Trang chủ Nghiên cứu khoa học Thông tin hoạt động KHCN

Hoạt động KHCH và CGCN nổi bật của Viện trong năm 2019: Mô hình tổng hợp ngăn ngừa, giảm thiểu và xử lý chất thải



Mô hình tổng hợp ngăn ngừa, giảm thiểu và xử lý chất thải của nhóm tác giả thuộc Viện MT&TN do GS.TS Lê Thanh Hải đứng đầu đã đạt được những kết quả nổi bật từ công tác nghiên cứu khoa học đến chuyển giao cho cộng động và đặc biệt là công bố quốc tế. 


Mô hình tổng hợp các giải pháp ngăn ngừa, giảm thiểu và xử lý ô nhiễm tích hợp theo hướng sinh thái và có chi phí thấp đã được áp dụng cho chuỗi sản xuất và chế biến sản phẩm từ gạo điển hình là cho hộ sản xuất bánh tráng (là nguồn tác động môi trường chủ yếu trong các làng nghề trên địa bàn TP.HCM).

Hình 1. Mô hình tích hợp cho hộ sản xuất bánh tráng

Thuyết minh quy trình vận hành mô hình:

Hệ thống xử lý chất thải cho hộ gia đình làm nghề sản xuất bánh tráng kết hợp với chăn nuôi như sau: Nước thải từ quá trình sản xuất bánh tráng 3 có nhiệt độ cao được cho vào ngăn lọc và gia tăng pH 4, sau đó kết hợp với nước thải từ chuồng chăn nuôi heo 1 và nước thải sinh hoạt từ nhà 2 để gia tăng nhiệt độ đến 30-35oC tại bể gom 3 trước khi vào bể biogas 6. Nước thải chăn nuôi sau khi xử lý bằng bể biogas được chứa trong bể 7 được vận hành theo 02 quy trình: xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải, thu hồi dinh dưỡng; xử lý chuyển một phần N thành nitrat. Quy trình vận hành như sau:

Chế độ 1: vận hành bình thường, nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải và được dùng để tưới tiêu hàng ngày.

Nước thải tại bể 7 được bơm về hệ thống tách nitơ 8 bằng khói thải lò hơi 10. Tại thiết bị 8 ở nhiệt độ cao (70-80oC) sẽ xảy ra quá trình bay hơi NH3, hấp thụ bụi, khí SO2 từ khí thải, hấp thụ photpho bằng tro bay dưới dạng tủa struvit. Nước sau khi hấp thụ khí thải lò hơi nồng độ nitơ, P giảm, trong đó N giảm 70-90%. Dòng khí chứa NH3 sẽ được dẫn vào thiết bị hấp thụ bằng axit sunfuric 9 để chuyển thành muối amoni sulphat. Dung dịch muối này sẽ được lưu trữ để làm phân bón cho cây trồng.

Nước sau khi hấp thụ bằng khí thải lò hơi sẽ được cho vào bể điều hòa 11 để giảm nhiệt độ và lắng bớt cặn, sau đó được bơm vào bể xử lý sinh học hiếu khí 11. Do nồng độ N, P giảm nên bể sinh học hiếu gián đoạn chỉ thực hiện quá trình hiếu khi để xử lý COD, sau đó lắng cặn, và xả vào bể lọc 13 để loại bỏ phần amoni và COD còn lại, sau đó vào bể chứa 14, nước sau khi xử lý dùng để tưới tiêu hàng ngày cho vườn cỏ/cây trồng 15.

Chế độ 2: xử lý chuyển amoni thành nitrat làm phân bón cho cây trồng

Nước thải tại bể 7 có hàm lượng N, P và COD cao sẽ được cho trực tiếp vào bể xử lý sinh học hiếu khí, thời gian sục khí 2h để chuyển hóa amoni thành nitrat, sau đó ngưng sục khí và cho lắng khoảng 30 phút sau đó xả vào bể chứa 14, nước sau xử lý có nồng độ COD đạt tuy nhiên giàu dinh dưỡng N, P trong đó N chủ yếu dạng nitrat. Phần nước sau xử lý có thể kết hợp với nước hấp thụ amoniac từ quá trình xử lý khí hoặc bổ sung thêm một số nguyên tố khác để bơm tưới cho cây trồng. Với phương pháp này sẽ giảm được lượng N thất thoát vào môi trường và giảm mùi so với bón trực tiếp bằng dung dịch nước thải sau bể biogas. Theo nghiên cứu của Harrison and Webb (2001) việc bón phân AN và nitrat sẽ giảm tỷ lệ bay hơi N do vậy gia tăng hiệu quả thu hồi N. 

Tro từ lò hơi 10 đưa vào khu vực chứa 18 được dung làm vật liệu lọc cho các bể 4 và13. Sau đó định kỳ lấy tro từ các bể lọc 4 và 13 (có hấp thụ photphat và amoni dưới dạng struvit), tro dư từ bể 18, cặn từ bể 7, 11 kết hợp với chất thải sinh hoạt hữu cơ từ nhà 2 ủ phân compost tại thiết bị 16 đem cải tạo đất trồng cây, trồng cỏ.

Kết quả cho thấy, mô hình này là hoàn toàn phù hợp với các hộ dân trong làng nghề giúp đáp ứng được các yêu cầu pháp luật về BVMT. Mô hình này có khả năng nhân rộng cao và có thể xem là kỹ thuật tốt nhất hiện có phù hợp cho các đối tượng làng nghề sản xuất bánh tráng ở khu vực nông thôn và có thể áp dụng cho nhiều làng nghề tương tự ở các khu vực khác nhau.

 

Hình 2. Một số hình ảnh chuyển giao, hướng dẫn mô hình cho người dân

Dựa trên những kết quả nghiên cứu đạt được, công trình đã được Hội đồng đánh giá đạt loại “Xuất Sắc” và đó cũng là cơ sở để GS.TS Lê Thanh Hải (đại diện nhóm nghiên cứu) được UBND TP.HCM trao tặng Bằng khen vì những đóng góp tích cực cho sự nghiệp bảo vệ môi trường của Thành phố (năm 2018) và đang được xem xét giải thưởng môi trường Việt Nam năm 2019 do Tổng Cục Môi Trường xét duyệt. Điều đó cho thấy công trình đã và đang được cấp quản lý cũng như cộng đồng chấp nhận.

Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu khoa học của đề tài cũng đã được nhóm tác giả công bố trên tạp chí uy tín thế giới (Journal of Cleaner Production, IF5y=7,051), được cấp đơn chấp nhận hợp lệ cho các giải pháp hữu ích liên quan đến mô hình đã triển khai và xuất bản sách chuyên khảo.

Công tác nghiên cứu khoa học của Viện Môi trường và Tài nguyên dưới sự chỉ đạo trực tiếp của GS.TS Lê Thanh Hải trong thời gian qua đã gặt hái được nhiều thành tựu, đó là nền tảng, là động lực thúc đẩy hoạt động nghiên cứu khoa học của Viện MT&TN nói riêng, Đại học Quốc gia TP.HCM nói chung tiếp tục phấn đầu vì sự nghiệp bảo vệ môi trường.