Research on model-based calculation of greenhouse gas emissions from domestic wastewater treatment systems in Vietnam

Nghiên cứu tính toán phát thải khí nhà kính từ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt dựa trên mô hình tại Việt Nam

Abstract

There are three important greenhouse gases: carbon dioxide (CO₂), methane (CH₄) and nitrous oxide (N₂O), which are generated from the domestic wastewater treatment systems, including on-site and off-site sources. On-site emission of greenhouse gases occurs during process of wastewater treatment, while the off-site emission of greenhouse gases occurs during energy using and other support- ing activities of the treatment system. The research established model to calculate greenhouse gas emissions from the domestic wastewater treatment systems, was named No.0 MTH model. The No.0 MTH model was based on balance equations of substrate and biomass, biochemical reactions and Monod kinetics equations for biological treatment reactors and writen by programing Scalable language. Model was calibrated and applied on the Yen So wastewater treatment plant, Ha Noi and the results were obtained at 22°C as follows: off-site GHG emission is 29,560 kg CO₂-eq/day; on-site GHG emission is 13,534 kg CO₂-eq/day, and the rate of on-site emission is 2.506 kg CO₂-eq/ kg BOD. Maybe using the No.0 MTH model to calculate greenhouse gas emissions from the domestic wastewater treatment systems with similar biological methods.

Có 3 khí nhà kính quan trọng là khí Cacbonic (CO₂), khí Mêtan (CH₄), và khí Đinitơ monoxit (N₂O) được phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt gồm cả nguồn trực tiếp và gián tiếp. Phát thải trực tiếp khí nhà kính (KHK) xảy ra trong suốt quá trình xử lý còn phát thải gián tiếp khí nhà kính xảy ra trong quá trình sử dụng năng lượng và các hoạt động phụ trợ bên ngoài hệ thống xử lý. Nghiên cứu đã thiết lập mô hình tính toán phát thải khí nhà kính từ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, được đặt tên là mô hình MTH số 0. Mô hình MTH số 0 đã dựa trên các phương trình cân bằng khối lượng cơ chất và sinh khối, các phản ứng hóa sinh và phương trình Monod đối với các thiết bị xử lý sinh học và được viết trên ngôn ngữ lập trình scala. Mô hình đã được hiệu chỉnh và được áp dụng tính toán tại nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt Yên Sở, thành phố Hà Nội và kết quả thu được tại 22°C như sau: phát thải KNK gián tiếp là 29.560 kgCO₂-tđ/ngày và phát thải KNK trực tiếp là 13.534 kgCO₂-tđ/ngày với tỷ lệ phát thải khí nhà kính trực tiếp là 2,506 kgCO₂-tđ/ kgBOD. Có thể sử dụng mô hình MTH số 0 để tính toán phát thải khí nhà kính từ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp sinh học tương tự.