3.2. Kết quả xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn có tận thu metan bằng hệ thống UASB thực nghiệm 3.2.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tải lượng COD đến hiệu quả xử lý
Hình 3.2 cho thấy tải lượng COD có ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu quả xử lý, tải lượng COD dao động trong khoảng 12 – 40 g/l.ngày, khi tải lượng là 16,38 g/l.ngày thì hiệu quả xử lý là cao nhất (94.1%). Khi tải lượng tăng lên đến gần 40 g/l.ngày thì hiệu quả xử chỉ đạt khoảng 73%.
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tải lượng COD đến tốc độ xử lý
3.2.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu đến hiệu quả xử lý
Hệ UASB hoạt động liên tục, lưu lượng dòng vào được điều chỉnh dần từ 10 lên 12; 16 và 20 l/ngày tương ứng với thời gian lưu là 19,2; 16; 12 và 9.6 (h); pH vào được điều chỉnh ở 6,2 – 7,5 và COD dòng vào từ 14858 – 15580 mg/l.
Qua hình 3.3 ta thấy, khi thời gian lưu là 19,2 h thì hiệu xuất xử lý là cao nhất 93,4%, hiệu suất chuyển hóa khí đạt 0,35 l/gCOD. Khi giảm thời gian lưu từ 16 h xuống 12 h thì hiệu suất chuyển hóa khí cũng giảm theo 0,27 l/gCODCH.
Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian lưu tới hiệu quả xử lý
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy giảm thời gian lưu thủy vực, thực chất là tăng tải lượng COD dòng vào từ 18,6 g/l.ngày lên 39 g/l.ngày ( tăng khoảng 47% ) thì hiệu suất chuyển hóa khí giảm. Tuy nhiên, khi tiếp tục giảm thời gian lưu xuống mức 9,6 h thì COD dòng ra tăng lên rõ rệt 4104 mg/l, hiệu suất xử lý giảm xuống còn 73,7%, hiệu suất chuyển hóa khí chỉ đạt 0,28 l/gCODCH.
3.2.3. Kết quả khảo sát hiệu suất chuyển hóa khí
Kết quả ở hình 3.4 cho thấy hiệu suất chuyển hóa khí chủ yếu dao động trong khoảng 0,26 – 0,35 l/gCODCH và có giá trị trung bình là 0,30 l/g CODCH (nghĩa là 1g COD chuyển hóa sẽ tạo ra 0,30 lít khí).
Hình 3.4. Hiệu suất chuyển hóa khí
Hình 3.5. Mối quan hệ giữa lượng khí tạo thành và lượng COD chuyển hóa
Ở hình 3.5, ta nhận thấy mối quan hệ giữa lượng khí sinh ra và lượng COD chuyển hóa là mối quan hệ tuyến tính theo phương trình y = 0,3026x – 3,3108 (R2 = 0,9551), lượng khí sinh ra tỉ lệ thuận với lượng COD chuyển hóa. Khi lượng COD chuyển hóa tăng thì thể tích khí sinh ra cũng tăng.
Như vậy, các kết quả thu được cũng khá phù hợp với kết quả của các nghiên cứu trước đây về hệ UASB [16, 29, 62]. Tuy nhiên tải trọng COD quá cao (trên 40g/l.ngày) thì hiệu quả xử lý còn thấp, do đó cần phải được xử lý tiếp theo bằng hiếu khí hay hồ sinh học tùy nghi.
3.3. Kết quả đánh giá hiệu quả giảm phát thải KNK với các phương án xử lý nước thải lựa chọn 3.3.1. Kết quả tính toán lượng phát thải KNK khi không thu gom và xử lý nước thải (Phương án 1)
Tính toán lượng phát thải từ quá trình tự phân hủy chất hữu cơ là xenlulozo. Vì nếu không kể đến nước, tinh bột thì xenlolozolà thành phần chính trong sắn củ [1, 5].
Áp dụng phương trình (3, 5) ở mục 2.2.4 cho xelulozo với công thức hóa học chung là (C6H10O5)n để tính lượng phát thải như sau:
(C6H10O5)n + n H2O → 3n CH4 + 3n CO2 (6)
Tỉ lệ CH4 / COD:
B = (3 x 16 ) : (6 x 32) = 0,25 (gCH4 /gCOD)
Chọn giá trị COD của nước thải sản xuất tinh bột sắn tại Dương Liễu là 9715,7 (mg/l) (giá trị COD được lấy trung bình từ kết quả phân tích COD thực nghiệm)
Với tổng lượng nước thải là 910000 (m3/năm) [20].
Tính được hàm lượng hữu cơ trong nước thải là:
COD = 9715,7 x 910000 x 10-6 = 8841,287 (tCOD /năm)
Lượng phát thải CH4 : mCH4 = 8841,287 x 0,25 = 2210,322 (tCH4 /năm)
Mà 1gCH4 = 21gCO2e nên lượng phát thải KNK khi không thu hồi và xử lý nước thải của các cơ sở sản xuất tinh bột sắn tại Dương Liễu là
2210,322 x 21 = 46416,62 (tCO2e /năm).
3.3.2. Kết quả đánh giá hiệu quả giảm phát thải KNK khi xử lý nước thải sản xuất tinh bột sắn
Để tính toán lượng giảm phát thải KNK khi xử lý nước thải cần xác định đường biên phát thải.
-
Kết quả xác định đường biên phát thải của hoạt động giải pháp CN KSH
Kịch bản đường biên sẽ được giả thuyết thiết lập và mô tả theo hình 3.6 dưới đây:
Hình 3.6. Kết quả xác định đường biên phát thải của hoạt động giải pháp CN KSH
Nước thải từ sản xuất tinh bột sắn được bơm qua bể điều hòa để xử lý sơ bộ trước khi vào bể UASB. Theo đó, các hạt thô bị loại bỏ. Chỉ các hạt nhỏ, mịn với hàm lượng xơ thấp mới được đưa vào xử lý kị khí tại bể UASB. Vì hiệu quả xử lý của hệ khá cao nên hầu hết các thành phần này đều bị chuyển hóa hoàn toàn mà tạo ra rất ít bùn. Biogas thu hồi được sẽ sử dụng để sinh nhiệt trong nồi hơi đốt than. Trong trường hợp khẩn cấp, khí biogas được đốt bằng đuốc đốt. Đuốc đốt tự hoạt động nếu áp lực trong hệ thống quá cao.
Theo đó, nguồn và loại khí thải trong đường biên phát thải được xác định theo bảng 3.3 sau đây:
Bảng 3.3. Kết quả xác định đường biên phát thải giả thuyết
Mục
|
Nguồn
|
Khí
|
Được bao gồm
|
Biện luận/diễn giải
|
Đường cơ sở
|
Phát thải do
xả nước thải đã xử lý vào sông/hồ
|
CH4
|
Không
|
Phạm vi chỉ là bể UASB, phần còn lại của hệ thống xử lý hiếu khí cùng với việc xả nước thải vào sông không được tích hợp ở đây
|
N2O
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
CO2
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
Phát thải từ
hệ thống xử
lý nước thải
|
CH4
|
Có
|
Là nguồn phát thải chính trong phát thải cơ sở
|
N2O
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
CO2
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
Phát thải do phân hủy bùn
|
CH4
|
Không
|
Không có hoạt động xử lý bùn
|
N2O
|
Không
|
Không có hoạt động xử lý bùn
|
CO2
|
Không
|
Không có hoạt động xử lý bùn
|
Phát thải do tiêu thụ điện năng/nhiên liệu hóa thạch
|
CH4
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
N2O
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
CO2
|
Có
|
Vì giải pháp CN KSH có sử dụng than
|
Hoạt động giải pháp CN KSH
|
Phát thải do sự có mặt của cacbon hữu
cơ có thể phân hủy
trong nước
thải đã qua
xử lý ra
sông/hồ
|
CH4
|
Không
|
Phạm vi chỉ là bể UASB, phần còn lại của hệ thống xử lý hiếu khí cùng với việc xả nước thải vào sông/hồ không được tích hợp ở đây.
|
N2O
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
CO2
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
Phát thải từ toàn bộ hệ thống xử lý nước thải mà không
trang bị thiết bị thu hồi biogas
|
CH4
|
Không
|
Phạm vi của đường biên phát thải chỉ là bể UASB. Phần tiếp theo của hệ thống xử lý không được tích hợp vào trong các tính toán phát thải đường cơ sở, do đó cũng không được tính trong các tính toán phát thải của hoạt động giải pháp CN KSH.
|
N2O
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
CO2
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
Phát thải từ hệ thống xử lý bùn mà
không được
trang bị phần thu hồi biogas
|
CH4
|
Không
|
Không có hoạt động xử lý bùn
|
N2O
|
Không
|
Không có hoạt động xử lý bùn
|
CO2
|
Không
|
Không có hoạt động xử lý bùn
|
Phát thải do sử dụng điện năng tại các khu vực có hoạt động giải pháp
|
CH4
|
Không
|
Sử dụng điện từ mạng lưới điện quốc gia để chạy các thiết bị trong hệ thống xử lý nước thải (AMS.IC)
|
N2O
|
Không
|
CO2
|
Có
|
Phát thải
nhất thời do tính kém hiệu quả của hệ thống thu khí
|
CH4
|
Không
|
Chưa có công thức tính
|
N2O
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
CO2
|
Không
|
Chưa có công thức tính
|
Phát thải từ sự phân hủy yếm khí bùn cuối cùng
được sinh ra bởi hệ thống xử lý trong
hoạt động
của giải pháp
|
CH4
|
Không
|
Không hoạt động xử lý bùn nào được tích hợp trong kịch bản hoạt động giải pháp CN KSH
|
N2O
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
CO2
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
|
Phát thải
do quá
trình đốt cháy không hoàn
toàn ở đuốc
đốt
|
CH4
|
Có
|
Là một phát thải quan trọng kịch bản hoạt động giải pháp CN KSH
|
N2O
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
CO2
|
Không
|
Lượng phát thải không đáng kể nên bỏ qua để đơn giản trong tính toán
|
Phát thải từ
sinh khối
được lưu giữ
ở điều kiện kỵ khí
|
CH4
|
Không
|
Không có sự lưu giữ sinh khối
|
N2O
|
Không
|
Không có sự lưu giữ sinh khối
|
CO2
|
Không
|
Không có sự lưu giữ sinh khối
| -
Kết quả tính toán lượng phát thải KNK khi xử lý nước thải theo các phương án lựa chọn
Phương án 2: Lượng phát thải khi xử lý nước thải nhưng không thu hồi khí metan (Lượng phát thải đường cơ sở)
Theo kết quả xác định đường phát thải cơ sở mô tả tại bảng 3.3 thì công thức (1, 2) tại mục 2.2.5 được viết lại như sau:
BE= BExl + BEnhiệt
Kết quả tính toán phát thải theo phương án 2 được trình bày ở bảng 3.4.
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |