Lọc mùi hôi chất thải bằng mụn xơ dừa

Mô hình giảm thiểu mùi hôi bằng công nghệ lọc sinh học do nhóm nghiên cứu của ThS. Nguyễn Trường Thành (Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, Đại học Cần Thơ) thực hiện có khả năng xử lý phổ rộng các loại khí gây mùi.

Khảo sát thực nghiệm tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long, ThS Thành và cộng sự nhận thấy các trang trại chăn nuôi, mô hình khép kín điều hòa hay trạm xử lý chất thải đều sinh ra mùi. Hiện một số nhà máy chỉ hướng tập trung vào xử lý chất thải, ít quan tâm tới xử lý mùi. Với công trình lớn việc kiểm soát mùi chỉ ở mức không phát tán ở môi trường thấp, thải lên không khí trên cao để pha loãng mà chưa có biện pháp xử lý cụ thể. Cách làm này khiến tình trạng ô nhiễm mùi tác động xấu tới sức khỏe con người và chất lượng không khí xung quanh.

Nhóm nghiên cứu đã tìm cách cải thiện tình trạng này bằng cách tạo ra bộ lọc sinh học có thể hấp phụ khí có mùi vào một màng sinh học và được phân hủy bởi vi sinh vật thành các hợp chất đơn giản hơn hoặc ít độc hơn. Vật liệu đệm sử dụng trong hệ thống lọc gồm mụn xơ dừa, phân compost và than hoạt tính.

Khi dòng khí thải đi qua các khe rỗng của lớp vật liệu đệm, chất ô nhiễm được chuyển hóa từ khí sang lỏng. Các chất ô nhiễm sẽ chuyển hóa dưới dạng phản ứng oxy hóa khử với sự tham gia của vi sinh vật trong bể lọc sinh học. Vi sinh vật bám trên lớp vật liệu sẽ phân hủy các chất ô nhiễm chuyển hóa thành dạng sinh khối (sản phẩm của quá trình trao đổi chất hoặc CO2 và nước).

Theo ông Thành, vật liệu đệm trộn với phân compost nhằm tận dụng vi sinh vật tự nhiên có sẵn. Ông lý giải, vi sinh vật có lợi từ phân compost có khả năng tiết ra các enzym phân giải hợp chất hữu cơ gây mùi như NH3, H2S, khi đó đã hòa tan trong nước, bám trên bề mặt lớp đệm vật liệu hấp phụ. Hợp chất hữu cơ sẽ được vi sinh vật “thuần hóa”, phân giải thành chất ít độc hơn hoặc chuyển thành dạng sinh khối. “Từ chất độc có mùi như H2S sẽ chuyển hóa thành chất không độc, không còn mùi”, ông nhấn mạnh.

Ngoài ra, mụn xơ dừa (phế phẩm bỏ đi sau khi lấy chỉ xơ dừa) rẻ tiền, dễ tìm, có tính hút ẩm tốt. Tính hấp thụ lớn của mụn xơ dừa phù hợp làm vật liệu lọc. Tương tự, than hoạt tính có độ rỗng lớn, cũng có tính hấp phụ cao. Việc tận dụng mụn xơ dừa hay phân compost bị bỏ đi sau quá trình phân giải trở nên hiệu quả trong công nghệ lọc. “Phế phẩm trong quá trình sản xuất này lại hữu ích cho đầu vào của một quá trình khác”, ông nói.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, phương pháp lọc sinh học cho hiệu suất loại bỏ mùi cao, khoảng 91-98% đối với khí ammonia (NH3), giảm 85-95% đối với khí H2S, giảm 78-100% đối với khí CO và khoảng 80% đối với khí CO2.

Dù vậy công nghệ này có nhược điểm là hiệu quả thấp đối với chất ô nhiễm nồng độ cao và suy giảm vật liệu lọc, có thể làm tắc nghẽn.

Theo ông Thành, công nghệ này phù hợp ứng dụng trong các trang trại chăn nuôi, nhà máy sản xuất thức ăn gia súc, chế biến phế phẩm ở quy mô nhỏ, giúp kiểm soát mùi, giữ và xử lý mầm bệnh thoát ra. Các nhà máy hóa chất, xử lý chất thải có thể áp dụng, song mô hình mới ở nghiên cứu bước đầu nên cần phát triển thêm nhiều vật liệu đệm kết hợp bổ sung vi sinh vật.

“Hiện nhóm tìm cách đa dạng hóa vật liệu đệm, nghiên cứu chuyên sâu thời gian các vi sinh vật phân hủy hợp chất hữu cơ và thành phần vi sinh”, ông Thành cho biết.

Ở nhiều nước phát triển như Đức, Hà Lan và Mỹ, phương pháp lọc sinh học sử dụng phổ biến để xử lý các chất khí độc và hợp chất hữu cơ bay hơi. So với các công nghệ xử lý khí thải khác, lọc sinh học có chi phí đầu tư, vận hành thấp, không phát sinh dòng thải thứ cấp, thân thiện với môi trường. Phương pháp này giúp xử lý khối lượng lớn các chất ô nhiễm nồng độ thấp, thời gian lưu khí 30-60 giây, diện tích bề mặt hoạt động của vật liệu lọc lớn (300-1000 m2/m3).