Tương lai của tạo hạt kỵ khí

Xử lý kỵ khí đã hơn 100 năm tuổi.Sự phát triển ban đầu của nó là để xử lý nước thải sinh hoạt, sau đó nó được ứng dụng để phân hủy bùn riêng biệt, sau đó là xử lý loãngchất thải công nghiệp-nhiều nước.Một số quy trình đã được phát triển để đạt được hiệu quả xử lý nước thải trong thời gian tạm giam ngắn.

Hệ thống tạo hạt kỵ khí đã được biết đến với khả năng độc đáo của nó để chuyển đổi các chất thải khó chịu thành các sản phẩm hữu ích.Với những lo ngại toàn cầu về tình trạng thiếu hụt năng lượng và sự hình thành khí nhà kính thông qua việc đốt cháynhiên liệu hóa thạch, nỗ lực nhiều hơn hướng tới năng lượng tái tạonguồn cung cấp rõ ràng là cần thiết.Hiện nay cần có những nỗ lực lớn hơn cho các ứng dụng rộng rãi hơn của hệ thống tạo hạt kỵ khí để loại bỏ các vật liệu hữu cơ không mong muốn trong môi trường bằng cách chuyển đổi chúng thành mêtan, một nguồn năng lượng tái tạo.Quá trình tạo hạt kỵ khí dẫn đến sản xuất metan hiệu quả từ nước thải rõ ràng phù hợp với nhu cầu này.Nghiên cứu hướng tới ứng dụng rộng rãi hơn rõ ràng là rất quan trọng.Các vấn đề cần giải quyết là độ tin cậy của quy trình, nguyên nhân và tác động của độc tính, sản xuất và kiểm soát mùi, đồng thời hiểu rõ hơn về sự phân hủy chất hữu cơ chịu lửa.

Từ rất nhiều nghiên cứu được công bố mới nhất về các quá trình kỵ khí, được trích dẫn ở phần trước, đây được cho là hệ thống xử lý nước thải hứa hẹn nhất có thể đáp ứng các tiêu chí nghiêm ngặt mong muốn cho công nghệ tương lai trong phát triển bền vững môi trường.

Quy trình tạo hạt kỵ khí sẽ là quy trình có thể giảm thiểu tác hại đến môi trường đồng thời tăng năng suất công nghiệp và cải thiện chất lượng cuộc sống.

Hiện tại, quy trình xử lý phổ biến nhất là lò phản ứng UASB.Tuy nhiên, với sự phát triển gần đây của các hệ thống lò phản ứng EGSB và "Kị khí nhiều giai đoạn" (SMPA), điều này có thể dẫn đến một thế hệ hệ thống xử lý kỵ khí mới rất hứa hẹn (Lettinga và cộng sự, 1997).Các khái niệm này đằng sau EGSB sẽ mang lại hiệu quả cao hơn ở tốc độ tải cao hơn, có thể áp dụng cho các điều kiện môi trường khắc nghiệt (ví dụ: nhiệt độ thấp và cao) và các hợp chất ức chế.Hơn nữa, bằng cách tích hợp quá trình kỵ khí với các phương pháp sinh học khác (khử sunfat, vi sinh vật ưa khí) và với các phương pháp vật lý - hóa học, việc xử lý hoàn toàn nước thải có thể được thực hiện với chi phí rất thấp, đồng thời các thành phần có giá trị có thể thu hồi để sử dụng lại.

Rõ ràng rằng xử lý kỵ khí là một công nghệ được thiết lập cho nhiều ứng dụng công nghiệp.Công nghệ này được chấp nhận ở thế giới công nghiệp hóa phương Tây cũng như ở các nước kém phát triển hơn.Các quy trình UASB và EGSB dựa trên bùn dạng hạt dần dần chiếm một phần lớn các ứng dụng này.Mặc dù UASB vẫn là công nghệ chủ yếu được sử dụng, nhưng hiện tại, các quy trình loại EGSB đang trở nên phổ biến hơn doKinh tế học.Dữ liệu bằng chứng rằng tải thiết kế cho các hệ thống EGSB xấp xỉ gấp đôi so với quy trình UASB, dẫn đến lợi thế cạnh tranh so với các hệ thống có tải thấp hơn.Tuy nhiên, cần lưu ý rằng dữ liệu được trình bày đại diện cho khoảng 50-60% tổng số hệ thống kỵ khí được lắp đặt và đóng góp của hệ thống EGSB và IC có thể tương đối cao trong cơ sở dữ liệu hiện tại so với tổng số hệ thống được lắp đặt.Cũng có thể thấy trước rằng các hệ thống loại EGSB tải cao hơn đang dần thay thế ít nhất một số ứng dụng UASB (Frankin, 2001).

Trong các lĩnh vực xử lý kỵ khí psychrophilic và ưa nhiệt, việc phát triển lò phản ứng cụ thể có thể góp phần nâng cao hơn nữa khả năng chuyển đổi thể tích.Do lượng nước sử dụng giảm, nồng độ COD và muối đều có xu hướng tăng đối với nước thải công nghiệp.Do đó, cần có sự phát triển của các lò phản ứng kỵ khí giữ lại sinh khối floc-culant hoặc dạng hạt.Các lò phản ứng sinh học màng (MBR) cung cấp một giải pháp cho một số ngóc ngách nhất định trong xử lý nước thải (Mulder và cộng sự, 2001).Tuy nhiên, tính kinh tế chuyển oxy kém và tắc nghẽn sinh khối là những vấn đề chính của MBR cần được khắc phục.Các lò phản ứng sinh học dạng màng kết hợp với các quá trình kỵ khí dạng hạt rất đáng để khám phá.

Các khái niệm về bảo vệ môi trường và bảo tồn tài nguyên tập trung vào việc ngăn ngừa ô nhiễm và sử dụng tối thiểu năng lượng, hóa chất và nước để giảm thiểu ô nhiễm và tái sử dụng tối đa nước thải đã qua xử lý, các sản phẩm phụ và các chất cặn bã tạo ra trong quá trình xử lý của nước thải.Do đó, bằng cách thực hiện các khái niệm này, nước thải như nước thải và nước thải công nghiệp trở thành một nguồn nước quan trọng,phân bón, chất điều hòa đất, và thường là năng lượng thay vì mối đe dọa xã hội.Ngoài ra, một cầu nối được thực hiện giữa bảo vệ môi trường và thực hành nông nghiệp, kích thích nền nông nghiệp đô thị trong khu vực lân cận của các thành phố lớn.Quá trình tạo hạt kỵ khí được coi là công nghệ cốt lõi để khoáng hóa các hợp chất hữu cơ trong các dòng nước thải có độ ô nhiễm cao.

Ngày nay, các quy trình dựa trên xử lý kỵ khí dường như là một lựa chọn tuyệt vời như là cốt lõi của một quy trình tích hợp để xử lý chất thải và nước thải (Lema và Omil, 2001).Các quy định về môi trường ở Liên minh Châu Âu, dựa trên khái niệm về phòng ngừa tổng hợp và kiểm soát ô nhiễm, hướng tới tính bền vững của các quá trình sản xuất và điều này dẫn đến việc phục hồi tốt hơn các nguồn tài nguyên từ nguyên liệu thô,tiết kiệm năng lượng, v.v ... Trong vài thập kỷ gần đây, quy trình kỵ khí dựa trên bùn dạng hạt đã được chấp nhận rộng rãi và đã được sử dụng thành công để xử lý nhiều loại nước thải công nghiệp.Các quy trình cung cấp mức độ loại bỏ chất hữu cơ cao, sản xuất bùn thấp và thấptiêu thụ năng lượngcùng với việc sản xuất năng lượng dưới dạng khí sinh học.Có thể không phải là một kỳ vọng vô lý rằng, trong tương lai, các công nghệ xử lý sẽ có sự thay đổi toàn cầu theo hướng sử dụng các quy trình kỵ khí dựa trên bùn dạng hạt hiệu quả cao để xử lý nước thải.