Nano Bioreactor: Xử lý nước thải tiên tiến

Mới đây, các chuyên gia môi trường Liên Hợp Quốc cho biết sẽ hỗ trợ Hà Nội trong xử lý ô nhiễm sông Tô Lịch bằng công nghệ xử lý tiên tiến nhất của Nhật Bản Nano-Bioreactor với thời gian 2 tháng.

Nước thải đô thị Việt Nam ô nhiễm nặng

Ở Việt Nam, nước thải đô thị (municipal waste water) gồm nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh và nước thải sản xuất thường được cho chảy thẳng vào các cống, rãnh, kênh nội đô…và gây ô nhiễm nước những nơi này.

* Dưỡng khí thấp, chất rắn và độ mặn cao

 + Nồng độ oxy hòa tan (dissolved oxygen, DO) là là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước. DO là lượng dưỡng khí cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật thủy sinh. Nồng độ oxy tự do trong nước nằm trong khoảng 8 – 10 ppm. Khi nồng độ DO thấp, các loài sinh vật nước thiếu dưỡng khí để thở, sẽ suy hô hấp và chết như bị ngạt.

 + Tổng chất rắn hòa tan (Total Dissolved Solids, TDS)  và Tổng số chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solids, TSS) là hai chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm nước.

 + Độ mặn hay độ muối (salinity, S‰) là tổng lượng (tính theo gram) các chất hòa tan chứa trong 1 kg nước.

 Kết quả những khảo sát cho thấy hầu hết kênh rạch cống thoát nước của chúng ta đều ô nhiễm quá tiêu chuẩn cả chục, trăm lần!

 * Nhiều độc chất

  Trong nước kênh rach bẩn có rất nhiều kim loại nặng như chì, thủy ngân, arsen, cadmium, chrome, kẽm, mangan  v.v… Các kim loại nặng thường tích luỹ dần dần trong cơ thể  động, thực vật thủy sinh và khi ăn chúng ta bị nhiễm độc những kim loại nặng này. Kim loại nặng  có thể phá hủy tế bào tạo máu, tế bào non trong tủy, gan, thận  gây suy gan, suy thận, gây tổn thương dạng viêm ở đường tiêu hóa, loãng xương, tổn thương các tế bào máu. Về lâu về dài kim loại nặng cũng là tác nhân gây ung thư.

 Kết quả nghiên cứu Trường Đại học Y tế công cộng, Cục An toàn thực phẩm và Viện Chăn nuôi quốc tế,  cho thấy đến 100% mẫu rau muống và cá rô phi được khai thác từ sông Nhuệ bị nhiễm chì. Cá rô phi còn nhiễm chất cadimi, một kim loại có độc tính.  Nhóm nghiên cứu cũng nhận định: “Việc ô nhiễm các kim loại nặng trong nước và thực phẩm tại sông Nhuệ chảy qua lưu vực Hà Nội và Hà Nam, trong đó có rau muống và cá rô phi đang là mối nguy cơ đe dọa lớn đối với sức khỏe nhiều người tiêu dùng và cộng đồng”.

Những kiểm tra vệ sinh môi trường kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè gần đây cho thấy nước kênh bắt đầu ô nhiễm nặng trở lại. Nhiều địa điểm, các loài cá mạnh như cá rô phi chết nổi trắng trên mặt kênh.

* Lắm vi sinh vật gây bệnh

Nước kênh rạch ô nhiễm chứa rất  nhiều côn trùng, nguyên sinh vật, ký sinh trùng, vi trùng, siêu vi  gây nhiều bệnh nguy hiểm như nhiễm trùng đường ruột  bệnh tả, kiết  lỵ, thương hàn, giun nhái, sán lá gan, sán nhái và nhiều siêu vi gây bệnh như viên gan A, rota vi rút….. 

Những cách làm sạch nước thải

 Có nhiều cách để giảm ô nhiễm nguồn nước dựa trên nguyên lí cơ học (lắng, lọc),  quá trình hoá học (ôxy hoá, hấp thụ, hấp phụ),  vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên nhằm phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong nước thải ô nhiễm, nuôi trồng những động, thực vật thủy sinh (nuôi cá, trồng bèo Nhật Bản, sậy, cỏ vetiver, cỏ voi, cỏ signal…)

 Cần lưu ý, nước thải trong  kênh rạch đô thị thường có nhiều thức ăn thừa, xác chết động vật làm cho hàm lượng nitơ và photphat tăng cao gây ra hiện tượng “phú dưỡng” (eutrophication) khiến các loài rêu, rong, tảo  phát triển mạnh. Các loại rong, tảo này sẽ hô hấp, lấy oxy nhả cacbonic, làm cho nguồn nước càng bị ô nhiễm thêm.

Một cách đơn giản để diệt loài  tảo này là nuôi các loài cá ăn thực vật như cá trắm cỏ, mè hoa hay cá chép. Theo tính toán,  mỗi con cá mè trắng hay cá chép trong cuộc đời nó có thể ăn đến 50 ký tảo và các loại sinh vật phù du. Kinh nghiệm của Trung Quốc, ở các hồ nước tảo phát triển mạnh, người ta thả  cả chục triệu cá chép xanh và cá mè trắng để làm sạch nguồn nước.

Nano-Bioreactor: Công nghệ xử lý nước thải tiên tiến

Công nghệ Nano-Bioreactor này gồm 2 công đoạn:

Công nghệ sục khí nano là phát minh quan trọng của người Nhật, được thế giới công nhận và hiện đang ứng dụng tại nhiều quốc gia trên thế giới, như Hoa Kỳ, Trung Quốc, Malaysia, Hàn Quốc, Ấn Độ, Thái Lan và Lào.

Trong nuôi cá tra, khi ứng dụng công nghệ này vào sản xuất sẽ giúp môi trường trong ao nuôi giảm các chỉ số COD, BOD, NH3. Tăng nồng độ oxy hòa tan DO trong nước, triệt để xử lý tình trạng phù dưỡng do tảo, làm tăng độ trong của nước ao nuôi, triệt để không còn khí độc H2S, ngăn ngừa ô nhiễm môi trường nước do thức ăn bị phân hủy.

Tiến sĩ Kubo Jun, chuyên gia công nghệ sục khí nano, Công ty Cổ phần Cải thiện Môi trường Nhật Việt, JVE, giải thích: “Công nghệ này khuyếch tán các bọt khí micro/nano trong nước dưới dạng siêu bão hòa, làm tăng hàm lượng ô-xy hòa tan trong khu vực nước xử lý. Qua đó, các vi khuẩn hiếu khí sẽ được kích hoạt và các quá trình chuyển hóa tự nhiên sẽ được tăng nhanh. Kết quả, chuỗi dinh dưỡng được cải thiện trong thời gian ngắn, cải thiện được chất lượng nước của ao nuôi. Bọt khí micro/nano tồn tại ở môi trường nước trong thời gian dài hơn dạng bọt khí thông thường, vì vậy có thể cung cấp ô-xy trong cả khu vực rộng lớn”.

Công nghệ sục khí nano sẽ giúp quá trình phân hủy các chất ô nhiễm trong ao nuôi cá. Bọt khí nano sẽ oxy-hóa các thành phần tế bào của vi khuẩn khiến chúng bị phân hủy nhanh chóng. Bùn đáy ao nuôi cá tra sẽ bị phân hủy phóng thích nước và khí carbonic, CO₂, cho phép nuôi cá tra không phải nạo vét bùn đáy ao theo phương pháp cơ học, tiết giảm được chi phí nuôi đến mức thấp nhất.

* Bioreactor

Bioreactor, chất phản ứng sinh học, khi hiện diện trong môi trường nước, sẽ kích thích phát triển các vi sinh vật có ích, và ức chế hay giảm mạnh các vi sinh vật có hại cho cá, gây ô nhiễm môi trường nước. Bioreactor cũng sẽ phân hủy các chất bẩn tồn tại trong nước, làm giảm các chất ô nhiễm hữu cơ, hợp chất chứa nitơ, chất rắn lơ lửng, màu và mùi nước…

Công nghệ bio-reactor thúc đẩy quá trình tự làm sạch của môi trường thông qua việc phát huy tối đa năng lực phân giải các chất bẩn, độc hại của các vi sinh vật có lợi sẵntrong môi trường.

Bio-reactor đã được cấp bằng sáng chế Nhật Bản và cũng được Tổ chức Phát triển Công nghiệp Liên hiệp quốc (United Nations Industrial Development Organization, UNIDO) công nhận. Hệ thống Bio-reactor đã xử lý thành công tại 300 điểm ô nhiễm trên khắp nước Nhật, và cũng được giới thiệu thử nghiệm thành công tại một số nước Châu Á như: Ấn Độ, Lào, Indonexia, Thái lan.

Thay lời kết

Việc xử lý nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước hồ, nước hồ nước đọng là một vấn đề môi trường rất lớn. Và Nano-Bioreactor là phương pháp hoàn toàn tự nhiên, không hóa chất là chọn lựa rất phù hợp.

Sông Tô Lịch dài khoảng 14km, thu gom nước thải sinh hoạt của các quận Ba Đình, Cầu Giấy, Đống Đa, Thanh Xuân, Hoàng Mai, Thanh Trì của Hà Nội nên xưa nay, nước sông luôn ô nhiễm nghiêm trọng, bốc mùi hôi thối.

Nhiều giải pháp đã được đưa ra để làm sạch lòng sông, tuy nhiên, chưa có giải pháp nào thực sự đem lại hiệu quả do lượng chất thải sinh hoạt và sản xuất đổ vào sông hàng ngày là rất lớn.

Hy vọng lần này, với công nghệ Nano Bioreactor Nhật Bản, chúng ta sẽ xử lý tận gốc nguồn nước thải bị ô nhiễm: hết chất độc, mùi hôi, phân giải bùn tầng đáy mà không cần nạo vét cơ học, như húa hẹn của các chuyên gia.

TS.BS Trần Bá Thoại

Uỷ viên BCH Hội Nội tiết Việt Nam