Ứng dụng 'gạch sinh học' xử lý nước thải

Tiến sĩ Hoàng Lương trao đổi với nhóm nghiên cứu về kết quả xử lý nước thải bằng công nghệ EBB (Ảnh: LƯƠNG HIẾU)

Việc xử lý nước thải tại các khu dân cư, làng nghề, trang trại chăn nuôi ở Việt Nam gặp nhiều khó khăn như chi phí đầu tư cao, công nghệ xử lý phức tạp do nhiều loại nước thải đan xen và khó vận hành ở quy mô nhỏ… Trước thực tế này, các nhà khoa học đã nghiên cứu, ứng dụng thành công vật liệu mang vi sinh (EBB - Eco-Bio-Block) dạng “gạch sinh học” để xử lý.

Hiện nay, tình trạng ô nhiễm nước thải tại một số làng nghề, cơ sở chăn nuôi, khu công nghiệp đã đến mức báo động, bởi lượng nước thải giàu chất hữu cơ, nitơ xả ra ngày càng nhiều khiến môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng, nhất là các sông, suối và ao, hồ.

Trong khi đó, tại một số địa phương, việc quy hoạch và xây dựng hệ thống xử lý nước thải thiếu đồng bộ hoặc ứng dụng công nghệ xử lý cũ. Bên cạnh đó, chi phí đầu tư ban đầu, vận hành các công nghệ nước ngoài để xử lý nước thải như MBBR, biochip, bùn hoạt tính rất lớn...

Xuất phát từ thực tiễn đó, nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Hoàng Lương, Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) làm Chủ nhiệm nhiệm vụ đã triển khai, thực hiện dự án: “Sản xuất vật liệu mang vi sinh (EBB) để xử lý nước thải giàu chất hữu cơ và nitơ theo quy trình khép kín trên hệ thiết bị đồng bộ”.

EBB là vật liệu thân thiện môi trường, có khả năng xử lý nhanh các chất hữu cơ, amoni và đã được ứng dụng rộng rãi để xử lý nước ở nhiều nước châu Á, châu Âu.

Mặc dù EBB có nhiều ưu điểm trong xử lý các loại nước thải, nhưng khi áp dụng công nghệ này tại Việt Nam thì chi phí đầu tư ban đầu cao, không phù hợp điều kiện kinh tế của nhiều nhà đầu tư. Do vậy, hiện nay vẫn chưa có đơn vị nào trong nước áp dụng.

Tuy nhiên, Việt Nam có nhiều loại vật liệu tự nhiên, thân thiện với môi trường, như: Cát vàng, than carbon hóa, keramzit, zeolit. Các loại vật liệu này được nhiều nhà khoa học đánh giá cao về những tác dụng cụ thể trong xử lý môi trường. Hơn nữa, EBB khi được cải tiến nghiên cứu và chế tạo từ các vật liệu nêu trên có công dụng tương đương với EBB nhập khẩu.

Theo Tiến sĩ Hoàng Lương, vật liệu chế tạo EBB hay còn gọi là “gạch sinh học” đều là những vật liệu có sẵn trong tự nhiên hoặc tái chế từ các sản phẩm nông nghiệp và có công dụng lọc nước cao, với chi phí thấp hơn khoảng 40-50% so với giá thể ngoại nhập.

Đáng chú ý, khi phối trộn các vật liệu nêu trên để sản xuất “gạch sinh học” EBB sẽ giúp sản phẩm xốp hơn, đồng thời tạo màng sinh học ổn định, yếu tố quyết định hiệu quả xử lý nước thải.

Quá trình thực hiện nhiệm vụ, nhóm tác giả kế thừa và phát triển các kết quả nghiên cứu công nghệ EBB trên cơ sở hợp tác giữa hai nước Việt Nam và Nhật Bản.

Trước đó, công nghệ EBB được ứng dụng tại Nhật Bản, Malaysia, Singapore, Ấn Độ và Hoa Kỳ để xử lý ô nhiễm sông hồ, ao mương và nước thải sinh hoạt.

Tiến sĩ Hoàng Lương và các đồng nghiệp đã phát triển các nghiên cứu có tính ứng dụng cao trong thực tiễn, tạo ra sản phẩm cụ thể từ những kết quả trong phòng thí nghiệm như: Tạo ra hệ thống sản xuất viên EBB với công suất 2.000 viên/ngày và có khả năng ứng dụng trong xử lý nước thải ô nhiễm các chất hữu cơ và nitơ; ứng dụng vật liệu EBB để xử lý nước thải giàu chất hữu cơ và nitơ với công suất 50 m3/ngày.

Sau khi xử lý bằng công nghệ “gạch sinh học”, chất lượng các loại nước thải đáp ứng đầy đủ các quy chuẩn về môi trường hiện hành, bao gồm QCVN14:2015/BTNMT về nước thải sinh hoạt và QCVN 40:2011/BTNMT về nước thải công nghiệp.

Kết quả thử nghiệm thực tế cho thấy, “gạch sinh học” EBB có khả năng xử lý hiệu quả nhiều loại nước thải khác nhau từ nước thải sinh hoạt, bệnh viện cho đến nước rỉ rác có các thành phần COD, amoni và tổng nitơ.

Ngoài ra, EBB còn có ưu điểm nổi bật là phù hợp những nơi chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung hoặc cần cải tạo hệ thống cũ với chi phí thấp, nhất là tại các làng nghề, bệnh viện quy mô nhỏ, khu chế biến thực phẩm, trang trại chăn nuôi và các trạm xử lý nước thải công suất vừa và nhỏ.

Tiêu biểu, một số công trình sử dụng sản phẩm EBB xử lý nước thải cho hiệu quả tích cực như: Khu chế xuất Linh Trung 2, Thành phố Hồ Chí Minh; hồ Khương Thượng, Thành phố Hà Nội; chợ Tân Trào, tỉnh Tuyên Quang...

Giáo sư, Tiến sĩ Thái Hoàng, Tổng Biên tập tạp chí Khoa học và Công nghệ cho biết, ưu điểm lớn nhất của EBB cải tiến là: Thân thiện với môi trường, thanh lọc nhanh các chất thải hữu cơ có trong nguồn nước, ức chế phần lớn các vi khuẩn có hại và giảm tối đa mùi hôi.

Thiết kế EBB linh hoạt, gọn nhẹ, phù hợp nhiều địa hình và đối tượng cần xử lý. Đặc biệt, với ưu thế vượt trội so với các vật liệu khác, EBB có thể lấy nguồn oxy tự nhiên để duy trì sự sống cho các vi sinh vật khi hệ thống xử lý không có nguồn điện cấp.

Theo Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, kết quả dự án góp phần làm đa dạng vật liệu mang vi sinh vật EBB để xử lý nước thải giàu chất hữu cơ và nitơ với chi phí thấp, vận hành đơn giản và thân thiện môi trường.

Nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình nghiên cứu, sản xuất, chế tạo thiết bị đến vận hành và chuyển giao công nghệ xử lý nước thải từ vật liệu EBB hoàn chỉnh. Ngoài ra, dự án còn được đánh giá cao bởi khả năng thương mại hóa nhờ sử dụng nguyên liệu trong nước, giá thành hợp lý, khả năng tối ưu hóa vật liệu mang vi sinh (EBB)...