệm, nhiệt độ nền dao động trong khoảng 25- 35^oC, đây cũng là khoảng nhiệt độ thích hợp cho quá trình phân hủy yếm khí.

- Đã tiến hành tính toán, thiết kế, xây dựng, lắp đặt và thiết lập được chế độ vận hành thích hợp cho mô hình xử lý bùn hữu cơ thu khí sinh học phát điện quy mô 10 kWh.

- Cùng với việc tiếp thu công nghệ làm sạch khí biogas do đối tác Đài Loan cung cấp, nghiên cứu tìm ra được các thông số làm việc thích hợp cho hệ thiết bị HGRPB, đảm bảo chất lượng biogas sau khi làm sạch theo tiêu  chuẩn Châu Âu như sau: pHBa(OH)2 = 13; QG = 5 l/phút; QG/QL = 20;  rpm. Với các điều kiện này, hàm lượng các thông số sau làm sạch như sau: CH4>85%; CO: 1,6 - 1,7%; CO2: 2,2 - 2,4%; H2S: không phát hiện thấy và O2 < 0,01%.

- Chất lượng khí biogas sau khi làm sạch hoàn toàn sử dụng làm nhiên liệu cho phát điện, không gây ảnh hưởng đến quá trình lưu trữ cũng như đốt cho động cơ. Khí thải sau quá trình vận hành máy phát điện đều nằm dưới tiêu chuẩn cho phép thải ra môi trường đối với các thông số như bụi, CO, NOx, SO2 theo QCVN 19:2009/BTNMT.

- Bùn thải sau quá trình phân hủy yếm khí đảm bảo không phải là chất thải nguy hại theo sự so sánh với QCVN 50:2013/BTNMT và được tận dụng cho mục đích sản xuất phân bón hữu cơ. Kết quả thực nghiệm sản xuất phân bón khả quan với kết quả các chỉ tiêu phân tích theo Nghị định 108/2017-NĐCP. Tỷ lệ C/N tiệm cận với tiêu chuẩn phân hữu cơ sinh học.

Tổng lượng biogas sinh ra là 194,9 m³ và lượng điện phát ra là 459,9 kWh, như vậy 1 m³ biogas sinh ra được 2,35 kWh. Tính toán được hiệu suất phát điện của động cơ biogas trong mỗi đợt thử nghiệm, giá trị trung bình là 33%. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu khác trên thế giới.

Sau khi hoàn thiện toàn bộ các nội dung nghiên cứu, nghiên cứu đã tính toán được hiệu quả kinh tế khi triển khai mô hình tại Trung tâm Công nghệ môi trường tại Đà Nẵng. Về thực tế, mô hình pilot của đề tài chỉ là mô hình thử nghiệm, mục đích chính là xác định tính hiệu quả của bể phân hủy, quá trình tiền xử lý, quá trình làm sạch khí,...tạo tiền đề để có thể nhân rộng và mở rộng quy mô tại các nhà máy. Do đó, xét về mặt hiệu quả kinh tế, mô hình thực nghiệm này chỉ đáp ứng ở mức quy mô như thực nghiệm.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17078/2019) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Theo Vista.gov.vn