Công nghệ điện hóa sinh học có khả năng XLNT hiệu quả trong các chu trình dinh dưỡng và nước góp phần to lớn vào nền kinh tế bền vững hơn. Vậy ứng dụng phương pháp điện hóa xử lý nước thải, điện hóa sinh học và màng lọc thu được những tài nguyên và hiệu quả như thế nào?
1. Công nghệ điện hóa sinh học thu hồi tài nguyên
Đối với việc sử dụng điện cho phép vi sinh vật phát triển trực tiếp trên các dòng điện cực, nhờ vậy mà giúp chuyển đổi hóa học các phản ứng, sử dụng nguồn năng lượng thấp hơn so với các phương pháp khác. Với tính năng này mà điện hóa sinh học ngày càng sử dụng phổ biến để XLNT ô nhiễm.
Nước thải thường chứa mercaptan, đây là những hợp chất hữu cơ nặng mùi giải phóng từ sự phân hủy chất ô nhiễm trong các HTXLNT. Hợp chất này có thể được loại bỏ bằng cách oxy hóa học nhưng chi phí xử lý khá cao và hiệu quả thấp. Vì thế mà việc áp dụng công nghệ điện hóa sinh học có thể cung cấp phương pháp hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn nhiều.
Ngoài ra, công nghệ này còn thu hồi nhiều chất dinh dưỡng từ dòng thải.
- Thẩm phân điện và khử ion điện dung: khử muối và thu hồi chất dinh dưỡng. Người ta tối ưu hóa quy trình để loại bỏ Na+, ion muối hoặc photphat từ nước thải. Các quá trình điện hóa kết hợp cùng màng dùng để sản xuất hydrogen peroxide (H2O2) từ nước. Chất oxy hóa này thường dùng để khử trùng đường ống và thiết bị công nghiệp.
- Loại bỏ mercaptan: sử dụng điện và VSV chuyển thành H2S. Từ quy trình xử lý thông thường, H2S tiếp tục được xử lý tạo thành chất ít độc hại hơn như lưu huỳnh và nó có thể được tái sử dụng.
- Loại bỏ amoni: áp dụng điện hóa cùng với vi sinh vật và màng lọc, amoni bị loại bỏ khỏi nước thải và thu hồi dưới dạng phân bón amoni lỏng như amoni nitrat.
2. Vấn đề vật liệu điện cực sinh học
Công nghệ điện hóa sinh học kết hợp cùng công nghệ màng trong xử lý nước thải được đánh giá bổ sung cho nhiều hệ thống thông thường do giảm yêu cầu năng lượng sử dụng nước thải làm nguyên liệu thô. Màng đóng vai trò quan trọng khi làm cấu trúc vật liệu để phát triển công nghệ điện hóa sinh học do giảm đáng kể chi phí xử lý.
Là công nghệ mới, điện hóa sinh học cũng cần vượt qua một số thách thức và trở ngại như mật độ điện thấp, vốn và chi phí hoạt động cao. Để khắc phục những vấn đề này cần cải thiện điện cực, giảm chi phí liên quan, phân tách thiết bị, cải tiến bể phản ứng và công nghệ giám sát, kiểm tra các quá trình xử lý.
Các vật liệu điện cực phải tương thích với phản ứng sinh học, dễ chế tạo với chi phí thấp, dễ tái chế, diện tích bề mặt riêng, chống ăn mòn và độ bền cơ học cao. Trong XLNT, vật liệu điện cực phải mang lại tính hiệu quả về kinh tế, chẳng hạn như kim loại, cacbon hoặc than hoạt tính.
3. Mô hình hệ thống kết hợp
Trong những cải tiến gần đây người ta chế tạo thành công công nghệ nano với sự phát triển của điện cực ba chiều như ống nano cacbon, sợi nano cacbon hoặc vật liệu tổng hợp. Với giải pháp này người ta sử dụng kết hợp các công nghệ như:
- Hệ thống điện hóa sinh học để XLNT và phục hồi tài nguyên.
- Công nghệ màng, cải tiến kỹ thuật và thiết kế bể phản ứng để tăng hiệu quả của hệ thống dựa vào phản ứng hóa học ở các điện cực hoặc nguyên lý hóa lý.
- Sử dụng hệ thống vi sinh vật để thúc đẩy quá trình chuyển hóa hóa học bằng cách kiểm soát dòng điện.
Ngày càng nhiều công nghệ XLNT mới mang lại hiệu quả XLNT tối ưu. Dựa vào tính chất và đặc trưng của nguồn thải mà bạn cần lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp. Quý Doanh nghiệp cần tư vấn thêm nhiều giải pháp mới hoặc cần hỗ trợ xây mới hệ thống XLNT thì hãy liên hệ qua Hotline: 0938.857.768 của Công ty dịch vụ môi trường Hợp Nhất.
