Luận án tính toán phát thải khí nhà kính từ xử lý nước thải Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thị Vân Anh NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ MỘT SỐ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Thị Vân Anh NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ MỘT SỐ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở VIỆT NAM Ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số : 9520320 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. Đặng Xuân Hiển HÀ NỘI - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được tác giả khác công bố. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày …….

tháng …… năm 2019 Người hướng dẫn khoa học Nghiên cứu sinh PGS. Đặng Xuân Hiển Nguyễn Thị Vân Anh 1 LỜI CẢM ƠN Quá trình nghiên cứu sinh là một chặng đường thật dài, khó khăn và vất vả nhưng đã mang đến cho tôi một trải nghiệm nhiều thú vị, nhiều cung bậc cảm xúc. Hành trình học tập này đã tích lũy cho tôi thêm nhiều kiến thức khoa học, nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực nghiên cứu và rèn luyện bản thân thêm vững vàng trong cuộc sống. Trước tiên, tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo Viện Khoa học và Công nghệ môi trường, Trường đại học Bách khoa Hà Nội, nơi tôi đã trải qua các thời kỳ học tập từ khi là sinh viên đại học, nghiên cứu luận văn thạc sỹ và đến nay là nghiên cứu luận án tiến sĩ.

Các thầy cô đã luôn tận tình, tâm huyết truyền tải cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm chuyên môn bổ ích để tôi có thể tự tin trong quá trình công tác của mình. Khi nghiên cứu luận án tiến sĩ các thầy cô đã luôn góp ý chân thành, chia sẻ những kinh nghiệm quý báu và luôn tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi để tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin bày tỏ sự cảm động và biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Đặng Xuân Hiển, người thầy hướng dẫn khoa học, luôn định hướng, chỉ dẫn và luôn tận tụy hỗ trợ cho tôi trong quá trình nghiên cứu và viết luận án tiến sĩ. Tôi xin trân trọng cảm ơn sâu sắc đến TS.Nguyễn Đức Toàn, Bộ Tài nguyên và Môi trường, người luôn lắng nghe, đồng hành, cho tôi những lời khuyên, động viên, nhiệt tình hỗ trợ và giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu.

Tôi xin trân trọng cảm ơn đến anh Nguyễn Duy Hùng - Vụ khoa học công nghệ - Bộ Tài nguyên và Môi trường, anh Phạm Tiến Nhất – Trung tâm Tư vấn và Công nghệ môi trường, Tổng cục Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường, chị Đỗ Kim Chi - Trung tâm phân tích và chuyển giao công nghệ môi trường - Viện Môi trường nông nghiệp, các em kỹ sư công nghệ thông tin Bùi Việt Thành, Nguyễn Thành Long, những người luôn quan tâm và giúp đỡ để tôi hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban quản lý dự án tòa nhà GOLDMARK, Nhà máy giấy Bãi Bằng, Công ty Môi trường Anh Dũng, Công ty Môi trường Minh Thái, Công ty cổ phần kỹ thuật ELCOM, những người bạn, người thân của tôi đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình nghiên cứu luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn đến tình cảm của Ban lãnh đạo, các anh, chị, em đồng nghiệp Trung tâm Tư vấn và Công nghệ môi trường, Tổng cục môi trường, nơi tôi công tác, luôn tạo rất nhiều điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu và viết luận án. Và cuối cùng, tôi xin bày tỏ một sự biết ơn đặc biệt, sâu sắc nhất đến bố mẹ tôi, chồng và các con tôi, những người luôn sát cánh bên tôi, đồng hành cùng tôi, luôn dành cho tôi những quan tâm đặc biệt, sự hỗ trợ hết mình cả về vật chất và tinh thần, luôn là nguồn động lực cho tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án.

Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn tất cả! Hà Nội, ngày …. năm 2019 Nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Vân Anh 2 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. 3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. 6 DANH MỤC CÁC BẢNG.

9 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ. Tính cấp thiết của luận án. Mục tiêu nghiên cứu của luận án. Đối tượng nghiên cứu của luận án.

Nội dung nghiên cứu của luận án. Phạm vi nghiên cứu của luận án. Phương pháp nghiên cứu của luận án. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của luận án.

Những đóng góp mới của luận án. Cấu trúc luận án. Tổng quan về biến đổi khí hậu và khí nhà kính. Lịch sử về hội nghị thế giới khí hậu.

Khái niệm về biến đổi khí hậu. Hiệu ứng nhà kính. Khí nhà kính và các nguồn phát thải khí nhà kính. Khái niệm về khí nhà kính.

Các nguồn phát thải khí nhà kính. Phát thải khí nhà kính từ nguồn chất thải. Phát thải khí nhà kính từ hệ thống xử lý nước thải. Các nguồn phát thải khí nhà kính từ hệ thống xử lý nước thải.

Phát thải khí nhà kính từ sản xuất điện năng phục vụ hệ thống xử lý. Phát thải khí nhà kính trong quá trình xử lý nước thải. Tổng quan về các nghiên cứu tính toán phát thải khí nhà kính trên thế giới và Việt Nam .1 Nghiên cứu trên thế giới. Cách tính toán phát thải khí nhà kính theo IPCC.

Cách tính toán phát thải khí nhà kính theo Bridle Consulting. Một số cách tính khác. Nghiên cứu trong nước. Tổng quan về tình hình xử lý nước thải ở Việt Nam.

Tình hình chung về xử lý nước thải sinh hoạt tại Việt Nam. Tình hình chung về xử lý nước thải công nghiệp tại Việt Nam. NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI. Cách tiếp cận.

Quy trình lấy mẫu Khí nhà kính và phân tích mẫu khí nhà kính. Thiết bị lấy mẫu. Phương pháp lấy mẫu. Phân tích mẫu khí nhà kính.

Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải nghiên cứu tính toán. Phát thải khí nhà kính từ sản xuất điện sử dụng cho hệ thống xử lý nước thải. Phát thải khí nhà kính từ quá trình xử lý của hệ thống nước thải. Thiết lập các tính toán trong điều kiện hiếu khí (hệ thống A).

Tính toán lượng phát thải khí nhà kính từ bể xử lý hiếu khí. Tính toán lượng phát thải khí nhà kính từ bể phân hủy bùn yếm khí. Tính toán lượng phát thải khí nhà kính từ phân hủy BOD5 dòng ra. Phát thải khí N2O từ hệ thống xử lý.

Tính toán trong hệ thống xử lý yếm khí (hệ thống xử lý B). Tính toán trong hệ thống C (Hệ thống xử lý yếm khí – hiếu khí). Tính toán lượng phát thải khí nhà kính trong điều kiện không ổn định. Xác định hệ số động học của hệ thống xử lý.

Thiết lập hệ số chuyển đổi (Y). Vi sinh vật và các phương trình hóa học trong quá trình xử lý sinh học. Phương trình hóa học trong xử lý nước thải sinh hoạt. Phương trình hóa học trong xử lý nước thải công nghiệp giấy.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Cấu trúc của mô hình thiết lập được và sơ đồ khối tính toán. Cấu trúc của mô hình thiết lập. Sơ đồ khối tính toán phát thải KNK từ hệ thống xử lý nước thải.

Kiểm nghiệm mô hình thiết lập theo nghiên cứu trước đó. Kiểm nghiệm mô hình thiết lập cho hệ thống xử lý nước thải GOLDMARK. Giới thiệu hệ thống GOLDMARK. Kiểm nghiệm mô hình thiết lập cho hệ thống GOLDMARK.

Kiểm nghiệm mô hình thiết lập với kết quả đo đạc thực địa của hệ thống xử lý nước thải GOLDMARK. Phân tích độ nhạy. Phần mềm mô hình thiết lập được. Ứng dụng mô hình thiết lập mô phỏng ảnh hưởng của một số yếu tố như nhiệt độ, nồng độ cơ chất và tuổi bùn đến khả năng phát thải khí nhà kính của hệ thống xử lý nước thải GOLDMARK.

Ứng dụng mô hình thiết lập tính toán phát thải KNK cho một số hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại Việt Nam. Ứng dụng mô hình thiết lập được tính toán cho một số hệ thống xử lý nước thải công nghiệp giấy. Giới thiệu hệ thống xử lý nước thải cho công ty giấy Bãi Bằng. Tính toán phát thải khí nhà kính hệ thống Giấy Bãi Bằng.

Tính phát thải KNK hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy Corelex. 143 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN. 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO .