Xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh

Việt Nam hiện đang đối mặt với hai vấn nạn lớn trong lãnh vực môi trường, là ô nhiễm không khí và ô nhiễm nguồn nước ở khắp nơi, đặc biệt là các thành phố lớn. Nước thải kỹ nghệ, rác gia cư và nước rỉ từ rác là những nguyên nhân chính trong việc ô nhiễm nguồn nước. Tạp chí Khoa học & Môi trường kỳ này sẽ lần lượt trình bày những vấn nạn trên.

By line: Mai Thanh Truyết

• Bấm vào đây để nghe tiết mục này
• Download story audio

Hỏi: Kính chào tiến sĩ Mai Thanh Truyết. Trước hết, ông cho biết khái lược về tình trạng rác gia cư ở Việt Nam.

Đáp: Rác gia cư và nước rỉ từ rác là một trong nhiều vấn đề cấp bách cần phải giải quyết ở Việt Nam. Có thể nói rằng tuyệt đại đa số các bãi rácở Việt Nam đều không có hệ thống xử lý nước thải từ rác. Từ đó, nước rỉ thấm sâu vào lòng đất vì các bãi rác lộ thiên này không có lớp đáy chắn để giử nước rỉ lại; do đó mạch nước ngầm bị ô nhiễm,cũng như phần nước rỉ tràn ra khỏi hồ chứa sẽ chảy vào sông rạch khi bị quá tải.

Lấy trường hợp bãi rác Đông Thạnh ở Hốc Môn (TpHCM) làm điển hình, nước rỉ đã tràn vào sông Rạch Tra để từ đó chảy thẳng vào sông Sàigòn. Đồng thời các giếng nước chung quanh vùng đã có chỉ dấu ô nhiễm hóa chất hữu cơ và một số kim loại nặng từ năm 2000, mà cho đến nay vẫnchưa có biện pháp giải quyết. Chúng tôi sẽ thảo luậnvấn đề này trong những buổi hội luận sắp tới. Hôm nay chúngtôi xin trình bày một phương pháp giản dị để xử lý nước rỉ bằng phương pháp vi sinh.

Hỏi: Tiến sĩ có thể nói rõ hơn về công nghệ này?

Đáp: Thật ra đây là một phương pháp căn cứ khả năng sinh thoái hóa (bio-degradation) và tính hấp thu (adsorption) của than hoạt tính. Phương pháp này được gọi là phương pháp sinh vật lý (biophysical). Đây là một ứng dụng đã được dùng để xử lý trên 90% nhà máy xử lý nước rỉ và nước thải kỹ nghệ ở Hoa Kỳ.

Hỏi: Tiến sĩ có thể cho thính giả biết thêm chi tiết về cách vận hành của công nghệ này.

Đáp: Thưa anh, nước rỉ từ rác được bơm vào bồn chứa kín. Từ bồn chứa này, nước rỉ này được chuyển liên tục đến bồn phản ứng kín. Nơi đây qua phản ứng vi sinh đã được tính toán hoàn tất sẽ vào khoảng 72 giờ, các hợp chất hữu cơ nhẹ sẽ bị phân hủy thành thán khí (CO2) và kim loại nặng sẽ được than hoạt tính hấp thu.

Bồn phản ứng cần được sụt không khí liên tục với mục đích làm tăng diện tích tiếp xúc của carbon với nước rỉ và không khí là một trong các điều kiện phát triển của những vi sinh hiếu khí tác động lên việc làm phân hủy chất hữu cơ. Vì thời gian hoàn tất chu trình phản ứng là 72 giờ (3 ngày), nếu chúng ta muốn xử lý thí dụ 100 m3 nước rỉ/ngày thì bồn phản ứng phải có dung tích là 300 m3.

Hỏi: Còn điều kiện nào khác để đẩy mạnh các phản ứng hay không thưa Tiến sĩ?

Đáp: Theo nghiên cứu, để đạt được điều kiện tối ưu, quy trình xử lý ở giai đoạn này cần phải theo đúng một số điều kiện sau đây:

Trước hết độ pH phải được điều chỉnh trong khoảng 6.5 đến 7.5. Độ oxy hòa tan (DO) phải trên 3 mg/L để cho vi sinh vật có điều kiện sống tối thiểu; Nguồn nitrogen cũng như nguồn phosphor là hai nhu cầu cần thiết cho sự phát triển của vi sinh, do đó cần phải duy trì một nồng độ thích ứng để phản ứng diễn tiến thuận lợi cho việc xử lý; Sau hết là số lượng than hoạt tính thêm vào hàng ngày cần phải được tính toán kỹ lưỡng tùy theo nồng độ của nhu cầu oxy hóa học (COD) trong nước rỉ.

Tại Hoa Kỳ, nguồn nitrogen thường được dùng là ammonium hydroxide (NH4OH) và nguồn phosphor là acid phosphoric (H3PO4).

Lượng hóa chất cũng như than hoạt tính cho vào bồn phản ứng căn cứ vào mức độ ô nhiễm của nước rỉ, do đó thông số nhu cầu oxy hóa (COD) của nước rỉ phải được đo đạc trước.

Ngoài ra khí methane (CH4) trong bồn chứa nước rỉ và bồn phản ứng sẽ được chuyển tải qua một hệ thống, để từ đó biến thành điện năng, hay qua lò đốt nếu là một bãi rác nhỏ không có hiệu quả kinh tế để biến thành điện.

Hỏi: Sau đó nước rỉ trong bồn phản ứng sau khi được xử lý sẽ đi về đâu?

Đáp: Nước rỉ, sau khi được xử lý cùng với bùn (sludge) sau giai đoạn phản ứng sẽ được chuyển qua bồn lắng. Đây là một bồn hở miệng và chất kết dính (polymer) được thêm vào để tăng khả năng lắng đọng của bùn. Phần nước trong phía trên bồn sẽ chảy qua một bồn chứa khác và sẽ được dùng để tưới tiêu sau khi được xử lý tiếp bằng khí chlor để diệt các vi khuẩn E-coli đã có sẳn trong nước rỉ. Sau cùng phần bùn phía bên dưới bồn lắng sẽ được chuyển qua một máy ép khô và sẽ được thải vào các bãi rác.

Tóm lại đây là một chu trình kín và vận hành liên tục từ khâu thu nhận nước rỉ vào bồn chứa, qua bồn phản ứng, rồi đến bồn lắng, và sau cùng bồn chứa nước đã được xử lý. Khí methane sẽ được chuyển đổi thành điện năng cung cấp cho nhu cầu nhà máy và cư dân trong vùng.

Hỏi: Theo như Tiến sĩ mô tả, thì đây là một công nghệ đã được áp dụng rộng rãi tại Hoa Kỳ. Về chi phí xây dựng nhà máy và hóa chất dùng cho việc xử lý, Tiến sĩ thấy Việt Nam có đủ khả năng xây dựng những nhà máy xử lý và chi phí cung cấp cho việc điều hành nhà máy hay không?

Đáp: Việt Nam vẫn có thể làm được thưa anh tùy theo điều kiện. Các nhà máy hóa chất, phân bón, hay nhà máy biến chế thực phẩm v. v... ở Việt Nam có quy mô nhỏ, do đó từ mỗi công ty không đủ khả năng để xây dựng nhà máy riêng rẽ. Nhưng nếu có một tập hợp như những khu chế xuất hiện có ở Việt Nam như khu chế xuất Tân Thuận hoặc những bãi rác lớn như bãi rác Đông Thạnh (Hốc Môn) thì một nhà máy xử lý trung tâm sẽ có khả năng xử lý cả hệ thống nhà máy trong khu chế xuất. Làm như thế các công ty sẽ chia xẻ phí tổn cho nhà máy xử lý. Vào năm 2000, chúng tôi có dịp viếng thăm Khu chế xuất Tân Thuận, và thiết nghĩ một nhà máy xử lý có khả năng giải quyết 300 m3/ngày là quá đủ.

Hỏi: Còn chi phí hóa chất và phần điều hành kỹ thuật thì sao thưa Tiến sĩ?

Đáp: Chúng tôi đã nghĩ đến rất nhiều trong điều kiện hiện có của Việt Nam. Như anh đã biết, Hoa Kỳ có một nền công nghệ tiến bộ, nhưng nếu áp dụng thuần túy công nghệ trên theo kiểu Hoa Kỳ thì chúng ta sẽ không bao giờ có khả năng giải quyết vấn đề nhất là chi phí hóa chất mà đa phần là phải nhập cảng...

Do đó chúng tôi đã thí nghiệm việc xử lý trong phòng thí nghiệm và đem vào ứng dụng các hóa chất rẻ tiền như thay vì dùng ammonium hydroxide và acid phosphoric làm nguồn "thực phẩm" cho vi sinh vật, chúng tôi đã thay thế bằng phân bón ammonium phosphate. Và than hoạt tính nhập cảng sẽ được thay thế bằng than hoạt tính nội địa từ trái dừa khô.

Do đó hiệu quả kỹ thuật vẫn không thay đổi, mà chi phí vận hành nhà máy có thể giảm thiểu trên 50% so với cung cách điều hành theo kiểu Hoa Kỳ. Thêm nữa, tổng số lượng than bùn trong quy trình xử lý hoàn toàn bị phế thải, chúng tôi đã bơm ngược trở lại 50% vào bồn phản ứng vì một số than hoạt tính vẫn còn tác dụng và hiệu nghiệm trong việc xử lý. Do đo, chi phí lại càng giảm thêm nữa.

Hỏi: Cám ơn Tiến sĩ đã trình bày cho thính giả một phương pháp xử lý nước rỉ và nước thải kỹ nghệ bằng phương pháp sinh vật lý có thể áp dụng trong điều kiện Việt Nam. Hy vọng cuộc trao đổi này có thể cung cấp cho những người có trách nhiệm có thêm khái niệm về việc giải quyết những vấn nạn nước rỉ và nước thải từ các nhà máy sản xuất kỹ nghệ. Xin Tiến sĩ có lời kết thúc buổi thảo luận hôm nay.

Đáp: Xin kính chào Quý thính giả của Đài ACTD, và nếu cần biết thêm những chi tiết cũng như các thông số kỹ thuật cùng sơ đồ thiết kế nhà máy, Quý vị có thể liên lạc và trao đổi với chúng tôi trên trang nhà www.vastViệtNam.org