Giải bài toán xử lý bùn thải theo hướng tái chế góp phần giảm gánh nặng cho môi trường (30/07/2023)
Tại các đô thị lượng bùn thải đang ngày càng tăng vì cơ chế phân loại và quản lý chưa thực sự hiệu quả. Bên cạnh đó, việc lựa chọn các công nghệ xử lý phù hợp vẫn chưa thực sự được quan tâm. Lượng bùn thải chưa được xử lý thải ra môi trường vô cùng lớn. Điều này không chỉ gây lãng phí tài nguyên mà còn khiến môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng. Chính vì vậy, việc nghiên cứu tìm ra những giải pháp phù hợp nhằm giảm thiểu lượng bùn thải hiện nay là điều cấp thiết.
Sản xuất xi măng từ bùn thải
Theo ý kiến của giới chuyên gia, bùn thải tại nhiều sông, hồ ở Việt Nam có chứa nhiều chất hữu cơ nên có thể tận dụng làm nhiên, nguyên liệu sản xuất ximăng. Có thể nói, tiềm năng xử lý chất thải trong ngành ximăng rất lớn, bởi giải pháp này có thể xử lý triệt để các loại chất thải, đặc biệt là chất thải nguy hại với khối lượng lớn, do tận dụng được lò đốt ở nhiệt độ cao sẵn có trong dây chuyền sản xuất, không đòi hỏi cao về phân loại rác. Đặc biệt, quá trình xử lý chất thải trong ngành ximăng cũng góp phần cho tỷ lệ thu hồi nhiệt cao, không phát thải thứ cấp và hệ thống giám sát khí thải liên tục 24/7; nhờ đó không cần các bãi chôn lấp, góp phần bảo vệ môi trường, cảnh quan.
Theo đại diện Tổng công ty Ximăng Việt Nam (VICEM), từ cuối năm 2019, tổng công ty này đã thử nghiệm và thành công chương trình xử lý rác thải, bùn thải làm nhiên, nguyên liệu thay thế trong sản xuất clinker, ximăng đồng thời tăng sử dụng tro xỉ và thạch cao nhân tạo… Sau một thời gian thử nghiệm, đến năm 2020, VICEM đã xử lý bùn thải tại 5 dây chuyền thuộc 4 đơn vị sản xuất, bao gồm: Nhà máy ximăng Hoàng Thạch, Bút Sơn, Hạ Long và Hà Tiên với tổng khối lượng bùn thải lên tới 15.000 tấn.
Tiếp đó, năm 2021, VICEM đã nâng khối lượng xử lý bùn thải lên 70.000 tấn, giúp thay thế 3-5% khối lượng nguyên liệu sét trong nguyên liệu sản xuất ximăng. Trước những kết quả khả quan của công nghệ đưa chất thải vào làm nhiên, nguyên liệu sản xuất ximăng, từ cuối năm 2021, VICEM Bút Sơn đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường cho phép thử nghiệm xử lý chất thải nguy hại. Sau gần 5 tháng vận hành thử nghiệm, đơn vị đã xử lý thành công hơn 4.172 tấn chất thải nguy hại.
Trong năm 2022, kế hoạch của VICEM là sẽ xử lý 86.000 tấn bùn thải. Kết quả thử nghiệm trên đã phần nào cho thấy để thúc đẩy kinh tế tuần hoàn, kinh tế xanh trong sản xuất ximăng thì một trong những giải pháp hữu hiệu, quan trọng nhất là thay thế nguồn nhiên liệu truyền thống bằng nhiên liệu từ rác/chất thải.
Tuy nhiên trên thực tế, không phải bùn thải ở sông, hồ nào cũng làm được nhiên, nguyên liệu làm ximăng, mà chỉ những nơi có nhiều chất hữu cơ. Quy trình xử lý bùn thải thành nhiên, nguyên liệu sản xuất ximăng thường sẽ phải hút từ đáy sông, hồ lên rồi vận chuyển đến nơi chứa, làm khô, sau đó mới đốt cháy được. Ưu điểm là quá trình đốt bùn thải cùng với các nguyên liệu khác trong lò nung đã có công nghệ xử lý khí nên hạn chế tối đa việc phát thải ra môi trường.
Tạo nhựa sinh học từ bùn thải
Nghiên cứu được TS. Hồ Kỳ Quang Minh, giảng viên khoa môi trường cùng 10 cộng sự thực hiện từ năm 2020 với mục tiêu tạo ra nhựa sinh học có khả năng phân hủy trong 30 ngày. Công trình còn hướng đến tái chế chất thải thành nguồn nguyên liệu hữu ích theo mô hình nền kinh tế tuần hoàn.
Theo TS. Hồ Kỳ Quang Minh, trong nước thải (bao gồm bùn thải) các nhà máy sản xuất giấy, thủy sản, đường mía... có chứa nhiều chất hữu cơ. Mặc dù môi trường nước thải khá khắc nghiệt, chứa nhiều độc tố nhưng vi sinh vật hoàn toàn có thể thích nghi với cơ chế tổng hợp, tích lũy một dạng polymer (nhựa sinh học) trong cơ thể.
Nhóm nghiên cứu sử dụng mẫu nước và bùn thải của một nhà máy sản xuất giấy tại Tiền Giang, phân tích các chủng vi sinh vật trong môi trường. Bằng các phương pháp phân lập, định danh, loại trừ những vi khuẩn có khả năng lây bệnh, nhóm cho ra kết quả hơn 100 chủng vi sinh vật có khả năng tạo nhựa sinh học.
Phân tích đặc tính sinh học, nhóm đánh giá hai chủng vi khuẩn bacillus pumilus (NMG5) và bacillus megaterium (BP5) cho hiệu suất tạo nhựa tốt nhất. Kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy, hai chủng vi khuẩn này có tỷ lệ 40% khối lượng khô tích lũy là nhựa sinh học.
Nhóm nghiên cứu tính toán, về lý thuyết có thể thu được khoảng 40 tấn nhựa sinh học từ vi sinh vật. Tuy nhiên, TS Minh cho rằng, trường hợp khối lượng nhựa sinh học chỉ đạt một nửa so với tính toán lý thuyết cũng là tỷ lệ rất lớn.
Qua phân tích cho thấy, vi sinh vật tồn tại trong bùn thải của nhà máy và sử dụng thức ăn từ chất hữu cơ trong môi trường nên có khả năng làm sạch nước. Theo đó nhóm đề xuất có thể phát triển thành các khối bùn hoạt tính vừa tạo nhựa sinh học vừa xử lý nước với hiệu quả tốt hơn. Để lấy được nhựa sinh học sẽ phải sử dụng các biện pháp hóa học hoặc vật lý để phá vỡ vách tế bào của vi sinh vật thường được cấu tạo bằng polysaccarit. Sau đó sử dụng dung môi lấy kết tủa để thu được nhựa sinh học. Nhựa này khi tồn tại trong môi trường sẽ là nguồn thức ăn của vi sinh vật xung quanh nên sẽ phân hủy rất nhanh.
Theo nhiều chuyên gia cũng cho rằng trong phát triển bền vững, đầy mạnh kinh tế tuần hoàn, kinh tế xanh thì không còn gì gọi là rác vì đầu ra của ngành này lại là đầu vào của ngành khác. Nhưng để làm được như vậy, cần phải rõ ràng về cơ chế chính sách, định hướng, kỹ thuật, công nghệ, ý thức cộng đồng và việc tổ chức bài bản.
Quế Trâm