Xử lý nước thải hiệu quả bằng vi tảo kết hợp màng MBR

Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đưa tin, nhóm các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Môi trường dẫn đầu là TS. Nguyễn Tuấn Minh đã đạt được thành công trong việc xử lý nước thải giàu chất dinh dưỡng bằng phương pháp kết hợp giữa vi tảo và công nghệ màng. Đây là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực xử lý nước thải, mang lại nhiều lợi ích không chỉ cho môi trường mà còn cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Nước thải từ các hoạt động chăn nuôi thường chứa nhiều chất hữu cơ, bao gồm cacbon, nitơ và photpho, đây là những nguồn dinh dưỡng quý giá cho sự phát triển của vi tảo. Nhóm nghiên cứu đã khám phá rằng vi tảo có khả năng tiêu thụ và biến đổi các chất này thành sinh khối. Sinh khối vi tảo có chứa nhiều hợp chất cao phân tử, chẳng hạn như chất béo, protein, và carbohydrate, có tiềm năng để sản xuất nhiên liệu sinh học, thức ăn chăn nuôi, phân bón cây trồng, và nhiều sản phẩm khác nhau như mỹ phẩm và dược phẩm. Sử dụng nước thải như một nguồn dinh dưỡng cho vi tảo đã được xem xét như một giải pháp bền vững để giải quyết vấn đề xử lý nước thải và khai thác sinh khối.

Vi tảo loại Chlorella sp. đặc biệt là Chlorella vulgaris, đã được chứng minh là loại vi tảo hiệu quả trong việc loại bỏ cacbon, nitơ, và photpho khỏi nước thải. Kết hợp với công nghệ màng MBR, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một hệ thống có thể điều chỉnh dễ dàng lưu lượng nước thải và duy trì hàm lượng sinh khối cao, đồng thời tránh hiện tượng rửa trôi vi tảo vào nước thải đầu ra.

Trong nghiên cứu này, nhóm đã tập trung vào việc nâng cao hiệu suất xử lý nước thải có nồng độ dinh dưỡng cao. Vi tảo được nuôi trong hệ thống sẽ tiêu thụ và biến đổi chất dinh dưỡng trong nước thải để tạo ra sinh khối, trong khi màng lọc sẽ loại bỏ sinh khối ra khỏi nước thải. Kết hợp này giúp đảm bảo khả năng xử lý triệt hạ đối tượng nước thải có nồng độ dinh dưỡng cao.

Ngoài việc cải thiện hiệu suất xử lý, kết hợp này còn giảm tiêu thụ năng lượng, diện tích xây dựng, sử dụng hóa chất, và giảm khí thải nhà kính trong lĩnh vực xử lý nước thải và bảo vệ môi trường.

Mô hình hệ thiết bị xử lý nước thải đã được phát triển với công suất 10-20 l/m2 màng.h, đáp ứng tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT về chỉ tiêu Nitơ và Photpho. Thử nghiệm đã cho thấy vi tảo Chlorella vulgaris kết hợp màng MBR có hiệu suất xử lý nước thải đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột B) với hiệu suất xử lý NH4+, TP và COD lần lượt là 96,06%, 70,20%, và 86,29% sau 5 ngày.

Kết quả nghiên cứu đã xác định các điều kiện tối ưu để giảm tắc nghẽn màng và khôi phục khả năng làm việc của màng, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường. Việc sử dụng vi tảo để xử lý nước thải đồng thời duy trì hàm lượng sinh khối có liên quan mật thiết đến hiệu quả xử lý, đồng thời giải quyết vấn đề chi phí và áp lực xử lý chất thải nguy hại.

Nhóm nghiên cứu đã công bố kết quả nghiên cứu của họ trong các tạp chí khoa học quốc tế và trong nước, đóng góp quan trọng cho sự phát triển của lĩnh vực xử lý nước thải và bảo vệ môi trường. Vi tảo và công nghệ màng đã mang đến một hy vọng mới trong việc xử lý nước thải.