Việc xử lý nước thải tại các khu dân cư, làng nghề, trang trại chăn nuôi ở Việt Nam đang gặp nhiều khó khăn do chi phí đầu tư cao và công nghệ phức tạp. 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, với chi phí thấp hơn 40-50% so với giá thể ngoại nhập.
Thực trạng ô nhiễm nước thải và nhu cầu cấp thiết
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. 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 nhiều địa phương, việc quy hoạch và xây dựng hệ thống xử lý nước thải thiếu đồng bộ hoặc ứng dụng công nghệ cũ. Bên cạnh đó, chi phí đầu tư ban đầu và vận hành các công nghệ nước ngoài như MBBR, biochip, bùn hoạt tính rất lớn, không phù hợp với điều kiện kinh tế của nhiều nhà đầu tư.
Nghiên cứu và phát triển vật liệu EBB trong nước
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 đã triển khai 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 ở nhiều nước châu Á, châu Âu. Tuy nhiên, khi áp dụng công nghệ này tại Việt Nam, chi phí đầu tư ban đầu cao khiến chưa có đơn vị nào trong nước áp dụng.
Việt Nam có nhiều loại vật liệu tự nhiên, thân thiện với môi trường như cát vàng, than carbon hóa, keramzit, zeolit. EBB khi được cải tiến và chế tạo từ các vật liệu này 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 nông nghiệp, có công dụng lọc nước cao với chi phí thấp hơn khoảng 40-50% so với giá thể ngoại nhập. Khi phối trộn các vật liệu này, sản phẩm xốp hơn, đồng thời tạo màng sinh học ổn định – yếu tố quyết định hiệu quả xử lý nước thải.
Quy trình sản xuất và hiệu quả ứng dụng
Quá trình thực hiện dự án, nhóm tác giả kế thừa và phát triển các kết quả nghiên cứu công nghệ EBB trên cơ sở hợp tác giữa 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. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra hệ thống sản xuất viên EBB với công suất 2.000 viên/ngày và 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 nước thải đáp ứng đầy đủ các quy chuẩn 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.
Ưu điểm vượt trội và khả năng thương mại hóa
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. 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 (TP.HCM), hồ Khương Thượng (Hà Nội), chợ Tân Trào (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. Dự án còn được đánh giá cao bởi khả năng thương mại hóa nhờ sử dụng nguyên liệu trong nước, giá thành hợp lý và khả năng tối ưu hóa vật liệu mang vi sinh.
