Giảm phát thải N2O tại các nhà máy xử lý nước thải

Trước khi thải nước ra sông và biển, các nhà máy xử lý nước thải thường biến đổi hóa học các chất dinh dưỡng chứa nitơ hòa tan để hạn chế tác động đối với môi trường nước. Một nghiên cứu mới đây cho biết, việc cắt giảm lượng nitơ hoạt tính trong nước thải sẽ giúp làm sạch không khí nhờ giảm phát thải nitơ oxit (N2O - một khí nhà kính rất mạnh). Theo nghiên cứu này, bước xử lý bổ sung đó cũng mang lại lợi ích cho các nhà máy xử lý nước thải do giảm...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giảm phát thải N2O tại các nhà máy xử lý nước thải Giảm phát thải N2O tại các nhà máy xử lý nước thảiTrước khi thải nước ra sông và biển, các nhà máy xử lý nước thải thườngbiến đổi hóa học các chất dinh dưỡng chứa nitơ hòa tan để hạn chế tác độngđối với môi trường nước. Một nghiên cứu mới đây cho biết, việc cắt giảmlượng nitơ hoạt tính trong nước thải sẽ giúp làm sạch không khí nhờ giảmphát thải nitơ oxit (N2O - một khí nhà kính rất mạnh). Theo nghiên cứu này,bước xử lý bổ sung đó cũng mang lại lợi ích cho các nhà máy xử lý nướcthải do giảm tiêu hao năng lượng và mang lại thu nhập từ thị trường kinhdoanh phát thải.Các nhà máy xử lý nước thải thường hạn chế việc thải các dạng hợp chấtnitơ có hại cho môi trường bằng cách sử dụng vi khuẩn để chuyển hóa cácchất đó thành các dạng ít độc hại hơn, chẳng hạn các nitrat. Vì quy trình nàykhông loại bỏ nitơ khỏi nước, nên vi khuẩn trong môi trường có thể tiêu thụnitơ và tạo ra N2O. Theo đánh giá của Ủy ban liên chính phủ Mỹ về biến đổikhí hậu, tác động làm nóng khí quyển của khí nhà kính N2O lớn hơn 300 lầnso với cacbon đioxit.Một bước xử lý nước được gọi là quy trình loại bỏ nitơ có thể ngăn ngừa khảnăng tạo thành N2O trong nước thải bằng cách dùng các vi khuẩn khác nhauđể chuyển hóa các nitrat thành khí N2 trơ về mặt hóa học. Tuy nhiên, phầnlớn các nhà máy xử lý nước thải hiện không thực hiện quy trình này vì chỉcó ít địa phương yêu cầu họ phải thực hiện và vì khi áp dụng thì cần phải bổsung thiết bị và cơ sở hạ tầng.Vừa qua, James Wang và các cộng sự tại Cục Quản lý đại dương và khíquyển quốc gia Mỹ đã đánh giá khả năng giảm phát thải N2O của quy trìnhloại bỏ nitơ và chi phí xử lý đối với các nhà máy thực hiện quy trình này. Họđã sử dụng mô hình phát thải N2O của Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) đểtính toán lượng khí thải ra dựa trên lưu lượng nitơ vào và ra nhà máy xử lýnước thải. Khi sử dụng dữ liệu của các nghiên cứu trước đây về lưu lượngnitơ vào và ra các nhà máy xử lý nước của Mỹ và ước tính quá trình loại bỏnitơ sẽ thay đổi những dữ liệu này như thế nào, các nhà nghiên cứu đã tínhtoán rằng bước xử lý bổ sung này có thể làm giảm khoảng 48.000 tấn phátthải N2O mỗi năm trên toàn quốc, tương đương khoảng 37% lượng phát thảiN2O ước tính tối đa hàng năm của các nhà máy xử lý nước thải ở Mỹ.Tiếp theo, Wang và các cộng sự của ông đã tính toán xem các nhà máy xử lýnước thải sẽ đạt thu nhập bao nhiêu nếu họ tham gia vào thị trường kinhdoanh phát thải. Ở các thị trường đã được đề xuất này, một nhà máy giảmphát thải khí nhà kính có thể bán các tín chỉ cacbon cho các công ty phát thảiCO2 vượt quá mức giới hạn đã quy định. Các nhà nghiên cứu đã xem xétnhiều mức cắt giảm N2O và ước tính các giá trị thị trường khác nhau đối vớicác đương lượng CO2. Họ phát hiện ra rằng, thu nhập có đ ược nhờ cắt giảmphát thải N2O có thể bù lại từ 0,2 đến 68% các chi phí vận hành và bảodưỡng của các nhà máy áp dụng quy trình loại bỏ nitơ.Quá trình loại bỏ nitơ cũng có thể giúp giảm chi phí năng lượng của các nhàmáy xử lý nước thải. Các vi khuẩn làm giảm hàm lượng nitrat cũng đồngthời thực hiện 2 bước xử lý mà các nhà máy xử lý nước thải thường phảithực hiện trước khi thải nước ra môi trường: đó là quá trình oxy hóa các chấthữu cơ và tăng độ kiềm của nước. Căn cứ theo giá điện và thiết kế của nhàmáy xử lý nước thải ở Mỹ, nhóm nghiên cứu đã tính toán rằng khoản tiếtkiệm năng lượng nhờ việc loại bỏ 2 bước nói trên có thể bù đắp từ 1 đến11% chi phí loại bỏ nitơ của các nhà máy này.