Trang chủ Cộng đồng sáng tạo Nhà khoa học Việt thu hồi năng lượng từ nước thải

[Sáng tạo Việt] Nhà khoa học Việt thu hồi năng lượng từ nước thải

Các nhà khoa học đã làm chủ quy trình xử lý yếm khí nước thải giàu hữu cơ, thu hồi năng lượng kết hợp kỹ thuật mô hình hóa.

PGS.TS Nguyễn Thị Hà, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội cho biết, nước thải giàu hữu cơ là một trong các loại nước thải khó xử lý nhất, nhưng lại có tiềm năng lớn để thu hồi năng lượng do giàu khí metan.

Để xử lý loại nước thải “cứng đầu” này, các nhà khoa học trong nhóm nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Thị Hà từ năm 2017 bắt đầu triển khai ứng dụng mô hình hóa trong tính toán thiết kế và tối ưu quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải. Phần mềm mô phỏng được phát triển với sự hỗ trợ chuyển giao từ các chuyên gia của Đại học Kitakyushu, Nhật Bản.

Nhóm nghiên cứu đã điều tra khảo sát về hiện trạng sản xuất, nguyên liệu và lưu lượng các dòng nước thải phát sinh từ hoạt động chăn nuôi ở Vĩnh Phúc, Hà Tĩnh và Đồng Nai. Chín cơ sở chăn nuôi tại đây được lấy mẫu nước thải nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm và tiềm năng thu hồi năng lượng. Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải rất cao (COD trong khoảng 5000-6500 mg/L).

Để xử lý yếm khí nước thải chăn nuôi lợn, nhóm sử dụng hai hệ phản ứng FBR (đệm vi sinh học cố định) và MBR (đệm vi sinh học di động) với vật liệu mang PE (polyetylen). Trong hệ phản ứng FBR và MBR, khi lượng sinh khối đủ lớn (sau giai đoạn khởi động), nước thải được đưa vào hệ để xử lý. Các vi sinh vật sẽ tiêu thụ chất ô nhiễm như nguồn thức ăn, sinh trưởng, phát triển (tạo ra sinh khối) và chết đi để tạo thành bùn thải. Các chất ô nhiễm hữu cơ sẽ phân hủy thành metan, CO2 và các khí khác.

Nhóm nghiên cứu thử nghiệm đo các chỉ số xử lý nước thải giàu hữu cơ. Ảnh: NVCC

Nhóm nghiên cứu thử nghiệm đo các chỉ số xử lý nước thải giàu hữu cơ. Ảnh: NVCC

Để thiết kế các thông số kỹ thuật cho một hệ thống xử lý nước thải, thông thường phải thực hiện hàng chục thí nghiệm. Nhóm ứng dụng phát triển phần mềm mô hình hóa để giảm chi phí và thời gian. Phần mềm sẽ mô phỏng quá trình thực nghiệm xử lý yếm khí nước thải giàu hữu cơ kết hợp thu hồi khí mê tan. Đây là phần mềm mô phỏng dựa trên mã nguồn có sẵn, được nhóm phát triển, ứng dụng trong điều kiện cụ thể ở Việt Nam với các thông số đầu vào đặc thù.

Khi đưa các thông số đầu vào, phần mềm sẽ cho ra kết quả tính toán tốc độ của phản ứng, tối ưu các điều kiện vận hành hệ thống. Ví dụ muốn xử lý đạt 80% hay 90% thì thời gian lưu nước là bao lâu, các thông số vận hành khác cần kiểm soát như thế nào… Ước tính phần mềm mô phỏng giúp giảm khoảng 50% số thí nghiệm, nghiên cứu cơ bản cần thực hiện. Phần mềm có thể ứng dụng để tính toán, thiết kế cho mô hình xử lý nước thải chăn nuôi lợn nói riêng và phát triển cho các loại nước thải khác.

Nhóm nghiên cứu đã lắp đặt, xây dựng, vận hành thử nghiệm hệ thống xử lý yếm khí nước thải chăn nuôi lợn qui mô 10 m3/ngày tại trang trại xã Kim Xá, huyện Vĩnh Tường, Vĩnh Phúc. Kết quả, COD (thông số đại diện của ô nhiễm hữu cơ) sau hệ yếm khí giảm 80-90%, hiệu suất sinh khí đạt 0,28 lít biogas/gCOD đầu vào (% CH4 đạt 65-70%).

Nhóm sử dụng kết quả phân tích, đo đạc từ hệ mô hình quy mô 10 m3/ngày làm căn cứ kiểm chứng hiệu quả của phần mềm tính toán. Giải pháp sử dụng mô hình mô phỏng sẽ tiết kiệm chi phí, dự báo được hiệu quả xử lý yếm khí so với các phương pháp xử lý truyền thống.

Theo PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải, Khoa Môi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, hoạt động chăn nuôi tại Việt Nam chủ yếu vẫn ở quy mô trang trại nhỏ lẻ nên nước thải phần lớn không được xử lý hoặc xử lý thô sơ, không đạt yêu cầu. Sau ba năm nghiên cứu, kết quả nghiên cứu đáp ứng yêu cầu cấp thiết về kiểm soát ô nhiễm do chăn nuôi lợn nói riêng và chăn nuôi nói chung ở Việt Nam.

Nhóm nghiên cứu tham quan mô hình xử lý nước thải giàu hữu cơ tại trang trại xã Kim Xá, huyện Vĩnh Tường, Vĩnh Phúc. Ảnh: NVCC

Nhóm nghiên cứu tham quan mô hình xử lý nước thải giàu hữu cơ tại trang trại xã Kim Xá, huyện Vĩnh Tường, Vĩnh Phúc. Ảnh: NVCC

Điểm mới trong nghiên cứu này đã nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mô hình hóa để đánh giá, tối ưu hóa quá trình xử lý yếm khí nước thải chăn nuôi. Mô hình giúp nâng cao hiệu quả xử lý và giảm chi phí vận hành. Phương pháp này tận dụng tối đa chất thải, biến chất thải thành tài nguyên.

Theo VN Express

CÁC TIN KHÁC

Thần đồng vật lý Trung Quốc khiến Đại học Harvard phá bỏ thông lệ 300 năm

Thần đồng vật lý Trung Quốc Doãn Hy với thành tích đặc biệt xuất sắc khiến Đại học Harvard của Mỹ phải phá bỏ thông lệ tồn tại suốt 300 năm để giữ chân.

Hai nhà khoa học được tôn vinh tài năng trẻ TP HCM

Với nhiều công trình nghiên cứu, công bố quốc tế Hà Quý Tân và Đoàn Châu Thành Vinh, đều 24 tuổi, được tôn vinh Tài năng trẻ TP HCM lĩnh vực khoa học – kỹ thuật, tối 23/3.

Học sinh lớp 11 sáng chế mô hình ‘Hệ thống cảnh báo, dò tìm người mắc kẹt trong các vụ cháy chung cư’

Trước thực trạng có nhiều người thiệt mạng trong các vụ cháy chung cư, 2 học sinh lớp 11 ở Sóc Trăng đã nghiên cứu, cho ra đời 'Hệ thống cảnh báo, dò tìm người mắc kẹt trong các vụ cháy chung cư'.

Nữ tiến sĩ Việt đầu tiên được bầu vào Viện Hàn lâm Khoa học trẻ toàn cầu

TS Nguyễn Thị Phương Thảo, Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ Gen Vinmec, được bầu vào Viện Hàn lâm Khoa học trẻ toàn cầu, nhờ thành tích xuất sắc, khả năng tạo tác động lớn trong lĩnh vực nghiên cứu.

“Phát minh” của nhà khoa học “nhí”

Những mô hình, sản phẩm khoa học - kỹ thuật, khoa học - công nghệ được học sinh Thanh Hóa sáng tạo không ngừng ghi dấu tại các cuộc thi trong nước và quốc tế; qua đó, khẳng định tài năng, trí tuệ và bản lĩnh của tuổi trẻ xứ Thanh trên các đấu trường khoa học - kỹ thuật, công nghệ.

Hai nhà khoa học Việt được vinh danh ‘công trình nghiên cứu tác động nhất’

Nhóm tác giả TS Thái Hoàng Chiến và TS Phùng Văn Phúc được trao giải EABE Best Paper Awards 2023 dành cho bài báo xuất sắc có tác động khoa học nhất trong vòng ba năm qua.

Bài viết nổi bật

Đại học Sư phạm TP.HCM ‘bắt tay’ doanh nghiệp công nghệ Việt thúc đẩy chuyển đổi số

Theo hợp tác mới ký kết với Viettel Solutions, Đại học Sư phạm TP.HCM sẽ cùng doanh nghiệp này xây dựng các giải pháp công nghệ trong giáo dục tập trung vào 4 nội dung chính.

Nhóm sinh viên trường ĐH Ngoại thương giành giải ‘Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng’

Ngày 12/6, tại Học viện Tài chính diễn ra Chung khảo Hội thi khoa học sinh viên toàn quốc 'Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng' lần thứ VII, năm 2022. Ban Giám khảo đã chọn ra nhóm sinh viên ĐH Ngoại thương TP. Hồ Chí Minh giành giải Đặc biệt.

Bài viết mới nhất

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.25) Tháp Nhạn (Phú Yên): Chứng tích cổ ngàn tuổi kết nối quá khứ và hiện tại – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) Trải qua cả ngàn năm lịch sử, bất chấp thăng trầm thời gian, Tháp Nhạn vẫn sừng sững trên sườn núi Nhạn, tiếp tục kể câu chuyện về Bà Thiên Y A Na, về hành trình khai phá và phát triển mảnh đất Phú Yên của người Chăm cũng như người Việt.

Bí ẩn những người có “trí nhớ siêu phàm”, thế giới chỉ 100-200 người

Chỉ cần nhắc một ngày bất kỳ trong quá khứ, người có trí nhớ siêu phàm kể lại được những gì đã xảy ra hôm ấy.

Tạo ra loại “keo” mới giúp bịt kín màng não sau phẫu thuật

Một nhóm các bác sĩ phẫu thuật thần kinh học và kỹ sư sinh học Mỹ đã chế tạo ra loại "keo" đặc biệt dùng cho các ca phẫu thuật mở màng não.

Nghiên cứu tiết lộ sự thực thú vị về tuổi thọ tối đa của con người

Dù tuổi thọ của con người vẫn đang tăng nhưng không có nghĩa là không có giới hạn, các chuyên gia nhận định những người sống trên 115 tuổi hiện vẫn còn hiếm.

Cáp treo Nữ Hoàng (Quảng Ninh) – TOP 5 tuyến cáp treo hiện đại của Việt Nam thu hút nhiều khách du lịch (P.2) – [VIETKINGS-TOPPLUS – Hành trình TOP Việt Nam]

(kyluc.vn) Cáp treo Nữ hoàng băng qua cửa ngõ Vịnh Cửa Lục, nối liền từ bờ biển Bãi Cháy tới núi Ba Đèo (Hòn Gai - Thành phố Hạ Long). Với sự độc đáo, nơi đây đã trở thành điểm đến không thể bỏ lỡ tại Quảng Ninh.

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.24) Chợ Bình Tây (Thành phố Hồ Chí Minh): Ngôi chợ cổ giữa lòng Chợ Lớn – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) Chợ Bình Tây (còn được gọi là Chợ Lớn, Chợ Lớn Mới) với lối kiến trúc cổ, mang đậm phong cách Á Đông, được thành lập trong những năm đầu tiên hình thành vùng đất Sài Gòn xưa. Nơi đây là điểm buôn bán, giao thương quan trọng giữa Tp. Hồ Chí Minh và các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, cũng như với một số nước trong khu vực như Campuchia, Lào, Thái Lan…