Giải pháp tăng sản lượng khí sinh học trong xử lý bùn bằng công nghệ phân hủy kị khí tại trạm xử lý nước thải Yên Sở

1m3 bùn thải trong trạm xử lý nước thải có thể tạo ra 15 m3 biogas và 90 kW năng lượng, đây là một nguồn năng lượng hữu ích và có thể thu hồi để cung cấp cho bản thân trạm xử lý nước thải. Phân hủy bùn kỵ khí là một giải pháp để xử lý bùn thải trong các trạm xử lý nước thải, đồng thời cũng là phương pháp tận dụng được năng lượng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải pháp tăng sản lượng khí sinh học trong xử lý bùn bằng công nghệ phân hủy kị khí tại trạm xử lý nước thải Yên Sở Nghiên cứu GIẢI PHÁP TĂNG SẢN LƯỢNG KHÍ SINH HỌC TRONG XỬ LÝ BÙN BẰNG CÔNG NGHỆ PHÂN HỦY KỊ KHÍ TẠI TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI YÊN SỞ Phùng Thị Linh, Trần Thùy Chi Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội Tóm tắt 1m3 bùn thải trong trạm xử lý nước thải có thể tạo ra 15 m3 biogas và 90 kWnăng lượng, đây là một nguồn năng lượng hữu ích và có thể thu hồi để cung cấpcho bản thân trạm xử lý nước thải. Phân hủy bùn kỵ khí là một giải pháp để xử lýbùn thải trong các trạm xử lý nước thải, đồng thời cũng là phương pháp tận dụngđược năng lượng. Khí biogas sinh ra trong quá trình xử lý bùn bằng phương phápnày sẽ được thu hồi và cung cấp năng lượng trở lại cho trạm xử lý sẽ tiết kiệm đượcmột phần chi phí vận hành. Để nâng cao hiệu quả tạo khí biogas của quá trình phânhủy kỵ khí bùn thải từ các trạm xử lý nước thải của hệ thống thoát nước chung, cụthể tại trạm xử lý nước thải Yên Sở, giải pháp được đưa ra bao gồm: giải pháp vềmô hình cân bằng vật chất trong trạm xử lý hướng tới thu hồi năng lượng và cácgiải pháp tăng hiệu quả cho công trình thu hồi khí sinh học. Đối với giải pháp vềhiệu quả công trình, ngoài các biện pháp cải thiện kỹ thuật, điều kiện vận hành củacông trình hiện tại, còn bổ sung trực tiếp chất thải hữu cơ bên ngoài nhằm tăng hàmlượng khí sinh học thu hồi. Từ khóa: Thu hồi khí sinh học, phân hủy kị khí, xử lý bùn, xử lý nước thải,trạm xử lý nước thải Yên Sở. Enhanced biogas production from anaerobic digestion of wastewater treatment sludge in Yen So treatment plant Abstract 1m3 of sewage sludge from waste water treatment plant (WWTP) can produce15m3 of biogas and 90 kW of energy. This is renewable energy source and canbe used to generate energy for WWTP. Anaerobic digestion of wastewater sludgeis the most widely used sludge treatment method and it’s also the effective wayto recover energy. In order to enhance biogas production, the solutions proposedinclude: Material balance model in the treatment plant towards energy recoveryand efficiency improvement solutions for biogas recovery equipments. In additionto the improvement of technical measures and the operating conditions of Yen Sowaste water treatment plant the efficiency solution also directly provide extra EMOorganic substances in order to enhance biogas recovery. Keywords: Biogas recovery, anaerobic digestion, sludge treatment, wastewatertreatment. 1. Đặt vấn đề cần thiết cho một TXL thường dao động Cung cấp năng lượng một cách đầy từ 0,3 - 0,9 kWh/m nước thải tùy thuộc 3đủ và bền vững đã và đang trở thành mối dây chuyền công nghệ và tính chấtquan tâm chính khi đề xuất công nghệ nước thải [6]. Trong khi đó, 1m3 bùncho các trạm xử lý (TXL). Năng lượng thải với độ ẩm 95% có thể tạo ra 15 m3 27 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017Nghiên cứubiogas (với thành phần 67% CH4, mức của công trình trước sẽ là đầu vào củanăng lượng 6 kWh/m3 biogas) sẽ cho 90 công trình sau. Cân bằng sinh khối chấtkW năng lượng (Svenskt Gastekniskt rắn được tính toán theo phương pháp tínhCentreAB, 2012). Nếu có thể tận dụng vòng lặp. Với vòng lặp đầu tiên, giả địnhđược nguồn năng lượng này để cung cấp tổng lưu lượng dòng nước thải tuần hoàn.năng lượng cho TXL sẽ tiết kiệm được Tính toán sẽ cho kết quả dòng nước thảimột phần chi phí vận hành cũng như tuần hoàn theo lý thuyết. Cân chỉnh dònggiảm tải cho hệ thống cung cấp năng nước thải giả định để không sai số giữalượng của thành phố. dòng giả định và dòng tính toán. Phương thức xử lý bùn chủ yếu áp - Phương trình cân bằng tải lượngdụng tại các TXL đô thị Việt Nam là khử cho ngăn tiếp nhận:nước và chở đi chôn lấp. Một số ít TXL có + Cân bằng lưu lượng:sản xuất phân vi sinh từ bùn sau khi làm Q1+Q2+Q3+Q15+Q16 = Q4 (m3/ngày)khô và ổn định bùn bằng sân phơi bùn.Công nghệ phân hủy kỵ khí để ổn định + Cân bằng TSS:bùn là một công nghệ phổ biến trên thế TSS1+TSS2+TSS3+TSS15+TSS16 = TSS4giới và hiện nay đã được áp dụng tại TXL (m3/ngày)Yên Sở. Khí biogas sinh ra từ quá trìnhxử lý bùn bằng phương pháp này sẽ được Trong đó:thu hồi để cấp lại cho TXL. Phân hủy bùn • Q1, TSS1là lưu lượng và tải lượngkỵ khí có thể coi là một giải pháp phù hợp TSS của dòng nước thô;để cải thiện điều kiện môi trường do chất • Q2, TSS2 là lưu lượng và tải lượngthải rắn và đồng thời cũng tận dụng được TSS của dòng rửa song chắn rác;năng lượng. Tuy nhiên, tại TXL Yên Sở, • Q3, TSS3 là lưu lượng và tải lượnglượng bùn còn ít, bể phân hủy bùn để tạo TSS của dòng rửa cát;khí biogas hầu như không hoạt động. • Q15, TSS15 là lưu lượng và tải Do vậy, cần thiết phải có các giải lượng TSS của dòng nước bể nén bùn;pháp nhằm nâng cao hiệu quả tạo khíbiogas (năng lượng) của quá trình phân • Q16, TSS16 là lưu lượng và tảihủy kỵ khí bùn thải từ TXL nước thải lượng TSS của dòng nước máy ép bùn;Yên Sở để thu hồi và tận dụng nguồn tài • Q4, TSS4 là lưu lượng và tải lượngn ...