Nhu cầu năng lượng trong hệ thống XLNT

Ngành công nghệ nước thải đối mặt với những hạn chế nghiêm ngặt về chất thải để loại bỏ hết chất gây ô nhiễm vẫn chưa được kiểm soát. Để xử lý những ảnh hưởng, việc xử lý nước thải sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng hơn. Do đó hệ thống cần nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng bằng cách áp dụng các công nghệ mới hiện đại hơn.

Nhu cầu sử dụng năng lượng trong HTXLNT

Hệ thống xử lý nước thải sử dụng nhiều năng lượng nhất, quá trình thu gom, xử lý và xả thải đạt tiêu chuẩn nguồn năng lượng đáng kể. Nước thải thường được xử lý qua 3 giai đoạn. Khoảng 25% năng lượng tiêu thụ trong xử lý vật lý để loại bỏ chất rắn lơ lửng, máy bơm và buồng lọc khí.

Xử lý sinh học loại bỏ chất hữu cơ, nồng độ nito cao với 90% nhu cầu oxy hóa học và 20% nito trong nước thải. Phân hủy hiếu khí và kỵ khí chuyển hóa chất hữu cơ thành nước, CO2, nito, metan,… tốn nhiều năng lượng trong sục khí. Khoảng 60 – 70% năng lượng được sử dụng trong hệ thống xử lý sinh học.

Hiệu quả sử dụng năng lượng bị chi phối bởi nhiều yếu tố như công nghệ xử lý, quy mô, dòng nước thải và chất lượng nước thải. Các biện pháp cải thiện hiệu quả và sửa đổi quy trình hiệu quả có hể giảm chi phí năng lượng đến 30%. Mối quan hệ giữa nước thải và tiêu thụ năng lượng rất phức tạp.

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến mức độ tiêu thụ năng lượng trong XLNT. Nhu cầu năng lượng phụ thuộc vào vị trí nhà máy, quy mô, loại quy trình xử lý, hệ thống sục khí, yêu cầu chất lượng nước thải, tuổi của hệ thống và kỹ năng vận hành.

Tiết kiệm năng lượng thông qua công nghệ xử lý

Biến đổi amoniac thành khí nito là quá trình tiêu thụ năng lượng do nhu cầu oxy cao cho quá trình nitrat hóa. Việc khử độc tố thay thế (nitrit hóa một phần/anammox) đạt được mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với việc loại bỏ nito thông thường.

Quá trình nitrit hóa sinh học

• Các quá trình loại bỏ nito thông thường như nitrat hóa – khử nito đòi hỏi một lượng lớn oxy và cacbon hữu cơ. Do đó người ta phát triển phương pháp thay thế bằng cách loại bỏ nito sinh học.
• Giải pháp này, bước oxy hóa amoniac dừng lại ở giai đoạn nitrit (nitrat hóa một phần) sau đó nitrit bị khử thành khí nito.
• Quá trình nitrit được vận hành để ngăn chặn sự hình thành nitrat bởi vi khuẩn oxy hóa nitrit chọn lọc.
• Phương pháp loại bỏ nito sinh học giảm tiêu thụ oxy trong giai đoạn hiếu khí đến 25% do bỏ qua quá trình oxy hóa nitrit thành nitrat nên giảm năng lượng cần thiết đến 60%.

Quá trình anammox và deammonification

• Nước thải giàu amoniac được xử lý bằng quy trình khử axit amin mà không cần nguồn cacbon hữu cơ và ít năng lượng sục khí so với nitrat hóa – khử nito thông thường.
• Nếu các thành phần giàu cacbon hữu cơ chuyển đến bể phân hủy để sản xuất khí sinh học thì lượng cacbon hữu cơ sẽ không đủ để loại bỏ nito bằng phương pháp thông thường. Do đó mà quá trình nitrit hóa/ananmmox một phần được sử dụng để loại bỏ nito.
• Anammox (oxy hóa amoni kỵ khí) là quá trình tự dưỡng để loại bỏ amoni cần ít năng lượng hơn.
• Deammonification là quá trình thực hiện qua hai bước. Bước đầu tiên chuyển đổi ½ amoni thành nitrit. Bước thứ hai là quá trình anammox, khi đó amoni bị oxy hóa thành khí nito bởi nitrit. Hai giai đoạn này đều tự dưỡng và thực hiện trong hệ thống phản ứng theo mẻ hàng loạt (SBR).

Xử lý sơ cấp tăng cường hóa học

• Bùn sơ cấp từ giai đoạn XLNT giàu hợp chất hữu cơ có thể là tài nguyên thu hồi năng lượng. Trong đó, xử lý sơ cấp tăng cường hóa học giúp tăng hiệu quả cho quá trình lắng sơ cấp và cho phép đông tụ hạt trong nước thải. Điều này giúp việc kết tụ nhanh hơn, dễ lắng hơn và hiệu quả hơn.
• Một trong những ưu điểm của quy trình này là nó được thiết kế với kích thước nhỏ hơn giúp tiết kiệm chi phí đầu tư. Một lợi ích khác là nó giúp giảm tiêu thụ năng lượng cho việc loại bỏ chất hữu cơ đến 50% do giảm nhu cầu sục khí.

Nếu như bạn cần tư vấn thiết kế hệ thống XLNT hoạt động tối ưu thì hãy liên hệ ngay Công ty xử lý môi trường Hợp Nhất qua Hotline 0938.857.768.