Sau 2 năm nghiên cứu, Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ đã thực hiện thành công đề tài “Nghiên cứu sử dụng vật liệu zeolite NaP1 từ tro trấu để xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản”. Đề tài đã được Hội đồng khoa học TP Cần Thơ nghiệm thu và đánh giá cao về tính hữu ích trong góp phần bảo vệ môi trường, giải quyết bài toán nước thải thủy sản, đồng thời biến phế phẩm nông nghiệp thành vật liệu giá trị cao.

Thử nghiệm xử lý nước thải tại nhà máy chế biến thủy sản, khu công nghiệp Trà Nóc. Ảnh: CTV

Tro trấu là chất thải hình thành từ quá trình đốt vỏ trấu tại các nhà máy xay xát lúa gạo hoặc nhà máy nhiệt điện sinh khối ở ĐBSCL. Hiện nay, tro trấu tại khu vực này đang được xử lý và tái chế theo các hướng: làm giá thể và phân bón, sử dụng làm phụ gia trong công nghiệp xây dựng, nguyên liệu cho các ngành công nghiệp kỹ thuật cao… Trong đó, chế tạo vật liệu hấp phụ từ tro trấu để xử lý môi trường (đặc biệt là nước thải, nước ao nuôi thủy sản) là một hướng đi mới đang được các nhà khoa học ở các viện, trường quan tâm, nghiên cứu.

Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ tập trung vào tận dụng vật liệu zeolite NaP1 - một loại khoáng chất nhân tạo được tổng hợp bằng cách tận dụng nguồn silica dồi dào từ tro trấu. Zeolite NaP1 có cấu trúc rỗng với diện tích bề mặt lớn, với khả năng hấp phụ và trao đổi ion tốt có thể xử lý đồng thời các ion amoni, nitrate và phosphate trong nước thải thủy sản. Ngoài ra, zeolite NaP1 có thể xử lý kim loại nặng và các hợp chất hữu cơ độc hại trong nước.

Nhóm nhiên cứu đã thực hiện quy trình tổng hợp vật liệu zeolite NaP1 hoàn thiện với các thông số tối ưu thông qua quy trình đơn giản, tiết kiệm chi phí nguyên liệu, hạn chế năng lượng nhiệt tiêu tốn và thời gian thực hiện phản ứng. Kết quả phân tích đặc tính cấu trúc tinh thể và hình thái học đặc trưng của NaP1 được xác định cho thấy zeolite NaP1 tổng hợp từ tro trấu đạt độ tinh khiết tương đương với zeolite NaP1 từ các nguồn nguyên liệu khác. Sau đó, xây dựng mô hình thử nghiệm 600 lít/mẻ/giờ sử dụng zeolite NaP1 trong xử lý nước thải chế biến thủy sản đáp ứng công suất 12m3/ngày đêm.

ThS Nguyễn Thị Như Ý, Chủ nhiệm đề tài, cho biết nhóm nghiên cứu dùng zeolite NaP1 để xử lý nitơ tổng và phospho tổng có trong nước thải chế biến thủy sản ở 2 phạm vi: phòng thí nghiệm và ở một nhà máy chế biến thủy sản, khu công nghiệp Trà Nóc. Kết quả thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm cho thấy zeolite NaP1 có khả năng xử lý đồng thời nitơ tổng và phospho tổng trong nước thải chế biến thủy sản ở các nồng độ khác nhau, đạt chuẩn đầu ra theo quy chuẩn QCVN 11-MT:2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến thủy sản do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành). Đối với xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản, tổng thời gian vận hành là 71 phút, trong đó thời gian bơm nước thải từ bể lắng sau quá trình hóa lý qua cột lọc cơ học vào bồn xử lý là 6 phút, thời gian xử lý tại bồn là 30 phút với tốc độ khuấy 200rpm, thời gian lắng sau xử lý là 30 phút, xả thải sau xử lý và thu hồi vật liệu là 5 phút, khối lượng vật liệu NaP1 sử dụng là 1,2kg cho một mẻ 600 lít nước thải, đáp ứng công suất xử lý 12m3/ngày đêm. Nước thải sau khi xử lý đạt chuẩn đầu ra theo quy chuẩn QCVN 11-MT:2015/BTNMT.

Đặc biệt, sau khi xử lý nước thải, zeolite NaP1 không bị thải bỏ gây ô nhiễm thứ cấp, mà được tái sử dụng hiệu quả. Nhóm nghiên cứu đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ và nhả hấp phụ nitơ của vật liệu với các điều kiện phù hợp, tối ưu. Qua đó cho thấy, NaP1 có tiềm năng sử dụng như nguồn phân bón nitơ nhả chậm ứng dụng trong nông nghiệp. Nhóm đã thực hiện thí nghiệm sử dụng vật liệu như một dạng phân bón cung cấp nitơ cho cây cải xanh trong thời gian 30 ngày. Kết quả, cây cải xanh sinh trưởng ổn định và phát triển tốt, không chênh lệch đáng kể so với sử dụng phân ure thương mại, cho thấy tính khả thi của việc tái sử dụng vật liệu zeolite NaP1 trong việc tạo nên một chu trình khép kín: nông nghiệp - thủy sản - nông nghiệp, phù hợp mô hình kinh tế tuần hoàn hiện nay.

Nghiên cứu đã mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các công nghệ tuần hoàn, thân thiện với môi trường, phục vụ trực tiếp cho ngành mũi nhọn của vùng là nuôi trồng và chế biến thủy sản xuất khẩu. Đề tài có thể chuyển giao công nghệ cho các doanh nghiệp thủy sản trong vùng để tiết kiệm chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải, hướng tới một nền công nghiệp sản xuất xanh và phát triển bền vững.

LỆ THU