Sử dụng thực vật thủy sinh

PGS.TS Bùi Thị Kim Anh và cộng sự, Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vừa hoàn thiện đề tài nghiên cứu “Xây dựng mô hình xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún bánh bằng các giải pháp thân thiện môi trường, chi phí thấp”.

Nhiệm vụ được Hội đồng Nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đánh giá xuất sắc.

PGS.TS Bùi Thị Kim Anh cho biết, nghề sản xuất bún bánh và các sản phẩm từ gạo khác đã đem lại nguồn thu nhập ổn định, cao hơn nhiều so với sản xuất nông nghiệp thuần tuý. Tuy nhiên, nước thải làng nghề sản xuất bún bánh có nồng độ các chất hữu cơ cao gây khó khăn cho việc xử lý. Hiện tại, nước thải chủ yếu xử lý qua bể biogas trước khi ra môi trường.

Theo kết quả khảo sát tại một số làng nghề bún bánh, chất lượng nước thải sau xử lý vẫn cao gấp 2 - 8 lần quy chuẩn cho phép, tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm. Thực tế tại hầu hết các làng nghề làm bún bánh, mùi hôi của chất thải ra môi trường xung quanh rất nồng nặc, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người dân.

Nghiên cứu nhiều năm về lĩnh vực xử lý môi trường, TS Kim Anh nhận thấy, nước thải giàu hữu cơ có thể được xử lý bằng nhiều cách khác nhau trong đó cách thân thiện nhất là sử dụng thực vật thủy sinh.

TS Kim Anh và cộng sự nghĩ đến xây dựng một mô hình công nghệ sử dụng thực vật thủy sinh (dòng chảy bề mặt, dòng chảy ngầm, công nghệ phối hợp) kết hợp với các quá trình tiền xử lý đơn giản để xử lý hiệu quả ô nhiễm trong nước thải của các làng nghề sản xuất bún bánh phường Đa Mai, TP Bắc Giang.

Đây cũng là địa điểm được lựa chọn để thử nghiệm công nghệ, từ đó có thể mở rộng áp dụng cho các loại hình làng nghề khác có tính chất nước thải tương tự.

“Mô hình sử dụng công nghệ biogas đơn giản kết hợp với lọc sinh học và bãi lọc trồng cây dòng chảy hỗn hợp. Nước thải được lắng tách tinh bột, cặn rắn và phân hủy hữu cơ tại bể biogas.

Sau đó nước đi qua bể lọc sinh học sử dụng lớp vật liệu lọc cố định, tải lượng loại COD (chỉ số lượng oxy cần có trong nước để oxy hóa các thành phần ô nhiễm có trong nước thải) có thể lên tới 3 kg/m3/ngày. Các nghiên cứu về bãi lọc trồng cây nhân tạo đã được ứng dụng xử lý các loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cao”, TS Kim Anh cho biết.

Khu xử lý nước thải xanh

Sơ đồ thí nghiệm mô hình xử lý quy mô 50 lít/ngày đêm.

Bãi lọc ngầm trồng cây có thể ứng dụng cho nguồn thải khác nhau để cải tạo cảnh quan môi trường. Đây là quá trình lọc tiếp xúc với bề mặt các hạt vật liệu lọc và vùng của thực vật ngầm trồng cây.

Tại vùng ngập nước thường thiếu oxy, nhưng nhờ thực vật mà chúng có thể vận chuyển oxy từ rễ lên thân tạo nên các vùng hiếu khí. Theo đó, các chất hữu cơ được vi sinh vật sử dụng làm chất dinh dưỡng cần thiết. Một số loài cây trồng trong bãi lọc thường được sử dụng như cây sậy và cây dong riềng.

Khi xử lý bằng bãi lọc ngầm trồng cây, chất lơ lửng được xử lý bằng cơ chế lắng, lọc và phân hủy. Chất BOD được phân hủy bằng vi khuẩn và lắng từ các thành phần hữu cơ, bùn trên mặt trầm tích. Ni-tơ, nitrat được hấp thụ bằng vi khuẩn, hấp thụ bằng thực vật và làm bay hơi aminiac, photpho, kim loại nặng được hấp thụ và kết tủa.

Để hoàn thiện và cải tiến công nghệ phù hợp với điều kiện ứng dụng tại làng nghề, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thiết kế, xây dựng và vận hành thử nghiệm mô hình xử lý nước thải làng nghề bún bánh Đa Mai, quy mô pilot 50 lít/ngày đêm. Sau quá trình vận hành 2 tháng, hệ thống hoạt động ổn định và chất lượng nước đầu ra đạt quy chuẩn.

“Tình trạng mùi hôi, chua nồng đặc trưng của các cơ sở sản xuất bún bánh đã không còn, thay vào đó là hình ảnh khu xử lý xanh như khu vườn, rất đẹp mắt. Chất lượng nước thải đạt quy chuẩn, bảo vệ môi trường sống.

Các thông số về thời gian lưu hay tải trọng xử lý của các hạng mục thu được có thể dùng làm cơ sở cho thiết kế ngoài thực tế. Quá trình vận hành thử nghiệm cũng cho thấy mô hình vận hành tiêu tốn ít năng lượng, hạn chế chi phí. Có thể ứng dụng mô hình này trên quy mô lớn”, TS Kim Anh cho biết.

Mô hình ứng dụng xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún bánh Đa Mai, Bắc Giang bao gồm 3 mô-đun chính bao gồm: Mô-đun biogas, mô-đun lọc sinh học và mô-đun bãi lọc trồng cây dòng chảy hỗn hợp với công suất xử lý 10 m3/ngày đêm.

Mô hình được thiết kế với cơ chế tự chảy, tiết kiệm năng lượng nên chi phí vận hành được giảm tối đa. Ngoài ra, hệ thống xử lý còn tạo một không gian xanh, làm đẹp cảnh quan cho khu vực.

Theo nhóm nghiên cứu, đối với các làng nghề có quy mô nhỏ hoặc lớn hơn, thiết kế có thể được thay đổi như lựa chọn loại bãi lọc phù hợp, tăng diện tích che phủ của thực vật… Mô hình tại Đa Mai có đầy đủ các thông số thiết kế tính toán, bản vẽ chi tiết về các mô-đun và các dữ liệu liên quan để có thể tham khảo xây dựng ở nhiều làng nghề khác.