Phương pháp thu hồi phốt pho bền vững từ nước thải

Phương pháp mới xử lý nước thải sẽ là chìa khóa cho những nỗ lực giảm thiểu, tái sử dụng và tái chế, ngoài ra, còn mang lại lợi nhuận.

Phốt pho là nguyên tố thiết yếu trong chế độ dinh dưỡng của con người. Trong cơ thể, nó đảm nhận nhiều vai trò như thúc đẩy sự phát triển của xương và răng. Bón phân chứa  phốt pho cho cây trồng hoặc bãi cỏ cho phép chúng sinh trưởng khỏe mạnh. Thiếu nó, các tế bào cơ bản của động, thực vật và sự sống sẽ không tồn tại.

Thông thường, phốt pho có trong các khoáng chất chứa phốt pho được khai thác và là tài nguyên có hạn và không tái tạo. Nhu cầu phốt pho hàng năm đang tăng nhanh. Tuy nhiên, khi phốt pho đã được sử dụng, rất khó thu hồi.

Ở động vật (kể cả con người), nước tiểu chứa phốt pho. Nước mặt mang theo khối lượng lớn phốt pho từ các cánh đồng và đồng cỏ xuống hạ lưu. Kết quả là phốt pho có trong nước thải ra từ nhà máy xử lý nước thải.

"Bất cứ lượng phốt pho nào chúng ta sử dụng và xả ra sông và biển đều thất thoát vào môi trường”, Rolf Halden, Giáo sư tại Trường Kỹ thuật bền vững và Môi trường xây dựng và là Giám đốc Trung tâm an ninh môi trường, Đại học Arizona cho biết.

Ngoài ra, sự tích tụ của phốt pho có thể dẫn đến các hậu quả như tảo nở hoa trong hồ và các thủy vực nước mặt. Tảo nở hoa sẽ hút hết oxy trong nước, gây ảnh hưởng đến sự cân bằng tinh tế của đời sống thủy sinh. "Hiện tượng này có thể quan sát thấy trong  “vùng chết” của Vịnh Mêhicô theo mùa", GS. Halden nói.

Gần đây, nhóm nghiên cứu của GS. Halden đã công bố một nghiên cứu trên Tạp chí Environmental Quality  xem xét các phương pháp thu hồi phốt pho từ nước thải bằng cách lập mô hình toán học.

Các nhà máy xử lý nước thải ở nhiều thành phố hiện đang áp dụng phương pháp chiết xuất phốt pho trước khi xả nước thải vào môi trường. Hai phương pháp thu hồi phốt pho được áp dụng gồm phương pháp hóa học và sinh học.

Trong phương pháp hóa học, nhà máy xử lý phốt pho hòa tan trong nước thải. Sau đó, phốt pho được tách khỏi dung dịch để dễ xử lý. Trong phương pháp sinh học, vi khuẩn được bổ sung để thu hồi phốt pho trong bùn đặc. Sự thay đổi ở đây bao gồm loại bỏ phốt pho bằng phương pháp sinh học tăng cường (EBPR). Phương pháp này kích thích có chọn lọc vi khuẩn tích tụ phốt pho.

Nhóm nghiên cứu đã kết hợp 2 phương pháp hóa sinh. Thứ nhất, phương pháp EBPR đã cô đặc phốt pho trong bùn. Tiếp theo, phương pháp xử lý hóa học được áp dụng để tách phốt pho thành sỏi struvite, khoáng chất phốt phát có thể sử dụng. Nghiên cứu đã chứng minh một nhà máy xử lý nước thải thông thường mỗi năm có thể thu hồi gần 490 tấn phốt pho dạng sỏi struvite.

Xử lý phốt pho bằng phương pháp EBPR không cần bổ sung thêm hóa chất và còn hạn chế sản sinh bùn, đã làm giảm chi phí vận hành cho các nhà máy xử lý nước thải có nguồn ngân sách eo hẹp.

Phốt pho được thu hồi mang lại lợi ích cho môi trường vì họat động khai thác phốt pho sẽ giảm và nguồn nước mặt được cải thiện. Phốt pho thu hồi dưới dạng sỏi struvite cũng có thể tạo thu nhập. Nhóm nghiên cứu ước tính, nhờ phương pháp mới, các nhà máy xử lý nước thải tham gia nghiên cứu điển hình có thể tăng doanh thu 150.000 USD/năm.

Theo Vista.gov.vn