VINACHEM

Theo kết quả của một nghiên cứu mới, bùn thải ở các hệ thống thoát nước có thể sẽ trở thành phân bón hữu ích, giúp cho đất ruộng trở nên màu mỡ hơn.

Các nhà nghiên cứu tại Viện Masdar, Các Tiểu vương quốc Arập thống nhất (uae), đã phát triển phương pháp có hiệu quả về mặt năng lượng và chi phí thấp để loại bỏ kim loại nặng ra khỏi những chất thải sinh học dạng rắn. Từ trước đến nay, tồn dư kim loại nặng là thách thức lớn khiến cho bùn thải không thể được sử dụng làm phân bón.

Bằng cách sử dụng một hệ thống xử lý mới, nhóm nghiên cứu đã biểu thị khả năng loại bỏ hơn 90% kẽm và hơn 60% đồng ra khỏi bùn thải lấy từ nhà máy xử lý nước thải của thành phố Masdar. Tỷ lệ loại bỏ như trên cao hơn nhiều so với bất cứ phương pháp nào khác đã được công bố trước đây. Đối với kẽm, tỷ lệ loại bỏ như vậy giúp cho hàm lượng kẽm giảm xuống thấp hơn nhiều so với quy định của các cơ quan bảo vệ môi trường.

Quy trình ba bước của các nhà khoa học nói trên bao gồm xử lý bằng hóa chất, xử lý điện động học và rửa sau khi xử lý.

Theo một phó giáo sư công nghệ hóa học và môi trường tại Viện Masdar, mỗi năm các nhà máy xử lý nước thải ở uae tạo ra 26.000 tấn chất thải sinh học dạng rắn. Nếu lượng chất thải này được chuyển hóa thành phân bón thì không những mang lại lợi ích về môi trường do tránh được việc phải chôn lấp lượng chất thải này mà đồng thời cũng mang lại lợi ích kinh tế khi tạo ra sản phẩm phân bón có giá trị, có thể bán ra thị trường.

Quá trình xử lý nói trên sử dụng phương pháp xử lý bằng điện trường thấp, vì vậy hiệu quả về năng lượng cao hơn đáng kể so với các quá trình điện động học truyền thống. Quá trình này cũng đã được cải thiện nhờ sử dụng nước cường toan.

Theo các nhà nghiên cứu, do nước cường toan chứa nitrit nên sẽ giải phóng axit nitric với tác dụng tăng cường quá trình phân hủy sinh học, phá vỡ các hợp chất polyme ngoại bào (EPS) và các tế bào vi khuẩn, đồng thời giảm cỡ hạt bùn bằng cách phân hủy EPS. Điều quan trọng hơn nữa đối với nghiên cứu này là axit nitric có thể phá vỡ kẽm liên kết hữu cơ và đồng bị bẫy giữ trong EPS.

Khi thực hiện quá trình xử lý, một dòng điện sẽ được cho chạy qua lớp bùn thải nằm giữa hai điện cực để phá vỡ liên kết của các ion kim loại.

Các phương pháp xử lý điện động học trước đây cũng có hiệu quả cao trong việc loại bỏ các ion kim loại, nhưng chúng không được ứng dụng rộng rãi do tiêu tốn nhiều năng lượng và có chi phí cao. Nhìn chung, những phương pháp xử lý và loại bỏ kim loại nặng ra khỏi bùn thải từ trước đến nay thường đắt tiền, tiêu tốn nhiều năng lượng, trong khi đó chỉ giảm được một phần nhỏ hàm lượng kim loại nói chung. Nhóm các nhà khoa học nói trên đã tìm ra cách vượt qua những hạn chế đó bằng cách xử lý sơ bộ chất thải sinh học dạng rắn bằng nước cường toan.

Các nhà khoa học cho biết, việc sử dụng bùn thải làm phân bón sẽ tạo ra thu nhập hơn 2 triệu USD/năm cho thủ đô Abu Dhabi của uae, hỗ trợ phát triển ngành công nghiệp phân bón trong nước.

Việc chuyển đổi chất thải sinh học dạng rắn thành phân bón cũng giúp tiết kiệm nhiều chi phí bảo vệ môi trường do bùn thải thường chứa kim loại nặng ở hàm lượng cao, không bị phân hủy khi áp dụng các quá trình xử lý vật lý, hóa học hoặc sinh học truyền thống. ở nhiều nước trên thế giới, bùn thải của các thành phố thường được chôn lấp, có thể gây nhiễm độc môi trường xung quanh khu vực chôn lấp.

Các nhà khoa học đang nâng cấp phương pháp xử lý lên quy mô thương mại để xác định xem phương pháp này có thể đạt tỷ lệ loại bỏ cao ở quy mô lớn hay không.

HV

Theo ChemistryWorld, 6/2017