Calculating greenhouse gas emissions from wastewater treatment systems based on numerical models is a new method in the world. Based on the chemical balance equations of the components, including substrate balance equations, biomass balance equations in reaction tanks, stoichiometric coefficients of substances participating in biochemical reactions in the treatment system. Mathematical equations are solved numerically and coded using the Matlab programming language. Numerical models help calculate and forecast greenhouse gas emissions, evaluate the influence of a number of parameters on the ability to emit greenhouse gases, from which appropriate operating parameters can be selected to ensure efficiency. sustainability of the treatment system. Applying of numerical model for calculation of domestic wastewater treatment plants at Hanoi Plastic Joint Stock Company achieved the following results: in the case of CH4 gas recovery and combustion, the treatment system with a treatment capacity of 200 m3 /day, greenhouse gas emissions and emission factors are 91.505 kgCO2- eq/day and 2.34 kgCO2-eq/kgBOD. Greenhouse gas emissions from the processing process account for more than 60%, greenhouse gas emissions from electricity production account for nearly 40%. During the treatment process, greenhouse gas emissions are mainly concentrated in biological treatment tanks and anaerobic digestion tanks, accounting for more than 40% in each tank. In the case of CH4 air release, greenhouse gas emissions increase two times compared to the recovery case, specifically the system's greenhouse gas emissions are 186,156 kgCO2-eq/day. Considering a number of factors affecting the system in the case of CH4 gas recovery, the results show that an increase of 1oC increases 3.57 kg CO2-eq, an increase in concentration of 10 mg BOD/l increases 3.13 kg CO2-eq, increasing 1 day of sludge retention increases 13.04 kg CO2-eq in the biological treatment tank, in the anaerobic sludge digestion tank, when increasing 1oC, the decrease is 1.82 kg CO2-eq, increasing the concentration by 10 mg BOD /l increases 4.45 kg CO2-eq, increasing 1 day of sludge retention reduces 7.017 kg CO2-eq. Keywords: Modeling and calculating greenhouse gas emissions
greenhouse gas emissions
domestic wastewaterTính toán phát thải khí nhà kính từ hệ thống xử lý nước thải dựa trên mô hình số là phương pháp mới trên thế giới. Dựa trên các phương trình cân bằng chất của các cấu tử, bao gồm các phương trình cân bằng cơ chất, các phương trình cân bằng sinh khối trong các bể phản ứng, các hệ số động học, hệ số tỷ lượng của các chất tham gia các phản ứng sinh hóa trong hệ thống xử lý
các phương trình toán học được giải bằng phương pháp số và được code số bằng ngôn ngữ lập trình Matlab. Mô hình số giúp tính toán và dự báo về lượng phát thải khí nhà kính, đánh giá ảnh hưởng của một số thông số đến khả năng phát thải khí nhà kính, từ đó có thể lựa chọn thông số vận hành thích hợp đảm bảo tính bền vững của hệ thống xử lý. Ứng dụng mô hình tính toán cho các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tại công ty cổ phần nhựa Hà Nội đạt kết quả như sau: trong trường hợp thu hồi và đốt khí CH4, hệ thống xử lý với công suất xử lý là 200 m3/ngày, phát thải khí nhà kính và hệ số phát thải là 91,505 kgCO2-tđ/ngày và 2,34 kgCO2-tđ/kgBOD. Phát thải khí nhà kính từ quá trình xử lý chiếm chủ yếu hơn 60%, phát thải khí nhà kính từ sản xuất điện năng chiếm gần 40%. Trong quá trình xử lý, phát thải khí nhà kính chủ yếu tập trung tại bể xử lý sinh học và bể phân hủy yếm khí, chiếm tỷ lệ hơn 40% tại mỗi bể. Trong trường hợp phóng không khí CH4, phát thải khí nhà kính tăng gấp hai lần so với trường hợp thu hồi, cụ thể lượng phát thải khí nhà kính của hệ thống là 186,156 kgCO2-tđ/ngày. Xét một số yếu tố ảnh hưởng đối với hệ thống trong trường hợp thu hồi khí CH4, kết quả cho thấy khi tăng 1oC thì tăng 3,57 kg CO2-tđ, tăng nồng độ10 mg BOD/l thì tăng 3,13 kg CO2-tđ, tăng thêm 1 ngày lưu bùn thì tăng 13,04 kg CO2- tđ tại bể xử lý sinh học, tại bể phân hủy bùn yếm khí khi tăng 1oC thì giảm 1,82 kg CO2-tđ, tăng nồng độ10 mg BOD/l thì tăng 4,45 kg CO2- tđ,tăng thêm 1 ngày lưu bùn thì giảm 7,017 kg CO2-tđ. Từ khóa: Mô hình hóa tính toán phát thải khí nhà kính
phát thải khí nhà kính
hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.