Các thành phần hữu cơ có trong nước thải với hàm lượng lớn có thể được tận dụng và thu hồi qua quá trình xử lý bằng chuyển hóa sinh học nguồn thải hữu cơ và tận dụng sinh khối thải chuyển thành khí nhiên liệu sinh học. Các chất thải rắn, bùn thải có thể tận thu làm phân bón. Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN40-2011/BTNMT trước khi xả trực tiếp vào nguồn nước tiếp nhận. Giải pháp xử lý nước thải giàu hữu cơ kết hợp tạo khí sinh học góp phần giảm thiểu ô nhiễm nước, hạn chế khai thác nhiên liệu không tái tạo và giảm phát thải các khí nhà kính hướng tới phát triển bền vững.

Có nhiều phương pháp để xử lý nước thải giàu hữu cơ, trong đó phổ biến nhất là xử lý sinh học yếm khí. Xử lý sinh học trong điều kiện yếm khí trước đây chủ yếu được áp dụng để chất thải hữu cơ và bùn cặn ở các trạm xử lý nước thải, nhằm mục đích giảm sinh khối và do đó giảm thể tích bùn, tăng cường khả năng tách nước, làm giảm thành phần vi sinh vật gây bệnh của bùn cặn, đồng thời quá trình xử lý sinh khí sinh học có thể tạo năng lượng (khí metan). Để cải thiện khả năng xử lý sinh học yếm khí nước thải giàu hữu cơ, PGS. TS. Nguyễn Thị Hà cùng các cộng sự tại Trung tâm Nghiên cứu Quan trắc và Mô hình hóa Môi trường thuộc Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mô hình hóa trong công nghệ xử lý yếm khí nước thải giàu hữu cơ vào thực tiễn Việt Nam” trong khoảng thời gian từ năm 2017 đến năm 2020.

Đề tài hướng đến thực hiện các mục tiêu sau: làm chủ kỹ thuật mô hình hóa trong công nghệ xử lý yếm khí nước thải giàu chất hữu cơ và có thu hồi năng lượng tái tạo ứng dụng vào thực tiễn Việt Nam; xây dựng mô hình đánh giá năng lực ứng dụng kỹ thuật mô hình hóa trong công nghệ xử lý nước thải giàu hữu cơ có thu hồi năng lượng tái tạo trong thực tiễn vào điều kiện Việt Nam; và có địa chỉ ứng dụng vào thực tiễn kỹ thuật mô hình hóa trong công nghệ xử lý nước thải giàu hữu cơ.

Đề tài do nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Quan trắc và Mô hình hóa Môi trường thực hiện đã thu được những kết quả nổi bật như:

- Đã nghiên cứu tính toán, thiết kế, lắp đặt hệ thí nghiệm xử lý yếm khí nước thải chăn nuôi lợn nhờ có Thiết bị phản ứng với tầng vi sinh cố định (FBR) và Thiết bị phản ứng với tầng vi sinh chuyển động (MBR) qui mô 10-12 L/ngày và lựa chọn thông số vận hành 02 hệ thống. Quá trình vận hành hệ FBR và MBR xử lý nước thải chăn nuôi với các tải trọng hữu cơ đầu vào (2-15 g/L/ngày).

- Đánh giá tổng hợp hiệu quả xử lý nước và hiệu quả sinh khí của 2 hệ thí nghiệm MBR và FBR qui mô phòng thí nghiệm trên cơ sở phân tích nước thải đầu vào và ra, khí biogas hình thành từ quá trình phân hủy yếm khí.

- Đã xây dựng phần mềm và mô phỏng quá trình thực nghiệm, tính toán các động học phản ứng trong phân hủy yếm khí. Phần mềm được áp dụng và hiệu chỉnh trên cơ sở đánh giá khả năng áp dụng của phầm mềm cho các loại nước thải giàu hữu cơ nói chung và nước thải chăn nuôi nói riêng. Kết quả thu được là Phần mềm hoàn chỉnh mô phỏng quá trình phân hủy yếm khí nước thải giàu hữu cơ kèm theo Bộ tài liệu về quy trình hướng dẫn sử dụng phần mềm tính toán mô phỏng và thiết kế hệ thống xử lý yếm khí nước thải.

- Đã nghiên cứu tính toán, thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thí nghiệm xử lý yếm khí nước thải chăn nuôi lợn MBR qui mô thực địa pilot 10 m3/ngày, sử dụng vật liệu Polyetylen. Đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ pilot trên cơ sở phân tích mẫu nước thải đầu vào và đầu ra và đo/phân tích khí biogas hình thành trong quá trình vận hành hệ thống xử lý yếm khí quy mô pilot (10 m3/ngày).

Công nghệ xử lý yếm khí nước thải chăn nuôi lợn đã và đang được nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm và qui mô pilot 10 m3 /ngày, được áp dụng để xử lý bước yếm khí cho nước thải đạt yêu cầu cho giai đoạn xử lý tiếp theo, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do nước thải chăn nuôi lợn và cải thiện chất lượng cho các thủy vực tiếp nhận.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18298/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.P.D (NASATI)