Cách khắc phục hạn chế ở các nhà máy XLNT

Xử lý nước thải tiêu thụ nguồn năng lượng không hề nhỏ mới đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải. Do đó bài viết dưới đây làm sáng tỏ những thách thức cũng như khái quát toàn diện công nghệ tiết kiệm năng lượng trong các nhà máy xử lý nước thải.

Những thách thức khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải

Hệ thống hợp lưu nước thải và nước mưa

Đa phần, các nhà máy xử lý nước thải tập trung khi được thiết kế chỉ tính toán đến lưu lượng nước thải và một phần nước xâm nhập. Trong khi đó, lượng nước mưa trong hệ thống kết hợp vẫn chưa được xem xét xử lý đúng cách. Rất nhiều khu vực có nguy cơ ô nhiễm môi trường cao nhưng chưa xây dựng bể xử lý nước thải, nhiều nhà máy vượt quá khả năng xử lý làm suy giảm chất lượng môi trường khiến nước thải dư thừa và nước mưa tràn vào nguồn tiếp nhận.

Nồng độ ô nhiễm thấp

COD là một thành phần quan trọng và không thể thiếu của các nhà máy xử lý nước thải đô thị. Thế nhưng nhiều nhà máy lại có nồng độ COD khá thấp, nguyên nhân là do:

• Các công trình BVMT của nhà máy vẫn chưa hoàn thành.
• Mạng lưới đường ống nước thải bị chi phối bởi nhiều nguyên nhân, đặc biệt trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như rò rỉ, hư hỏng.
• Ở những khu vực có mực nước ngầm cao, các yếu tố trên gây ra sự pha loãng và sự xâm nhập tạp chất khiến nước ngầm thay đổi chất lượng.

Tỷ lệ tái chế nước còn thấp

Môi trường sinh thái ảnh hưởng lớn đến chất lượng nguồn nước cũng như giảm khả năng tái chế của nước thải. Trong những năm qua, Việt Nam có tốc độ đô thị hóa nhanh nhưng điều kiện phát triển kinh tế còn khó khăn. Do đó mà việc đầu tư vào hệ thống kỹ thuật hạ tầng đô thị nói chung và hệ thống cấp nước đô thị nói riêng còn nhiều hạn chế.

Việc thiếu hụt hạ tầng kỹ thuật xử lý nước thải, nhiều công nghệ tái chế chưa phù hợp với tình trạng đô thị ở nước ta. Hiện nay việc tái chế nước thải chủ yếu phát triển tại các khu vực thiếu nước trầm trọng. Vì thế mà cần có biện pháp đối phó thực tế và khả thi nhằm đảm bảo nước cung cấp đủ dùng cho khu vực lớn.

Xử lý bùn không an toàn

Một lượng lớn bùn thải không được điều chỉnh ổn định trong các nhà máy xlnt, là nguồn gây ô nhiễm thứ cấp nguy hiểm tiềm tàng trong quá trình vận chuyển và xử lý. Việc không xử lý bùn an toàn dễ ảnh hưởng tiêu cực đến lợi ích môi trường của các cơ sở xử lý nước thải vì xử lý bùn cũng quan trọng như khâu xử lý nước thải tập trung. Và đánh giá đúng chi phí đầu tư là cần thiết để tăng cường sự phối hợp giữa các công nghệ khác nhau.

Hiệu quả năng lượng thấp

Các bộ phận trong HTXLNT có khả năng cung cấp năng lượng bằng cách giảm mức tiêu thụ năng lượng của xlnt, sử dụng chất hữu cơ ngoại sinh và bùn giúp cải thiện khả năng quá trình xử lý kỵ khí. Hiện nay việc thiết kế và vận hành các nhà máy xlnt cần cải thiện tỷ lệ cung cấp năng lượng thông qua công nghệ phân hủy kỵ khí hiệu quả cao làm giảm mức tiêu thụ năng điện năng trên mỗi tấn m3 nước thải.

Hướng đến thiết kế hệ thống xlnt tiết kiệm năng lượng

Công nghệ phát điện sinh học

Bùn thải là sản phẩm phụ của xlnt là nguồn ô nhiễm chứa lượng lớn chất hữu cơ. Phần bùn này có thể được tận dụng để sản xuất khí sinh học có chiết xuất nito, photpho và chất hữu cơ. Khí sinh học rất hữu ích, chúng thường dùng đến sản xuất khí nén hoặc phát điện.

Đặc biệt, khí sinh học được sử dụng trực tiếp như nguồn năng lượng sạch làm khí đốt hoặc bổ sung làm nhiên liệu vận chuyển. Khí sinh học là năng lượng sinh khối (nguồn năng lượng tái tạo lý tưởng) sản xuất bằng cách lên men công nghiệp, nông nghiệp và chất thải sinh hoạt.

Thông qua công nghệ phân hủy kỵ khí ở nhiệt độ cao kèm theo công nghệ phát điện khí sinh học, bùn được vận chuyển thành năng lượng điện của nhà máy xlnt. Từ một sản phẩm phụ, bùn được tái sử dụng bù lại mức tiêu thụ điện, tạo ra năng lượng và cung cấp điện cho sự hoạt động của toàn nhà máy. Chính vì thế mà khí sinh học được chuyển đổi thành giá trị kinh tế nhất định.

Công nghệ quang điện

Sản xuất năng lượng quang điện mặt trời có nhiều ưu điểm về độ sạch, hiệu quả, an toàn và mang tính khả thi cao nhằm thay thế cho nguồn năng lượng vô cùng thân thiện với môi trường. Tại các nhà máy thường có nhiều bể xử lý nước thải quy mô lớn đòi hỏi diện tích xây dựng lớn, việc lắp đặt các tấm quang điện có lợi thế tiết kiệm không gian, giúp giảm ô nhiễm vì thế chúng thích hợp đối với hộ gia đình có mức tiêu thụ năng lượng lớn.

Năng lượng tạo ra từ các nhà máy xlnt về cơ bản được sử dụng và tiêu thụ trong điều kiện có tải điện cao. Nhờ vậy mà chi phí xử lý nước thải khá thấp vì mức tiêu thụ điện chỉ chiếm hơn 30% vì công nghệ giảm chi phí và phát huy mạnh mẽ khả năng ứng dụng cao.