Kỳ vọng giải pháp mới xử lý nước thải công nghiệp bằng thực vật thủy sinh

MTXD - Việt Nam là một quốc gia đang phát triển. Quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa diễn ra rất mạnh mẽ, rất nhiều khu công nghiệp được quy hoạch xây dựng và đưa vào hoạt động. Các khu công nghiệp trên cả nước đã và đang góp phần mang lại giá trị cao cho nền kinh tế, nâng cao thu nhập quốc dân và giải quyết vấn đề công ăn việc làm cho người dân.

Tuy nhiên, quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa với tốc độ nhanh cũng đang tạo ra nhiều thách thức lớn về mặt môi trường. Trong đó, vấn đề ô nhiễm nước thải công nghiệp và sinh hoạt đã và đang ngày càng trở nên nghiêm trọng. Theo ước tính của Sở Tài nguyên - Môi trường TP Hồ Chí Minh, mỗi ngày TP Hồ Chí Minh phát sinh khoảng 500.000 m3 nước thải công nghiệp và khoảng 1,2 triệu m3 nước thải sinh hoạt. Đa số các khu công nghiệp đều đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung, tuy nhiên chỉ có khoảng 60% lượng nước thải từ các khu công nghiệp được xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi đổ ra nguồn tiếp nhận. Lượng nước thải còn lại, một phần do các cơ sở đã được miễn trừ đầu nối tự xử lý, một phần khác các cơ sở xử lý chưa đạt quy chuẩn và đã xả trực tiếp ra môi trường. Lượng nước thải chưa xử lý triệt để đã và đang ngày càng gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, làm suy thoái tài nguyên nước, ảnh hưởng đến sức khỏe và đời sống của người dân.

Việc nghiên cứu tìm ra các giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp với giá thành thấp, dễ vận hành, tận dụng các điều kiện sẵn có để xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải trước khi đổ ra nguồn tiếp nhận để tránh các tác nguy cơ về ô nhiễm môi trường đang là vấn đề thu hút nhiều sự quan tâm.

Công nghệ xử lý nước thải bằng hồ sinh học phủ hệ thực vật thủy sinh cỏ Lông Tây (Brachiaria mutica)

Hiện nay có nhiều phương pháp xử lý nước thải đã được nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế của các nhà máy xử lý nước thải. Trong đó, xử lý nước thải bằng hồ sinh học là một trong những công đoạn xử lý phổ biến nhất được bố trí sau giai đoạn xử lý sinh học nhằm mục đích tăng cường hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ, xử lý chất dinh dưỡng và loại bỏ vi sinh vật gây bệnh trong nước thải trước khi đổ ra nguồn tiếp nhận. Qua đó, nhiều loài thực vật thủy sinh sử dụng trong hồ sinh học đã được nghiên cứu và cho hiệu quả xử lý nước thải cao như lục bình, bèo tây, cỏ Vertiver, lau sậy… Các loại thực vật thủy sinh này đã minh chứng khả năng xử lý hiệu quả nước thải, chủ yếu là nước thải sinh hoạt tuy nhiên hầu hết các loại thực vật thủy sinh này đều có chu kì nên rất dễ tàn thối, từ đó tạo nên phụ phẩm thứ cấp gây ô nhiễm môi trường.

Với nhu cầu cấp thiết trong xử lý nước thải công nghiệp và những đặc điểm đặc trưng của cỏ Lông Tây, đề tài: “Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải bằng hồ sinh học phủ hệ thực vật thủy sinh cỏ Lông Tây (Brachiaria mutica), áp dụng thí điểm xử lý nước thải công nghiệp tại khu công nghiệp Q12, TP. Hồ Chí Minh” do Cơ quan chủ trì Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài PGS.TS. Hồ Thị Thanh Vân thực hiện sẽ là nghiên cứu tìm ra giải pháp xử lý nước thải công nghiệp với giá thành thấp, dễ vận hành, tận dụng các điều kiện sẵn có và thân thiện với môi trường và hướng đến giải pháp phát triển bền vững.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã được nghiên cứu thành công nhằm đưa ra công nghệ xử lý nước thải công nghiệp với mô hình chi phí thấp, một giai đoạn, dễ vận hành và hướng đến phát triển bền vững thân thiện với môi trường. Đề tài đã nghiên cứu và đạt được các kết quả như sau:

Đề tài đã xây dựng mô hình, quy trình xử lý nước thải công nghiệp bằng hồ sinh học phủ cỏ Lông Tây được thiết kế, xây dựng xử lý hiệu quả ở quy mô công nghiệp tại khu công nghiệp Tân Thới Hiệp, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh.

Đề tài đã nghiên cứu, đánh giá được khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thụ dinh dưỡng N và P của hệ thực vật cỏ trong môi trường nước thải, tính toán khối lượng cỏ (kg/m2) và sinh khối của cỏ theo chu kì. Kết quả cho thấy cỏ Lông Tây phát triển thành 2 giai đoạn rõ rệt, giai đoạn 1 có thể gọi là giai đoạn tăng trưởng và phát triển, cỏ sinh trưởng khá nhanh và đều trong khoảng 20 - 21 ngày, ở giai đoạn 2, bắt đầu từ ngày thứ 22, cỏ bắt đầu trổ bông và phát triển chậm lại hẳn do đó cần cắt cỏ định kỳ trong khoảng từ ngày 22 trở đi để kích thích cỏ sinh trưởng, không chuyển sang quá trình sinh sản. Điều này giúp cho quá trình hấp thụ, chuyển hóa N, P trong nước thải đạt hiệu quả cao nhất. Sau khi cắt, cỏ lại sinh trưởng phát triển tốt và hầu như không bị tàn thối như những loài thực vật thủy sinh như bèo tây, rau muống... Ngoài ra, sinh khối cỏ Lông Tây thu được khá cao trong môi trường nước thải đối từ đó có thể thấy rằng cỏ Lông Tây có khả năng hấp thu và tích tụ các chất dinh dưỡng trong nước thải để sinh trưởng tăng sinh khối cũng như chứng minh cỏ có thể làm nguồn dinh dưỡng tốt cho ngành chăn nuôi.

- Đã nghiên cứu tiến hành xây dựng 02 mô hình hồ sinh học phủ hệ thực vật cỏ Lông Tây với kích thước lần lượt là mô hình 1 dài L x W x H= (4 m x 2,0 m x 2,5 m) và mô hình 2 (4,0 m x 2,0 m x 4,0 m) hoạt động ở chế độ liên tục từ đó đánh giá ảnh hưởng chiều sâu hồ sinh học tùy tiện có bề mặt phủ cỏ Lông Tây đến hiệu quả xử lý nước thải thông qua việc phân tích các chỉ tiêu pH, COD, BOD5, NNH4+, Tổng P, tổng N, từ đó lựa chọn được mô hình 2 có chiều sâu hồ 4m có hiệu quả xử lý cao hơn mô hình 1. Kết quả này phù hợp với kết quả của nghiên cứu sự tăng trưởng và phát triển của cỏ cũng như khả năng hấp thu dinh dưỡng sinh khối của cỏ.

- Kết quả nghiên cứu cũng đánh giá được hiệu quả xử lý nước thải bằng hồ sinh học tùy tiện có bề mặt phủ cỏ Lông Tây ở các giá trị pH, chế độ lưu lượng nước thải đầu vào (Qv) khác nhau, mức độ ô nhiễm của nước thải đầu vào (COD, N, P), chiều cao của cỏ còn lại khi cắt định kì thông qua việc phân tích các chỉ tiêu pH, COD, N-NH4+, Tổng P, tổng N từ đó đưa ra được quy trình công nghệ xử lý nước thải công nghiệp đơn giản, hiệu quả, một giai đoạn bằng hồ sinh học phủ hệ thực vật cỏ Lông Tây. Hồ sinh học phủ hệ thực vật cỏ Lông Tây xử lý nước thải công nghiệp với hiệu quả cao chỉ qua 01 giai đoạn xử lý trực tiếp. Nước thải sau khi xử lý đạt được đến quy chuẩn cột B 40:2011/BTNMT đối với hầu hết các chỉ tiêu chính của nước thải công nghiệp, một số chỉ tiêu như COD, TN, Coliforms, As, Pb, pH có thể đạt được cột A QCVN 40:2011/BTNMT với thời gian lưu là 5,3 ngày. Quy trình xử lý nước thải công nghiệp bằng hồ sinh học phủ hệ thực vật cỏ Lông tây đơn giản, dễ vận hành một giai đoạn chi phí thấp.

- Sự thành công của đề tài làm cơ sở đến việc triển khai dự án sản xuất thử nghiệm phục vụ hoàn thiện mô hình và quy trình của đề tài ở các khu công nghiệp có diện tích rộng hay có đặc điểm nước thải đặc trưng tương tự nhằm đưa mô hình vào thực tế xử lý cũng như nhân rộng mô hình ứng dụng vào thực tế. Ngoài ra, cần có những nghiên cứu sâu hơn cơ chế và khả năng xử lý vi sinh vật có trong nước thải của cỏ Lông Tây cũng như nghiên cứu khả năng xử lý nước thải của hồ sinh học phủ hệ thực vật cỏ Lông Tây đối với các loại nước thải khác nhau như nước thải sinh hoạt, chăn nuôi, thủy sản, y tế v.v...

HỒNG VIỆT