3 giải pháp tái chế chất thải mang lại giá trị kinh tế

Chủ dự án luôn coi trọng các vấn đề như chi phí vận hành, năng lượng tiêu tốn và giá trị kinh tế khai thác trực tiếp từ hệ thống. Và việc khai thác triệt để chất thải mang lại nhiều giá trị kinh tế, các giải pháp dưới đây mà Công ty xử lý môi trường Hợp Nhất chia sẻ sẽ là những ví dụ điển hình nhất. 

Biến nhà máy XLNT thành hệ thống lọc sinh học

Trong tương lai, các nhà máy XLNT sẽ có chức năng rộng hơn bằng cách chuyển đổi thành nhà máy lọc sinh học. Vì các hệ thống này đều tạo ra bùn thải, nên được sử dụng để sản xuất khí sinh học. Đặc biệt, các nghiên cứu gần đây đã sản xuất và chiết xuất axit béo bằng cách sử dụng bể phản ứng sinh học màng để tạo thành axit axetic và khí hydro.

Axit béo còn đóng vai trò như đường để làm chất dinh dưỡng cho VSV sử dụng trong quá trình này. Việc sản xuất và chiết xuất thành công axit béo cho phép chế biến các chất thành nhiều sản phẩm khác như nhựa sinh học hoặc butanol. Lượng bùn thải còn lại được sử dụng làm chất nền như vật liệu được chuyển đổi ngay tại nhà máy lọc sinh học.

Một tính năng mới của phương pháp này là cacbon trong bùn được chiết xuất và dùng để loại bỏ nito, photpho khỏi nước thải vì chúng gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồn nước. Chất thải và bùn thải từ HTXLNT được sản xuất thành khí sinh học sẽ cạnh tranh với nhiều năng lượng khác như gió, mặt trời.

Biến bùn thải thành năng lượng và muối khoáng

Phổ biến hiện nay là người ta đã xử lý trực tiếp bùn thải làm phân bón nhưng điều này được coi là bất hợp pháp ở Thụy Sỹ. Vì người ta cho rằng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước ngày càng tăng trong nước thải.

Và phương pháp chính là làm khô bùn thành bánh và đốt lấy đi hàng ngàn tấn photpho mỗi năm. Photpho vốn dĩ là hợp chất quan trọng và thiết yếu cho quá trình sinh học như quang hợp nhưng lại không có phương án khả thi để tái chế nó trong dòng thải.

Các nhà khoa học thiết kế ra hệ thống khí hóa nhiệt. Hệ thống này có thể thu hồi bùn trực tiếp từ các nhà máy XLNT mà không cần làm khô hoặc xử lý sơ bộ. Dòng nước đi vào hệ thống nhờ bộ tách áp suất cao và nhiệt độ cao để đưa chất lỏng vào trạng thái siêu tới hạn. Nhờ vậy mà giảm mạnh khả năng hòa tan photpho và muối khoáng khiến chúng kết tinh thành chất rắn nên dễ dàng thu hồi hơn.

Nếu theo quy định về xử lý bùn thải thì chi phí này sẽ chiếm khoảng 40% chi phí vận hành nên người ta đã kết hợp công nghệ tạo khí sinh học vào hệ thống với mục đích giúp giảm chi phí và tăng tỷ lệ chuyển đổi trong quá trình vận hành.

Sự kết hợp này còn giúp tiết kiệm khoản thời gian đáng kể. Các bể phản ứng biến bùn thải thành khí sinh học chỉ cần 20 phút trong khi thiết bị khử mùi khí sinh học hiện tại cần đến 30 ngày. Nhờ vậy mà tiết kiệm không gian tại các nhà máy xử lý nước thải mà không để lại chất thải dư thừa.

Biến chất dinh dưỡng trong nước thải thành phân bón sạch

Để tạo ra nguồn kinh tế ổn định, người ta bắt đầu sử dụng nito trong nước thải được thu hồi dưới dạng amoni sunfat làm phân bón và không chứa hóa chất độc hại. Ngoài ra, quy trình này có tác dụng thu hồi cả photpho.

Trước kia, việc sản xuất phân đạm amoni sunphat cần nhiệt độ và áp suất cao nên tiêu tốn nguồn năng lượng lớn. Để khắc phục hạn chế này, người ta bắt đầu sử dụng phương pháp thu giữ chất dinh dưỡng trong nước thải qua bể phản ứng với giá trị pH tối ưu để chuyển nito amoniac trong nước thành amoniac dạng khí.

Sau đó, amoni được tách nhờ màng bán thấm và hòa tan thành axit sunfuric tạo ra muối amoni sunfat. Photpho trong nước được kết tủa với muối canxi và sử dụng làm phân bón. Nhiều cơ sở xử lý nước thải ngành sản xuất và đô thị đã chuyển hẳn sang sử dụng phương án này để mang lại hiệu quả xử lý cao hơn.

Phương pháp này có thể được ứng dụng cho nhiều loại nước thải khác nhau như hộ gia đình, công nghiệp,… Bên cạnh tiết kiệm năng lượng thì nó cũng tác động tích cực đến môi trường trong việc thu hồi chất dinh dưỡng từ nước thải.