Giải pháp giảm phát thải khí nhà kính từ xử lý nước thải

Giảm phát thải khí nhà kính từ xử lý nước thải đang trở thành một hướng đi quan trọng trong chiến lược ESG, kiểm kê khí nhà kính và chuyển đổi xanh của doanh nghiệp. Đặc biệt với các nhà máy có nước thải hữu cơ cao như thực phẩm, đồ uống, thủy sản, tinh bột, chăn nuôi, giấy, bia, sữa hoặc chế biến nông sản, hệ thống xử lý nước thải không chỉ là công trình bảo vệ môi trường mà còn là khu vực có tiềm năng lớn để giảm phát thải, tiết kiệm năng lượng và thu hồi tài nguyên.

Trong xử lý nước thải, phát thải khí nhà kính có thể đến từ metan phát sinh trong điều kiện kỵ khí, nitrous oxide trong quá trình xử lý nitơ, điện năng tiêu thụ cho máy thổi khí, bơm, khuấy trộn, hóa chất và bùn thải. Vì vậy, doanh nghiệp muốn phát triển theo hướng carbon thấp cần nhìn hệ thống xử lý nước thải như một phần trong chiến lược giảm phát thải tổng thể, không chỉ là công trình “xử lý đạt QCVN”.

1. Vì sao xử lý nước thải có liên quan đến phát thải khí nhà kính?

Nước thải chứa chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và các hợp chất có thể chuyển hóa sinh học. Trong quá trình thu gom, điều hòa, xử lý sinh học, xử lý bùn hoặc phân hủy kỵ khí, các phản ứng sinh học có thể phát sinh khí nhà kính như methane và nitrous oxide.

Theo hướng dẫn kiểm kê khí nhà kính của IPCC, nước thải có thể là nguồn phát sinh methane khi được xử lý hoặc thải bỏ trong điều kiện kỵ khí; đồng thời cũng có thể phát sinh nitrous oxide trong một số quá trình xử lý và xả thải liên quan đến nitơ.

Bên cạnh phát thải trực tiếp, trạm xử lý nước thải còn tạo phát thải gián tiếp thông qua điện năng tiêu thụ. Các thiết bị như máy thổi khí, máy bơm, máy khuấy, máy ép bùn, hệ thống định lượng hóa chất và tủ điều khiển có thể vận hành liên tục, làm tăng chi phí năng lượng và phát thải gián tiếp từ điện lưới.

Vì vậy, giảm phát thải khí nhà kính từ nước thải cần kết hợp cả hai hướng: giảm phát thải trực tiếp từ quá trình sinh học và giảm phát thải gián tiếp thông qua tiết kiệm điện, tối ưu thiết bị và vận hành.

2. Những nguồn phát thải chính trong hệ thống xử lý nước thải

Để xây dựng giải pháp phù hợp, doanh nghiệp cần xác định đúng nguồn phát thải trong hệ thống hiện hữu.

2.1. Methane từ nước thải

Methane từ nước thải thường phát sinh khi chất hữu cơ phân hủy trong điều kiện thiếu oxy hoặc kỵ khí. Với các dòng nước thải có COD, BOD cao, nếu hệ thống thu gom, hố gom, bể điều hòa, bể kỵ khí hoặc khu xử lý bùn vận hành không phù hợp, methane có thể phát sinh và thất thoát ra môi trường.

Methane có tiềm năng làm nóng toàn cầu cao hơn CO₂, vì vậy kiểm soát methane là một trong những điểm quan trọng khi doanh nghiệp muốn giảm dấu chân carbon của hệ thống xử lý nước thải.

2.2. Nitrous oxide trong xử lý nitơ

Nitrous oxide (N2O)có thể phát sinh trong các quá trình nitrat hóa và khử nitrat, đặc biệt khi hệ thống sinh học thiếu ổn định, thiếu carbon, thiếu oxy cục bộ, sốc tải amoni hoặc vận hành sai chế độ. Dù lượng phát sinh phụ thuộc mạnh vào điều kiện vận hành, đây là thông số cần được doanh nghiệp quan tâm nếu nước thải có tải lượng nitơ cao.

2.3. Phát thải gián tiếp từ điện năng

Trong nhiều trạm xử lý nước thải hiếu khí, máy thổi khí là thiết bị tiêu thụ điện lớn. Nếu máy thổi khí vận hành quá mức, hệ thống phân phối khí kém hiệu quả, DO cài đặt không phù hợp hoặc bể sinh học bị quá tải, điện năng tiêu thụ có thể tăng đáng kể. Ngoài máy thổi khí, bơm chìm, máy khuấy, thiết bị ép bùn, hệ thống lọc và khử trùng cũng góp phần làm tăng phát thải gián tiếp.

2.4. Phát thải từ bùn thải và hóa chất

Bùn thải cần được thu gom, xử lý, ép, vận chuyển và chuyển giao. Nếu lượng bùn phát sinh lớn, doanh nghiệp phải chịu thêm chi phí điện, polymer, hóa chất, vận chuyển và xử lý. Tương tự, việc sử dụng hóa chất không tối ưu cũng làm tăng phát thải gián tiếp trong chuỗi cung ứng.

3. Lộ trình triển khai dự án giảm phát thải từ xử lý nước thải

Để tránh đầu tư sai hướng, doanh nghiệp nên triển khai theo lộ trình rõ ràng.

Giai đoạn 1: Khảo sát và thu thập dữ liệu

Bước đầu doanh nghiệp cần khảo sát hệ thống hiện hữu, thu thập dữ liệu lưu lượng, COD, BOD, TSS, amoni, tổng nitơ, tổng photpho, pH, điện năng, hóa chất, bùn thải, thiết bị và chế độ vận hành.

Giai đoạn 2: Đánh giá điểm phát thải và chi phí vận hành

Dữ liệu được phân tích để xác định điểm tiêu thụ điện lớn, khu vực phát sinh methane, công đoạn quá tải, thiết bị kém hiệu suất và cơ hội giảm phát thải.

Giai đoạn 3: Đề xuất giải pháp công nghệ

Tùy từng nhà máy, kỹ sư môi trường có thể đề xuất cải tạo bể điều hòa, bổ sung kỵ khí, thu hồi methane, tối ưu máy thổi khí, nâng cấp sinh học, cải tạo xử lý bùn hoặc tái sử dụng nước sau xử lý.

Giai đoạn 4: Thiết kế và triển khai EPC

Với năng lực EPC xử lý nước thải, ETM có thể thực hiện thiết kế, cung cấp thiết bị, thi công, lắp đặt, chạy thử và hỗ trợ vận hành công trình giảm phát thải. Đây là bước biến tư vấn thành kết quả thực tế tại nhà máy.

Giai đoạn 5: Theo dõi, MRV và tối ưu dài hạn

Sau khi cải tạo, doanh nghiệp cần tiếp tục theo dõi dữ liệu để chứng minh hiệu quả giảm điện, giảm hóa chất, giảm bùn, giảm methane hoặc tăng khả năng thu hồi năng lượng. Đây là nền tảng để phục vụ ESG, kiểm kê khí nhà kính, MRV và đánh giá tiềm năng tín chỉ carbon nếu dự án đáp ứng điều kiện phù hợp.

4. ETM đồng hành cùng doanh nghiệp như thế nào?

Môi trường ETM có thể hỗ trợ doanh nghiệp giảm phát thải khí nhà kính từ xử lý nước thải thông qua chuỗi giải pháp kỹ thuật đồng bộ:

• Khảo sát hiện trạng hệ xả thải của nhà máy
• Đánh giá tải lượng hữu cơ và nguồn phát thải chính
• Tư vấn giải pháp xử lý nước thải
• Tối ưu máy thổi khí, bơm, khuấy trộn và hệ thống phân phối khí
• Tư vấn thu hồi methane, tận dụng biogas cho nhà máy có nước thải hữu cơ cao
• Thiết kế, cung cấp thiết bị, thi công EPC công trình xử lý nước thải
• Hỗ trợ chạy thử, vận hành và đào tạo nhân sự.

Với kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp, ETM không chỉ giúp doanh nghiệp đạt yêu cầu xả thải mà còn tối ưu hiệu quả vận hành, giảm chi phí và tạo nền tảng cho chiến lược carbon thấp.

5. Câu hỏi thường gặp

1. Nước thải có phát sinh khí nhà kính không?

Có. Nước thải có thể phát sinh metan trong điều kiện kỵ khí và nitrous oxide trong một số quá trình xử lý nitơ. Ngoài ra, hệ thống xử lý nước thải còn tạo phát thải gián tiếp thông qua điện năng tiêu thụ.

2. Nhà máy nào nên quan tâm đến thu hồi methane?

Các nhà máy có nước thải hữu cơ cao như thực phẩm, đồ uống, thủy sản, tinh bột, chăn nuôi, bia, sữa, giấy hoặc chế biến nông sản nên đánh giá khả năng xử lý kỵ khí, thu hồi metan và tận dụng biogas.

3. Tối ưu máy thổi khí có giúp giảm phát thải không?

Có. Máy thổi khí thường tiêu thụ nhiều điện trong hệ thống hiếu khí. Tối ưu DO, lắp biến tần, cải thiện phân phối khí và chọn đúng công suất máy thổi khí có thể giúp tiết kiệm điện trong xử lý nước thải và giảm phát thải gián tiếp.

4. Thu hồi metan có tạo tín chỉ carbon không?

Không phải mọi dự án thu hồi methane đều tự động tạo tín chỉ carbon. Dự án cần có phương pháp luận phù hợp, đường cơ sở, tính bổ sung, hệ thống MRV và xác minh theo cơ chế được công nhận.

5. ETM có triển khai EPC hệ thống xử lý nước thải carbon thấp không?

ETM có thể khảo sát, tư vấn công nghệ, thiết kế, cung cấp thiết bị, thi công, chạy thử và hỗ trợ vận hành các hệ thống xử lý nước thải theo định hướng carbon thấp, tùy theo điều kiện thực tế và phạm vi hợp đồng của từng dự án.

Lời kết

Giảm phát thải khí nhà kính từ xử lý nước thải là hướng đi thiết thực đối với các doanh nghiệp có nước thải hữu cơ cao và hệ thống xử lý tiêu thụ nhiều năng lượng. Thay vì chỉ tập trung vào việc xử lý đạt chuẩn đầu ra, doanh nghiệp cần đánh giá toàn diện nguồn phát thải, điện năng tiêu thụ, methane từ nước thải, bùn thải, hóa chất và khả năng thu hồi tài nguyên.

Môi trường ETM sẵn sàng đồng hành cùng doanh nghiệp trong quá trình khảo sát, tư vấn, thiết kế, thi công EPC và tối ưu hệ thống xử lý nước thải theo định hướng hiệu quả và bền vững.