UNG PHO BIEN DOI KHI HAU BANG CONG NGHE THU HOI VA SU DUNG KHI METAN TU NUOC THAI

Con người đã sống hàng nghìn năm ữong sự đa dạng sinh học, phụ thuộc vào sự đa dạng sinh học. Tuy nhiên, không phải ở giai đoạn lịch sử nào con người cũng nhận thức được tầm quan trọng sống còn của đa dạng sinh học. Có lẽ chính vì thế, khái niệm đa dạng sinh học hết sức mới so với lịch sử tri thức nhân loại. Mãi đến năm 1988, đa dạng sinh học vói tư cách là khái niệm mới xuất hiện trong tác phẩm “Biodiversity”

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  TIỂU LUẬN NGUYÊN LÝ TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI GVHD: T.S Trịnh Trường Giang HVTH: Lê Ngô Nguyên Hạnh Lê Vũ Quốc Bảo Nguyễn Thanh Trúc Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 10/2017 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH .5 DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ SƠ ĐỒ DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.1 Khái niệm biến đổi khí hậu .8 1.2 Hậu biến đổi khí hậu 1.2.1 Tác động đến tự nhiên 1.2.2 Tác động đến người 13 1.3 Nguyên nhân gây biến đổi khí hậu 15 1.3.1 Tự nhiên 15 1.3.2 Nhân tạo 16 CHƯƠNG KHÍ METAN, CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG .18 2.1 Tổng quan khí metan 18 2.1.1 Khí metan .18 2.1.2 Nguồn gốc khí metan: 18 2.1.3 Tác động khí metan gây hiệu ứng nhà kính: 19 2.2 Cơng nghệ thu hồi khí Metan 20 2.3 Công nghệ sử dụng lượng tái tạo 21 2.4 Các dự án tiêu biểu áp dụng thành công công nghệ thu hồi sử dụng khí metan 22 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI CHƯƠNG ĐIỂN HÌNH DỰ ÁN ÁP DỤNG THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TẠI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SẮN TƯƠI .25 3.1 Giới thiệu chung 25 3.2 Cơ cấu tổ chức nhân .26 3.3 Quy trình sản xuất: 28 3.4 Đặc tính nước thải sản xuất tinh bột sắn 29 3.5 Hệ thống xứ lý nước thải 31 3.6 Hệ thống thu hồi khí Metan 34 3.7 Hệ thống sử dụng khí sinh học 34 3.8 Thông số đánh giá hệu quả, số đo lường 36 3.8.1 Giai đoạn 36 3.8.2 Giai đoạn 38 3.9 Kết thực dự án 39 3.10 Phân tích ưu điểm nhược điểm công nghệ .41 3.10.1 Ưu điểm: 41 3.10.2 Nhược điểm 42 3.10.3 Phân tích rào cản áp dụng phổ biến công nghệ 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 Kết luận 43 Kiến nghị 43 Tài liệu tham khảo 44 Bibliography 44 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Cơng thức cấu trúc khơng gian Metan (CH4) 17 Hình 2.1 Phương pháp thu hồi sử dụng khí metan .20 Hình 2.2: Phương pháp sử dụng lượng tái tạo thay lượng hóa thạch 21 DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1: Tỷ lệ khí metan khí nhà kính (Nguồn: EIA 2009) 19 Sơ đồ 2.2: Tỷ lệ nguồn phát thải khí CH4 .19 Sơ đồ 3.1 Cơ cấu tổ chức nhân 26 Bảng 3.1 Bảng tiêu ô nhiễm nước thải sản xuất tinh bột sắn .28 Sơ đồ 3.2 Sơ độ hệ thống bể UASB có thu hồi khí metan 33 Sơ đồ 3.3: Sơ đồ phạm vi dự án 35 Bảng 3.1: Ước lượng giảm phát thải cho giai đoạn (thu hồi khí metan) dự án tính tốn theo phương trình 39 Bảng 3.2 Ước lượng giảm phát thải cho giai đoạn (sử dụng khí sinh học) dự án tính theo phương trình 39 Bảng 3.3 Tổng giảm phát thải dư án .40 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt GEO IPCC IUCN tCO2eq UNDP UNFCCC Diễn giải Global Environment Outlook, Viễn cảnh mơi trường tồn cầu Intergovernmental Panel on Climate Change, Ủy ban Liên phủ Biến đổi Khí hậu International Union for Conservation of Nature, Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế Tonnes Carbon dioxide equivalent, Tấn Cacbon đioxit tương đương United Nations Development Programme, Chương trình Phát triển Liên Hiệp Quốc United Nations Framework Convention on Climate Change, Công ước khung Liên Hiệp Quốc Biến đổi Khí hậu ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI MỞ ĐẦU Biến đổi khí hậu vấn đề cấp thiết toàn cầu ảnh hưởng đến tài nguyên người Biểu thời tiết thất thường, thiên tai ngập lụt, hạn hán bão xảy ngày nghiều nghiêm trọng Ở Việt Nam khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm tăng 0,7oC, mực nước biển dâng khoảng 20cm Theo đánh giá Ngân hàng giới (2007), Việt Nam năm nước bị ảnh hưởng nghiêm trọng biến đổi khí hậu nước biển dâng, vùng đồng băng sơng Hồng sơng Mê Kơng bị ngập chìm nặng Nếu mực nước biển dâng 1m có khoảng 10% dân số bị ảnh hưởng trực tiếp, tổn thất GDP khoảng 10% Nếu nước biển dâng 3m có khoảng 25% dân số bị ảnh hưởng trực tiếp tổn thất GDP lên tới 25% Ngành công nghiệp sản xuất tinh bột sắn đem lại nguồn lợi kinh tế lớn cho quốc gia, nhiên lại gây ô nhiễm nước thải sản xuất có chứa nhiều thành phần ô nhiễm với tiêu BOD COD cao đến 150 lần so với quy chuẩn xả thải trước xử lý Tiềm thu hồi Metan q trình phân hủy kỵ khí tinh bột góp phần giảm khí Metan phân hủy ngồi môi trường thay lượng nhiên liệu hóa thạch từ góp phần giảm thiểu tác nhân gây hiệu ứng nhà kính Từ ảnh hưởng nghiêm trọng trên, việc ứng phó với biến đổi khí hậu, giảm phát thải khí nhà kính vấn đề cần nghiên cứu.Vì lý nhóm tiến hành thực đề tài: “ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI”  Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ thu hồi sử dụng khí metan từ nước thải ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI  Mục tiêu nghiên cứu: Biến đổi khí hậu, hậu nguyên nhân gây nên biến đổi khí hậu Khí metan, tính chất, nguồn gốc tác động khí metan lên hiệu ứng nhà kính gây biến đổi khí hậu Các cơng nghệ thu hồi sử dụng khí metan từ nước thải theo UNFCC Tình hình áp dụng cơng nghệ thu hồi sử dụng khí metan ngồi nước Điển hình dự án áp dụng thu hồi sử dụng khí metan nhà máy chế biến sắn tươi Dự kiến kết đạt phân tích ưu nhược điểm khả nhân rộng mơ hình  Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu dự án đề tài thực biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính, thu hồi sử dụng khí metan Đề tài tiến hành thời gian tháng từ tháng 09/2017 đến tháng 10/2017  Phương pháp nghiên cứu: Đề tài tiến hành chủ yếu dựa phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu dự án, nghiên cứu có liên quan đến biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính, thu hồi sử dụng khí metan  Ý nghĩa khoa học: Đề tài tạo sở lý thuyết, tiền đề cho nghiên cứu chuyên sâu áp dụng thực tiễn cho thực thu hồi sử dụng khí metan từ nước thải, góp phần giảm thiểu khí nhà kính ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.1 Khái niệm biến đổi khí hậu Theo điều 1, điểm Công ước khung Liên Hiệp Quốc Biến đổi khí hậu UNFCCC (1992) biến đổi khí hậu hoạt động người gây cách trực tiếp gián tiếp làm thay đổi thành phần khí tồn cầu biến động tự nhiên khí hậu quan sát thời kỳ so sánh Theo Bộ Tài nguyên môi trường (2008) định nghĩa biến đổi khí hậu: “là biến đổi trạng thái khí hậu so với trung bình và/hoặc dao động khí hậu trì khoảng thời gian dài, thường vài thập kỉ dài hơn” Theo ủy ban liên phủ biến đổi khí hậu biểu biến đổi khí hậu là: - Nhiệt độ trung bình tồn cầu tăng lên nóng lên bầu khí tồn cầu - Sự dâng cao mực nước biển giãn nở nhiệt băng tan - Sự thay đổi thành phần chất lượng khí - Sự di chuyển đới khí hậu vùng khác cảu trái đất - Sự thay đổi cường độ hoạt động trình hồn lưu khí quyển, chu trình tuần hồn nước tự nhiên chu trình sinh địa hố khác - Sự thay đổi suất sinh học hệ sinh thái, chất lượng thành phần thuỷ quyển, sinh quyển, địa ỨNG PHÓ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI Tuy nhiên, gia tăng nhiệt độ trung bình tồn cầu mực nước biển dâng thường coi hai biểu biến đổi khí hậu Theo Chương trình Mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu năm 2007 thì:  Ứng phó: hoạt động người nhằm thích ứng giảm nhẹ tác nhân gây biến đổi khí hậu  Thích ứng: điều chỉnh hệ thống tự nhiên người hồn cảnh mơi trường thay đổi, nhằm mục đích giảm khả bị tổn thương dao động biến đổi khí hậu hữu tiềm tàng tận dụng hội mang lại  Mực nước biển dâng: dâng mực nước đại dương tồn cầu, khơng bao gồm triều cường, nước dâng bão,…Nước biển dâng vị trí cao thấp so với trung bình tồn cầu có khác nhiệt độ đại dương yếu tố khác  Kịch biến đổi khí hậu: giả định có sở khoa học tiến triển tương lai mối quan hệ kinh tế - xã hội, phát thải khí nhà kính, biến đổi khí hậu mực nước biển dâng 1.2 Hậu biến đổi khí hậu 1.2.1 Tác động đến tự nhiên  Tài nguyên đất: Việt Nam quốc gia xếp vào loại khan đất, bình quân đất đầu người xếp thứ 159 khoảng 1/6 bình quân giới Những thay đổi điều kiện thời tiết (nhiệt độ, lượng mưa, tượng khí hậu cực đoan,…) làm diện tích đất bị xâm nhập mặn, khơ hạn, hoang mạc hóa, ngập úng, xói mịn, rửa trơi, sạt lở… xảy ngày nhiều Đất bị xâm nhập mặn: Hiện nay, nước mặn xâm nhập ngày sâu vào đất liền, độ mặn tăng cao thời gian ngập mặn kéo dài Đó hậu yếu tố: nước biển dâng cao; lưu lượng nước sơng mùa khơ đi… ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI Năm 2005, tình trạng xâm nhập mặn sớm, xâm nhập sâu, độ mặn cao thời gian trì dài xảy phổ biến tỉnh đồng sông Cửu Long Trên sông Tiền, sông Hàm Luông, sông Cổ Chiên xâm nhập mặn tiến sâu vào phạm vi 60 - 80 km Cịn tuyến sơng Hậu, nhập mặn vào sâu 60 - 70 km Riêng dịng sơng Vàm Cỏ Tây, Vàm Cỏ Đông độ mặn xâm nhập sâu tới mức kỷ lục 120 - 140km Hiện tượng nhiễm mặn vùng ven biển nhiều khu vực khác Nước mặn xâm nhập sâu kết hợp với suy giảm nguồn nước hạ lưu gây ảnh hưởng lớn đến nhiều diện tích đất sản xuất nơng nghiệp Đất bị khơ hạn hoang mạc hóa: Sự phối hợp khơng hài hịa chế độ nhiệt chế độ mưa tạo nên khắc nghiệt có khả thúc đẩy trình hạn hán, hoang mạc hóa đất Nguy nắng nóng đất đai bị khô cằn nhiều làm giảm suất trồng trọt Đất bị ngập úng: Những năm gần thiên tai, lũ lụt, tượng triều cường xảy liên tiếp làm cho vấn đề ngập úng đất ngày trở nên nghiêm trọng Đất bị xói mịn, rửa trơi: biến đổi khí hậu gây rối loạn chế độ mưa nắng, nguy nắng nóng nhiều hơn, lượng mưa thay đổi, lượng dinh dưỡng đất bị cao suốt đợt mưa dài, gây tượng xói mịn nhiều Các quan trắc có hệ thống xói mịn đất từ 1960 đến cho thấy thực tế có khoảng 10 - 20% lãnh thổ Việt Nam bị ảnh hưởng xói mịn từ trung bình đến mạnh Sạt lở đất: Tình hình sạt lở đất thập niên vừa qua xảy phổ biến với hai loại hình sạt lở xói lở bờ biển; sạt lở đất ven sông vùng cao Sạt đất, trượt lở đất không làm lấp đất sản xuất mà làm hư hại đường giao thơng, cơng trình xây dựng có vụ vùi lấp phần diện tích làng, sông, suối  Tài nguyên nước: 10 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI 3.5 Hệ thống xứ lý nước thải Nước thải đầu vào Song chắn rác Bể lắng cát Acid, Bazo Bể điều hịa Bể keo tụ tạo bơng Bể lắng Bể SBR Bể Aerotank Máy nén bùn Bể lắng Bể khử trùng Sân phơi bùn Máy thổi khí Nguồn tiếp nhận 30 Clo ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI  Thuyết minh hệ thống xử lý: Nước thải đầu vào đưa qua song chắn rác để loại bỏ chất thải rắn có kích thước lớn, tránh tắc nghẽn đường bơm, kênh ống, đảm bảo cho trình thiết bị xử lý Nước thải sau dẫn vào bể lắng cát có nhiệm vụ loại bỏ cát, mảng kim loại,… nguyên liệu, nước thải vệ sinh nhà xưởng Trong nước thải chế biến tinh bột sắn thường có hàm lượng cát đáng kể, cơng nghệ xử lý cần thiết phải có bể lắng cát Nước thải sau qua bể lắng cát tự chảy vào hầm tiếp nhận Nước thải sau dẫn sang bể điều hịa Tại bể điều hồ nhờ q trình khuấy trộn cấp khí giúp ổn định lưu lượng nồng độ chất ô nhiễm như: BOD5, COD, pH, CN-…tại nước thải bơm sang bể phản ứng Nước thải trước đến bể điều hòa qua lưới chắn rác tinh Lưới chắn rác tinh có nhiệm vụ loại bỏ sơ sợi sắn, lớp váng bọt rác có kích thước nhỏ 10mm Nước thải dẫn vào bể keo tụ hóa chất keo tụ châm vào bể với liều lượng định kiểm soát chặt chẽ bơm định lượng hóa chất Dưới tác dụng hệ thống cánh khuấy với tốc độ lớn lắp đặt bể, hóa chất keo tụ hịa trộn nhanh vào nước thải, hình thành bơng cặn nhỏ li ti khắp diện tích bể Hỗn hợp nước thải tự chảy qua bể keo tụ tạo Dưới tác dụng chất trợ keo tụ hệ thống motor cánh khuấy với tốc độ chậm, cặn li ti chuyển động, va chạm, dính kết hình thành nên bơng cặn có kích thước khối lượng lớn gấp nhiều lần cặn ban đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho trình Bể lắng có chức loại bỏ chất lắng mà chất gây tượng bùn lắng nguồn tiếp nhận, tách dầu mỡ chất khác, giảm tải trọng hữu cho cơng trình xử lý phía sau Phần bùn nước thải giữ lại đáy bể 31 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI lắng Lượng bùn bơm qua bể chứa bùn.nh lắng bể lắng Hỗn hợp nước cặn bể keo tụ tạo tự chảy sang bể lắng Nước thải sau dẫn qua bể SBR, vận hành chu kỳ pha làm đầy sụt khí , lắng, rút nước nghỉ Su qua bể SBR nước thải dẫn đến bể aerotank, chất hữu tiếp tục phân hủy vi sinh vật hiếu khí Tiếp theo dẫn qua bể lắng 2, nước thải tuần hoàn lại để bổ sung lượng vi sinh vật cho bể hiếu khí, phần bùn dẫn sang máy ép bùn chuyển đến sân phơi bùn Lượng nước thải sau qua bể lắng dẫn đến bể khử trùng với tác nhân Clo, sau xả nguồn tiếp nhận Nước thải đầu đạt TCVN 5945-2005 cột B xả thải vào nguồn nước không dùng cho nước sinh hoạt 3.6 Hệ thống thu hồi khí Metan Thay hệ thống xử lý sinh học kỵ khí hệ thống bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), hệ thống ống thu khí HDPE ống thép khơng gỉ dẫn biogas đầu thổi khí (s) để vận chuyển khí Hệ thống bao gồm tất thiết bị cần thiết để giám sát lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, phân tích khí 32 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI Sơ đồ 3.2 Sơ độ hệ thống bể UASB có thu hồi khí metan 3.7 Hệ thống sử dụng khí sinh học Biogas tạo hệ thống thủy phân yếm khí sử dụng nguồn lượng cho hệ thống khác Biogas thu hồi bổ sung phần nhỏ vào hệ thống làm nóng bể UASB Ước tính mét khối khí sinh học chứa khoảng 70% khí mê tan có giá trị nhiệt lượng 5.999 kcal Khí sinh học chiết xuất chuyển trực tiếp vào hệ thống UASB hệ thống sấy nhà máy Hệ thống sấy bao gồm lị đốt dầu truyền nhiệt (Thermal oil) Quá trình tạo khơng khí nóng sử dụng để làm khơ tinh bột ướt lị sấy khơ Hiện có ba máy đốt sở này: hai số hoạt động sử dụng than đá máy đốt dầu dùng để dự phòng Các hoạt động dự án cho kết lò đốt than chuyển đổi sang sử dụng khí sinh học Lị đốt dầu dùng làm lò dự phòng 33 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI Để đốt cháy khí sinh học thừa, lắp đặt hệ thống đốt khí thừa đốt hồn tồn tự động, bao gồm đo nhiệt độ cài đặt trước Quá trình đốt hồn tồn tự động: biogas đạt đến áp suất cao thiết lập trước dừng lại áp suất khí sinh học giảm đến mức áp suất định Trước chuyển khí sinh học tới buồng đốt, phần ngưng tụ loại bỏ thiết bị ngăn Một máy thổi khí sinh học dẫn khí sinh học tới hệ thống sấy Hệ thống phân phối khí sinh học bao gồm HDPE ống thép khơng gỉ dẫn biogas đầu thổi khí (s) để vận chuyển khí Hệ thống bao gồm tất thiết bị cần thiết để giám sát lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, phân tích khí Biogas đo cách xác cách sử dụng Đồng hồ đo lưu lượng (Mass flow meter) với hai yếu tố cảm biến: cảm biến vận tốc cảm biến nhiệt độ tự động điều chỉnh thay đổi nhiệt độ khí Đồng hồ chạy điện chiều DC bao gồm nguồn dự phòng UPS (Backup Protector Source) để cung cấp điện cho trường hợp điện Loại đồng hồ có ưu điểm riêng biệt so với đồng hồ tiêu chuẩn: bao gồm cảm biến lưu lượng khí trực tiếp điều hịa nhiệt độ áp suất, độ xác cao áp dụng tốt cho tất trường hợp lưu lượng gas thấp, trường hợp vượt q ngưỡng đo, tắc nghẽn dịng khí áp suất giảm đột ngột so với mức bình thườn Thang đo tự động đo đạc lưu lượng dịng khí tự động chuyển đổi để bình thường hóa đạt mức đầu chuẩn cài đặt, đảm bảo an toàn cho hệ thống Các đồng hồ đo lưu lượng khí sinh học hiều chỉnh đến o C atm hiệu chuẩn theo đơn vị NCMH nhà sản xuất Yếu tố chuyển đổi mật độ tiêu chuẩn thiết lập nhà sản xuất Các hoạt động dự án mô tả qua sơ đồ 3.3 Sơ đồ phạm vi dự án 34 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI Chuyền sản xuất bột sắn Nước thải sản xuất tinh bột Đốt Biogas Hệ thống xử lý nước thải (bao gồm thiết bị dự án thiết bị xử lý) Biogas Nước thải xử lý Hệ thống thu hồi khí sinh học Biogas Sinh Nhiệt/Hơi Xử lý bùn thải Nước thải sau xử lý môi trường Nhiệt Hệ thống sấy bột sắn nhà máy Sơ đồ 3.3: Sơ đồ phạm vi dự án 3.8 Thông số đánh giá hệu quả, số đo lường 3.8.1 Giai đoạn Phương trình 1: Tổng lượng phát thải đường sở BEy,stagel = Qy,ww *∑(CODy,removed,i*Bo,ww*MCFww,treatment,i * GWP_CH4) Trong đó: Qy,ww Khối lượng nước thải xử lý năm “y” (m3) 35 ỨNG PHÓ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI CODy,removed,i Bo,w MCFww,treatment,i GWP_CH Nhu cầu oxy hóa học loại bỏ hệ thống xử lý nước thải kỵ khí " i" tình hình sở năm " y" mà bước xử lý kỵ khí giới thiệu ( / m3) Dung tích sản xuất Methane từ nước thải Hệ số hiệu chỉnh Methane cho hệ thống xử lý yếm khí nước thải có "i"mà bước xử lý yếm khí giới thiệu (giá trị MCF thấp bảng III.H.1) Nguy làm nóng lên tồn cầu khí mêtan Phương trình 2: Khí thải “carbon hữu cơ” phân hủy trình xử lý nước thải PEy,ww,treated = Qy,ww *GWP_CH4*Bo,ww*CODy,ww,treated * MCFww,final Trong đó: PEy,ww,treated Qy,ww GWP_CH4 Bo,ww Lượng khí thải carbon từ hữu phân hủy nước thải xử lý năm "y" Khối lượng nước thải xử lý năm "y" (m3) Tiềm nóng lên tồn cầu khí mêtan Sức sản xuất khối lượng Methan từ nước thải CODy,ww,treated Nhu cầu oxy hóa học nước thải xử lý thức xả biển, sông, hồ năm "y" ((tonnes/m3 )) MCFww, final Hệ số hiệu chỉnh Methane dựa loại hình xử lý xả thải, đường nước thải(phân số) (MCF giá trị cao bảng III.H.1) Phương trình 3: Ước tính giảm phát thải (Estimated emission reductions) ERy =BEy –(PEy + Leakagey) Trong đó: Ery Giảm phát thải((tCO2e/year) 36 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI BEy Đường phát thải sở (tCO2e/year) PEy Phát thải dự án (tCO2e/year) Leakagey Phát thải rò rỉ (tCO2e/year) 3.8.2 Giai đoạn Phương trình 4: Phát thải đường sở cho nước / nhiệt sản xuất cách sử dụng loại nhiên liệu hóa thạch BEy,stageII = HGy * EFCO2 33 /ηth Trong đó: BEy,stageII Hgy EFCO2 η th Đường phát thải sở cho nước/ nhiệt xóa hoạt động dự án suốt năm y tCO2e khối lượng tịnh nước / nhiệt cung cấp hoạt động dự án năm y TJ hệ số phát thải CO2 đơn vị lượng nhiên liệu mà sử dụng nhà máy sở (tCO2 / TJ), thu từ liệu địa phương quốc gia đáng tin cậy có, khơng phát thải mặc định IPCC Các yếu tố sử dụng Hiệu nhà máy sử dụng nhiên liệu hóa thạch mà sử dụng trường hợp hoạt động dự án Phương trình 5: Khí thải từ điện tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch PEy,power = (kWhproject * EFgrid) / 1000 Trong đó: PEy,power Lượng phát thải dự án tiêu thụ điện thiết bị (tCO2e / năm) kWhproject Lượng tiêu thụ thiết bị hoạt động dự án Efgrid Tham số phát tải lưới điển đặc trưng nước 37 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI kWhproject PEy, power Các chi tiết cung cấp Phụ lục EF xác định giải thích Phụ lục giữ cố định Phương trình 6: Khí thải methane sử dụng hệ thống / trình đốt / bùng phát PEy,fugitive = PEy,fugitive,ww + PEy,fugitive Trong đó: PEy,fugitive Khí thải từ methane bắt sử dụng / đốt / thắp sáng năm "y" (tCO2e) PEy,fugitive,ww Khí thải thờiqua hệ thống bắt sử dụng / đốt mà không hiệu xử lý nước thải kỵ khí năm "y" (tCO2e) 3.9 Kết thực dự án  Về tài Giá dao động đơn vị CER hay CO2 10-20 USD Tổng số cắt giảm CO2 ước tính (tấn CO2) 360,222 tCO2eq Suy ra, thu hồi từ 4,322,664 – 5,403,330 (euro)  Về môi trường Lượng giảm phát thải trung bình năm giai đoạn thực dự án (tấn CO2) : 51,460 tCO2eq Những thay đổi dẫn đến việc giảm thiểu phát thải khí nhà kính người, cụ thể thu hồi khí mê tan Hiệu giảm phát thải khí nhà kính dự án thể qua bảng: 38 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI Bảng 3.1: Ước lượng giảm phát thải cho giai đoạn (thu hồi khí metan) dự án tính tốn theo phương trình Năm Phát thải đường sở (Nước thải) (tCO2eq) Phát thải dự án Ước lượng giảm phát thải (tCO2eq) Tổng 33,85 39,37 45,79 53,26 53,26 53,26 53,26 332,05 5,422 6,277 7,273 8,430 8,430 8,430 8,430 52,691 28,43 33,09 38,52 44,83 44,83 44,83 44,83 279,36 Bảng 3.2 Ước lượng giảm phát thải cho giai đoạn (sử dụng khí sinh học) dự án tính theo phương trình Năm Phát thải đường sở (nhiên liệu hóa thạch) (tCO2qe) Phát thải dự án Ước lượng giảm phát thải (tCO2eq) Tổng 8,243 9,587 11,15 12,96 12,96 12,96 12,96 80,857 0 0 0 0 8,243 9,587 11,15 12,96 12,96 12,96 12,96 80,857 Bảng 3.3 Tổng giảm phát thải dư án Năm vận hành Ước lượng phát thải dự án (tCO2eq) Ước lượng phát thải đường sở (tCO2eq) Ước lượng tổng giảm phát thải (tCO2eq) Năm 1:2009-2010 Năm 2:2010-2011 Năm 3:2011-2012 Năm 4:2012-2013 Năm 5:2013-2014 Năm 6:2014-2015 Năm 7:2015-2016 5,422 6,277 7,273 8,430 8,430 8,430 8,430 42,096 48,960 56,943 66,228 66,228 66,228 66,228 36,674 42,683 49,671 57,799 57,799 57,799 57,799 39 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI Tổng (tCO2eq) 52,691 412,913 360,222 3.10 Phân tích ưu điểm nhược điểm công nghệ 3.10.1 Ưu điểm: - Vừa xử lý chất thải vừa thu hồi tái sử dụng khí methane - Biogas đo cách xác cách sử dụng khối lượng nhiệt để đo lưu lượng có hai yếu tố cảm biến: cảm biến vận tốc cảm biến nhiệt độ tự động điều chỉnh thay đổi nhiệt độ khí - Các thiết bị lắp đặt vận hành bảo trì đúng, cẩn thận - Dự án hoạt động quản lí nước thải việc cải tiến cơng nghệ - Khơng có tác động đáng kể đến mơi trường - Giảm thiểu phát thải khí nhà kính, giảm mùi hơi,… - Hiệu xuất xử lý nước thải cao : Loại bỏ 95% COD - Giảm tiêu thụ nhiên liệu sơ cấp than đá… 3.10.2 Nhược điểm Nội dung dự án lấp đặt công nghệ đại Dự án địi hỏi phải có nguồn nhân lực lớn, kinh phí cao (khoảng $ 1.834.696 USD) 3.10.3 Phân tích rào cản áp dụng phổ biến công nghệ - Rào cản đầu tư: thay khả thi mặt tài cho hoạt động dự án dẫn đến lượng khí thải cao - Tiếp cận với rào cản tài chính: hoạt động dự án tiếp cận nguồn vốn thích hợp mà khơng xem xét khoản thu CDM 40 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI - Rào cản công nghệ: lựa chọn công nghệ tiên tiến vào hoạt động dự án liên quan đến rủi ro thấp không chắn hiệu suất thị phần thấp công nghệ áp dụng cho hoạt động dự án dẫn đến lượng khí thải cao - Rào cản thực thực hành: thực hành yêu cầu pháp lý sách dẫn đến việc thực cơng nghệ có lượng khí thải cao hơn; - Rào cản khác: rào cản thể chế thông tin hạn chế, nguồn lực quản lý, lực tổ chức, khả tiếp thu cơng nghệ 41 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Biến đổi khí hậu vấn đề cấp thiết toàn cầu Để hạn chế biến đổi khí hậu nói chung hiệu ứng nói riêng việc áp dụng cơng nghệ thu hồi khí metan cần thiết đem lại nhiều kết khả quan giới Đề tài đưa khái niệm biến đổi khí hậu, phân tích nguyên nhân hậu biến đổi khí hậu, trình bày cơng nghệ thu hồi khí metan sử dụng để thay cho nguyên liệu hóa thạch qua áp dụng cho sở chế biến sắn tươi Kết đem lại việc thu hồi khí metan sinh từ hệ thống xử lý nước thải kỵ khí, sử dụng khí đốt để thay nguyên liệu hóa thạch phục vụ cho hoạt động nhà máy Từ giảm thiểu lượng khí nhà kính sinh q trình phân hủy kị khí đốt nhiên liệu hóa thạch Cụ thể dự án giảm thiểu 51,460 tCO 2eq năm, mang lại nguồn lợi kinh tế 4,322,664 – 5,403,330 (euro) năm vận hành Kiến nghị Kết nghiên cứu đề tài áp dụng vào thực tế sở sản xuất có đặc tính nước thải cơng nghệ xử lý tương tự Kiến nghị việc nghiên cứu chuyên sâu q trình thu hồi khí nhà kính nói chung khí metan nói riêng cho nhà máy, ngành sản xuất công nghiệp khác áp dụng cho nơng nghiệp hộ gia đình 42 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI Tài liệu tham khảo Agency International Energy, 2009 Energy sector methane recovery and use EIA, 46 pages Báo cáo Oxfam, 2008 Việt Nam Biến đổi khí hậu, thích ứng người nghèo.Oxfam Report, 56 pages Bộ Tài nguyên môi trường, 2008 Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Chính Phủ, Hà Nội, 65 trang Bộ TNMT, 2016 Kịch Biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam Nhà Xuất tài nguyên môi trường đồ Việt Nam, 188 trang Group Vietnam Oil and Gas, 2014 Rang Dong Oil Field Associated Gas Recovery and Utilization Ba Ria Vung Tau Province, Viet Nam UNFCCC Hải Nguyễn Phương,2006 Xử lý nước thải phương pháp kỵ khí thu hồi lượng nhà máy cao su Xà Bang, Công ty Cao su Bà Rịa, Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu Diễn đàn Đầu tư Phát triển Dự án Cơ chế Phát triển Campuchia, Lào Việt Nam IPCC, 2013 Climate Change 2013: The Physical Science Basic Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, USA, pp.867-1029 Jessica Brown, Nora Mitchell and Michael Beresford, 2005 The Protected Landscape Approach Linking Nature, Culture and Community IUCN, Gland, Switzerland and Cambridge, UK, 287 pages Johannes Heister, Maya Gabriela Q Villaluz, 2010 Methane Recovery from Waste Management Project Philippines: IBRD-IDA 10 Kevin G.Smith William R.T Darwall, 2006 The Status and Distribution of Freshwater Fish Endemic to Mediterranean Basin IUCN Freshwater Biodiversity Assessment Programme, Switzerland, 44 pages 11 Nguyễn Văn Thắng, 2010 Biến đổi khí hậu tác động Việt Nam Viện khoa học khí tượng thủy văn mơi trường, Hà Nội, 276 trang 43 ỨNG PHĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI 12 S.A., Ecoayres Argentina, 2013 Methane recovery and effective use of power generation project Norte III-B Landfill Buenos Aires, Argentina 13 Smith K et Darwall, 2006 The Status and Distribution of Freshwater Fish Endemic to the Mediterranean Basic UICN, Gland, Suisse, et Cambridge, Royaume-Uni 14 Stein, B., L Kutner et J Adam, 2000 Precious Heritage: The status of Biodiversity in the US Oxford University Press, New York, 432 Pages 15 UNFCC, 2006 Climate change: impacts, vulnerabilities and adaptation in developing countries United Nations Framework Convention on Climate Change, 60 pages 16 UNFCCC, 1992 United Nations framework convention on climate change United Nation 25 pages 17 UNFCCC, 2009 Methane Recovery in Wastewater Treatment Indicative simplified baseline and monitoring methodologies for selected small-scale CDM project activity categories.Verson 09 UNFCCC/CCNUCC 18 UNFCCC, 2009 Thermal energy for the user with or without electricity Indicative simplified baseline and monitoring methodologies for selected small-scale CDM project activity categories.Verson 13 UNFCCC/CCNUCC 19 United Nations Environment Programme (UNEP), 2007 Global Environment Outlook: Environment for Development (GEO4) UNEP, 572 pages 44 ... NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI thu hồi khí metan (ví dụ: việc áp dụng bể kỵ khí có cơng nghệ thu hồi khí metan bước xử lý thay cho xử lý đầm phá kị khí mà khơng có thu hồi khí metan) ... BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU BẰNG CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG KHÍ METAN TỪ NƯỚC THẢI CHƯƠNG KHÍ METAN, CÔNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG 2.1 Tổng quan khí metan 2.1.1 Khí metan Metan hợp chất hóa học có cơng... CHƯƠNG KHÍ METAN, CƠNG NGHỆ THU HỒI VÀ SỬ DỤNG .18 2.1 Tổng quan khí metan 18 2.1.1 Khí metan .18 2.1.2 Nguồn gốc khí metan: 18 2.1.3 Tác động khí metan gây hiệu