1.3. Tổng quan về công nghệ sinh học xử lý nước thải và tiềm năng khai thác
1.3.6. Tiềm năng khai thác năng lượng từ nước thải ngành mía đường
Trong bối cảnh nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt cũng như các mối lo ngại về môi trường (đặc biệt là hiệu ứng nhà kính) do các loại động cơ sử dụng các nhiên liệu từ các nguồn năng lượng này gây nên, vấn đề thu hồi năng lượng từ chất thải ngày càng thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học cũng như được phổ biến rộng rãi trên các phương tiện thơng tin đại chúng.
Tính tốn tiềm năng thu hồi năng lượng (khí metan)
Nếu khơng xử lý nước thải mía đường, trong điều kiện tự nhiên, với sự có mặt của các vi sinh vật và các tác nhân môi trường (nhiệt độ, ánh sáng…) sẽ xảy ra quá trình tự phân hủy các chất hữu cơ. Giả sử toàn bộ chất hữu cơ trong nước thải được phân hủy.
Sau đây là phương trình tổng qt mơ tả q trình phân hủy hồn tồn chất hữu cơ theo APHA [15]:
CnHaOb + (n + a4 − b2 )O2 → nCO2 + 2a H2O (1)
Theo phương trình (1), tỷ lệ COD/CnHaOb được xác định theo phương trình sau:
COD/CnHaOb =
(n + 4a − b2 ) x 32
12n + a + 16b (gCOD/g CnHaOb) (2)
Mặt khác, theo Buswell & Neave, khi biết cơng thức hóa học của một chất hữu cơ xác định và toàn bộ chất hữu cơ đều phân hủy tạo khí sinh học thì tiềm năng tạo khí metan theo lý thuyết được biểu diễn bằng phương trình sau [18]:
Ở đây, nước chỉ đóng vai trị là mơi trường.
Tiềm năng sinh khí metan CH4 được tính theo phương trình Buswell như
sau:
B =
(n2 + a8 − b4 ) x 16
12n + a + 16b (gCH4/g CnHaOb) (4)
Lập tỷ lệ phương trình (2) và phương trình (4), ta được cơng thức tính tỷ lệ tiềm năng sinh CH4/COD như sau:
B = (n2 + 8a − b4 ) x 16 (n + a 4 − b 2 ) x 32 (gCH4/gCOD) (5)
CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU