Tận dụng ưu thế công nghệ của những lĩnh vực khác, công ty đã thiết kế một sản phẩm hấp dẫn về kinh tế bằng cách kết hợp những tiến bộ của các hệ thống sinh học với điện hóa học và côn[r]
(1)Biến nước thải thành lượng nước
Vi khuẩn sinh điện mở hướng đầy tiềm để xử lý nước thải hiệu quả, ngành thực phẩm thức uống, quản lý hiệu tài nguyên nước toàn cầu
Với khoảng tỷ người giới không dùng nước tỉ lệ thất thoát nước đến 40% 1/3 quốc gia toàn cầu nên áp lực quản lý nguồn nước hiệu lớn theo nhận định công ty phân tích thị trường Global Water Intelligence Rất nhiều doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực quản lý bảo tồn nước, giá trị lên đến 84 tỷ USD Công ty cho biết tốc độ tăng trưởng hàng năm ngành đạt 7,2% năm 2018
Vừa làm nước vừa tạo lượng - khởi nghiệp sáng tạo
Từ lâu biết nước thải có lượng vấn đề để thu cách hiệu Công ty khởi nghiệp năm 2006, Cambrian Innovation tun bố cơng nghệ họ làm điều có nhà máy bia nhà máy rượu vang dùng để vừa làm nước thải vừa tạo lượng Sản phẩm EcoVolt triển khai nhà máy rượu vang Clos du Bois nhà máy bia Bear Republic Brewery, hai bang California Mỹ
Tổ hợp máy EcoVolt công ty Cambrian Innovation lị phản ứng có kích thước cơng ten nơ chở hàng, sử dụng vi khuẩn để chuyển đổi carbon hịa tan nước thải cơng nghiệp thành khí đốt sinh học (biogas) dùng cho nhiệt điện hay sinh nhiệt
(2)
EcoVolt loại bỏ 80 - 90% BOD nước thải tái sử dụng 10% nước Thêm vào đó, việc sử dụng biogas thay 50% lượng điện mà họ cần
Theo Tổng giám đốc (CEO) Matthew Silver Cambrian Innovation thời gian hồn vốn nhà máy bia khoảng năm Với tài trợ NASA, ông lãnh đạo nghiên cứu cách thức hệ thống điện sinh học (bioelectric) dùng để quản lý nước không gian Trong thực nghiên cứu này, ông nhận tiềm vi khuẩn hoạt hóa điện hóa học để làm nước ngành công nghiệp Nhu cầu lớn, khoảng 3% điện Mỹ dành cho xử lý nước thải việc sản xuất chai bia thường tạo lượng nước thải gấp 10 lần
Sản xuất biogas từ chất thải thực từ nhiều năm công nghệ cao Những thiết bị yếm khí có hình dạnh kho chứa nông trại, sử dụng vi khuẩn tự nhiên để tiêu thụ chất hữu chất thải sinh biogas
EcoVolt Cambrian Innovation đạt kết tương tự theo quy trình yếm khí khác Lị phản ứng có vi khuẩn dùng chất hữu làm thức ăn tích trữ điện tử điện cực kim loại Những vi khuẩn có đất gọi vi khuẩn sinh điện ngoại lai (exoelectrogens) hay hơ hấp cực dương (anode-respiring bacteria) thành phần hoạt hóa số loại pin nhiên liệu vi khuẩn (MFC: microbial fuel cell) Hệ thống EcoVolt sử dụng vi khuẩn để tạo nên dịng điện tử chạy từ cực dương có màng bao vi khuẩn đến cực âm nhờ bẻ gãy phân tử hữu thành hydro carbon dioxide Ở cực âm, tập vi khuẩn khác với hỗ trợ dòng điện chuyển đổi CO2 hydro phản ứng thành khí methane Sản phẩm phụ phản ứng nước
Một điểm tiến EcoVolt so với quy trình yếm khí truyền thống điều khiển từ xa theo thời gian thực Bằng cách quan sát tốc độ mức độ phản ứng điện cực, kỹ sư Cambrian Innovation điều chỉnh tốc độ dịng điện tử thông số phản ứng sinh học khác; nhanh nhiều so với lò phản ứng yếm khí thơng thường địi hỏi phải lấy mẫu làm kiểm nghiệm Họ phát triển kỹ thuật để điều chỉnh đặc điểm sinh học lò phản ứng, cho phép EcoVolt hoạt động mạnh mẽ làm việc với loại nước thải khác nhau; đảm bảo hình thành tập vi khuẩn phù hợp điện cực, chống tình trạng nhiễm dịng vi khuẩn khác từ nguồn nước vào
CEO Silver định tập trung cho sản phẩm thương mại vào ngành nước thải Tận dụng ưu công nghệ lĩnh vực khác, công ty thiết kế sản phẩm hấp dẫn kinh tế cách kết hợp tiến hệ thống sinh học với điện hóa học cơng nghệ thơng tin để tạo sản phẩm tồn diện; nhắm đến công ty ngành thực phẩm thức uống ứng dụng ngành công nghiệp khác
Cambrian Innovation nghiên cứu loại pin nhiên liệu vi sinh cho quốc phòng Mỹ, phần ngân sách triệu USD mà Bộ Quốc phòng Quỹ khoa học quốc gia Mỹ tài trợ Đây kế hoạch chế tạo thiết bị xử lý nước thải tự cấp điện quân hay hoạt động nằm lưới điện nước phát triển
Một số hướng xử lý tiềm khác
(3)và thức uống quan ngại môi trường tính bền vững Thơng thường, ngành cơng nghiệp ngại chấp nhận phát triển việc sản sinh lượng tái sử dụng nước chi phí hồn vốn dài địi hịi cao kỹ vận hành Tuy nhiên, giá thành hệ thống giảm khiến cho khoản đầu tư trở nên hấp dẫn Rất nhiều quy trình xử lý có sẵn bể phản ứng sinh học màng yếm khí (anaerobic membrane bioreactors), hệ thống hiếu khí hạt cỡ nhỏ (small-footprint granular aerobic systems), hệ thống loại bỏ khoáng struvite để thu hồi phosphor hệ thống xử lý kỵ khí tốc độ cao dùng cho nước thải chứa nhiều chắt rắn chất béo, v.v…
Công nghệ BIOPAQ Anaerobic Flotation Reactor
Gần đây, GHD hợp tác với công ty công nghệ sinh học Paques nhà cung cấp công nghệ nước, nước thải Aquatec Maxcon thử nghiệm quy mô nhỏ công nghệ xử lý nước thải kỵ khí cao cấp nhà máy chế biến sữa Úc Nhà máy trước dùng hệ thống tuyển khí hịa tan (DAF- dissolved air flotation) kết hợp với hóa chất để xử lý nước thải trước xả vào hệ thống cống đô thị Tuy nhiên, gần quy định nghiêm ngặt hệ thống cống, họ phải áp dụng thêm biện pháp xử lý sinh học
Giải pháp địi hỏi phải áp dụng cơng nghệ tương đối có tên BIOPAQ Anaerobic Flotation Reactor (AFR) – bể phản ứng tuyển yếm khí – thực lần Úc Hệ thống khơng địi hỏi phải xử lý trước để loại bỏ chất béo, dầu mỡ (FOG) nên giảm chi phí xử lý chất rắn hóa chất lại tối đa hóa lượng biogas
BIOPAQ AFR đạt tỷ lệ loại bỏ nhu cầu oxy hóa học (COD- chemical oxygen demand) 90% Nước thải sau xử lý công nghệ bể phản ứng sinh học lưu thể chuyển động (MBBR- moving bed bioreactor) để giảm nồng độ ammoniac đến 92%, vốn nguyên nhân gây giảm cấp chất lượng protein sữa
Hệ thống lò phản ứng tuyển yếm khí BIOPAQ AFR
Cơng nghệ Anaerobic Membrane Bioreactor
(4)Giải pháp AnMBR cơng ty đóng Canada ADI Systems thực có khả tạo dịng nước thải xử lý chất lượng, hoàn toàn khơng có chất rắn lơ lửng, đồng thời gia tăng khối lượng biogas sinh Nhà máy xây dựng hệ thống phát điện lượng biogas Nhiệt lượng thu hồi trình xử lý dùng để hâm nóng nước nhà máy, giúp giảm tiêu thụ lượng Cơng nghệ đặc biệt thích hợp với nơi có quỹ đất hạn hẹp với cơng suất xử lý cao khả tận dụng bể chứa có để chuyển đổi thành hệ thống AnMBR
Nhờ hệ thống AnMBR, Ken's Foods tạo nước thải có nồng độ BOD tổng chất rắn lơ lửng (TSS) thấp, thấp nhiều so với phương pháp xử lý yếm khí thơng thường, tỷ lệ loại trừ COD BOD 99%
Bể phản ứng sinh học màng yếm khí (AnMBR- anaerobic membrane bioreactor) của Ken's Foods