Công nghệ tái chế bùn thải làm vật liệu xây dựng

Thứ sáu, 03/03/2006 00:00

Bùn thải từ sản xuất và sinh hoạt là thứ xưa nay bỏ đi song đối với Thạc sĩ Nguyễn Thị Phương Loan, PGĐ Trung tâm Công nghệ và Quản lý Môi trường Centema, thì đó lại là ''kho báu'' nếu biết xử lý đúng cách.

Ước tính mỗi ngày các thành phố lớn ở Việt Nam thải ra hơn 600 tấn bùn, trong đó có bùn cống rãnh, kênh rạch, nhà máy xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp, nhà máy nước, nhà máy luyện kim...
Lượng bùn thải ra quá nhiều song không có biện pháp xử lý thích hợp, chủ yếu là chôn lấp, vừa tốn tiền lại vừa bỏ phí những thành phần hữu ích trong đó. Nhận thấy tiềm năng bị bỏ quên này, từ đầu năm 2005, Thạc sĩ Loan cùng cộng sự đã bắt tay vào nghiên cứu công nghệ tái chế bùn thải để sản xuất công nghiệp và cải tạo đất nông nghiệp.
Công việc đầu tiên mà nhóm nghiên cứu phải làm là lấy mẫu bùn mang về phòng thí nghiệm. Bùn cống rãnh, kênh rạch thì được lấy thoải mái, chẳng ai cấm. Tuy nhiên, thu thập bùn từ các nhà máy xử lý nước thải tập trung của KCN, doanh nghiệp thì khó khăn hơn rất nhiều, phải rình rình khi nào nhà máy kêu xe đến đổ rác thì mới lấy được.
Nguyên nhân là các doanh nghiệp sợ Thạc sĩ Loan nghiên cứu và phát hiện ra tình trạng gây ô nhiễm của họ. Kết quả phân tích các mẫu bùn cho thấy bùn kênh rạch và cống rãnh có nồng độ chất vô cơ cát, đá, sỏi vụn và thành phần chất dinh dưỡng như nitơ, phốt pho rất cao, có thể sử dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng và cải tạo đất. Còn bùn từ nhà máy xử lý nước thải KCN, nhà máy luyện kim, chứa nhiều kim loại nặng, chất vô cơ đối với xử lý nước thải KCN nên rất thích hợp cho sản xuất VLXD và thu hồi kim loại.
Mặc dầu vậy, để có thể dùng bùn vào những mục đích nói trên, trước tiên các nhà khoa học phải phân tích, xác định liên kết của kim loại trong bùn xem kim loại liên kết chủ yếu với thành phần hữu cơ hay vô cơ. Sau đó, tuỳ thuộc vào các loại bùn mà sử dụng phương pháp xử lý khác nhau hoặc kết hợp các phương pháp.
Chẳng hạn đối với bùn cống rãnh và kênh rạch, Thạc sĩ Loan đã dùng thuỷ lực để tách các thành phần hữu cơ và vô cơ: để bùn trong bồn hình trụ rồi bơm nước vào, chất vô cơ nặng sẽ lắng xuống đáy bồn trong khi chất hữu cơ nhẹ hơn nổi lên trên và được hút ra ngoài. Tiếp đến, hệ thống van dưới bình được mở ra để lấy chất vô cơ ra.
Chất vô cơ chiếm 70-93% được dùng để sản xuất VLXD như gạch xây tường, gạch lát vỉa hè hoặc san nền. Còn chất hữu cơ được xử lý tiếp bằng phương pháp sinh học: dùng vi sinh vật tiết axít để hoà tan các kim loại nặng rồi tách chúng ra. Cuối cùng, phần bùn hữu cơ sạch được dải lên bãi chốn lấp rác để trồng cây và cải tạo đất nông nghiệp. Các kim loại nặng được trộn với nhiều chất kết tủa để tách riêng từng kim loại hoặc hóa rắn toàn bộ để chôn lấp an toàn.
Trái ngược với bùn cống rãnh, bùn từ các nhà máy xử lý nước thải tập trung của KCN, nhà máy luyện kim, cơ khí, xử lý nước lại chứa nhiều kim loại nặng như chì, thuỷ ngân, nikel, crom, đồng, sắt...
Do vậy, Thạc sĩ Loan cũng dùng phương pháp sinh học để tách kim loại. Phần vô cơ chiếm 59-67% được sử dụng làm VLXD. Bùn từ nhà máy nước hoặc nhà máy phi mạ chứa nhiều sắt hàm lượng sắt là 1.778-5.334mg/kg nên được tận dụng làm bột màu hoặc sản xuất đinh. Loại bùn khó xử lý nhất là bùn chứa nhiều chất hữu cơ độc hại, chẳng hạn như chất hữu cơ bền POBs từ nhà máy sản xuất hóa chất, nhựa.
Đối với loại bùn này phải dùng tới phương pháp trích ly hóa học: dùng dung môi để tách chất ô nhiễm, sau đó thu hồi dung môi cùng chất bẩn để xử lý.
Theo tính toán trong phòng thí nghiệm, giá thành xử lý bùn cống rãnh, kênh rạch chỉ là 90.000 đồng/tấn so với 300.000 đồng chi phí chôn lấp, thu lợi 113.000 đồng/tấn. Xử lý một tấn bùn chứa kim loại bằng phương pháp truyền thống sấy, đốt, hóa rắn, chôn lấp phải mất 4 triệu đồng trong khi xử lý bằng phương pháp sinh học và hóa học chỉ mất 1,3 triệu đồng, thu lợi 11.250 đồng.
Với những tiềm năng bảo vệ môi trường cũng như hiệu quả kinh tế của công trình nghiên cứu trên, Ngân hàng thế giới đã quyết định tài trợ 10.000 USD tại Cuộc thi Ngày sáng tạo Việt Nam để Thạc sĩ Loan triển khai dự án trong thực tế.

Nguồn tin: T/C Hoạt động khoa học, số 4/2005