Sử dụng công nghệ sinh học màng xử lý “các chất ô nhiễm mới” trong nước thải

Nhóm nghiên cứu PGS.TS. Lê Hoàng Nghiêm, ThS. Lê Thị Ngọc Diễm và các sinh viên Trường đại học tài nguyên và môi trường TP.HCM vừa thực hiện thành công đề tài nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học màng (MBR) trong xử lý nước thải có chứa “các chất ô nhiễm mới” trong nước thải.

Xuất phát từ thực tế trong lịch sử nghiên cứu, các chất như kháng sinh, phức cơ kim là những chất chưa từng được xếp loại là chất ô nhiễm hóa học gây ra các ảnh hưởng có hại tức thời hoặc lâu dài đến hệ sinh thái. Chính điều này đã làm thay đổi quan điểm truyền thống về các chất ô nhiễm trước đây khi chỉ tập trung vào các kim loại nặng, các hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy sinh học như dioxin, PCB, PAH...

Chính vì vậy, khái niệm “các chất ô nhiễm mới” (ECs) đã ra đời để chỉ các chất ô nhiễm không phải là những “chất mới” mà đây chỉ là các chất được sử dụng trong sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp và chúng không được giám sát thường xuyên nhưng có khả năng gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.

Trong đó, có hai nhóm chất ô nhiễm mới đang được các nước trên thế giới quan tâm là kháng sinh và các chất gây rối loạn nội tiết (EDCs) do mối liên quan trực tiếp đến hệ sinh thái và sức khỏe con người.

Việc sử dụng rộng rãi các kháng sinh, trong đó nhiều chất thuộc nhóm bền và không phân hủy tự nhiên nên dư lượng kháng sinh còn lại trong nước thải và bùn thải sẽ được phát tán ra nguồn tiếp nhận và sẽ tích lũy lâu dài trong hệ sinh thái (vi sinh vật, thực vật và động vật) và môi trường làm tăng nguy cơ xuất hiện nguồn gen kháng thuốc ở các chủng vi sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật gây bệnh. Hệ quả là sẽ gây nên sự kháng thuốc ở vật nuôi và con người.

Chất EDCs là những chất có thể tồn tại trong đất, nước, không khí và một khi đã xâm nhập vào cơ thể sẽ làm rối loạn chức năng của hệ nội tiết, gây tác động ảnh hưởng đến sức khỏe của người và động vật; là nguyên nhân gây ra các bệnh ung thư, giảm lượng tinh trùng ở nam giới, ung thư vú ở phụ nữ, gây ra hiện tượng quái thai...

Đối với hệ động vật dưới nước, EDCs có thể gây ảnh hưởng với nồng độ rất thấp làm biến đổi hình dạng và biến đổi giới tính ở cá...

Hiện nay, kháng sinh đang được sử dụng rộng rãi cho con người và thú y. Trong quá trình sử dụng, chỉ có một phần các kháng sinh và hormon được hấp thu và chuyển hóa trong cơ thể người/vật nuôi, còn phần lớn được bài tiết nguyên dạng.

Một số nghiên cứu đã cho thấy lượng thuốc kháng sinh được bài tiết có thể lên đến 70%. Do đó, các chất ô nhiễm này sẽ hiện diện trong nước thải sinh hoạt hoặc từ các bệnh viện hoặc các trang trại chăn nuôi.

Theo ThS. Lê Thị Ngọc Diễm, nhìn chung, quy trình xử lý nước thải hiện nay không thích hợp để xử lý dư lượng kháng sinh và hormon nên các chất ô nhiễm này sẽ tồn lưu và tiếp tục di chuyển vào nguồn tiếp nhận và làm ô nhiễm các thủy vực.

Hầu hết các số liệu quan trắc đánh giá chất lượng và hiệu quả xử lý nước thải sau xử lý ở nước ta thông thường chỉ chú ý đến các yếu tố lý hóa như giá trị pH, COD, BOD, NH4, một số kim loại nặng (đồng, kẽm, cadium...), một số thuốc trừ sâu… nhưng chưa có nghiên cứu đánh giá về nồng độ và hiệu quả loại bỏ các chất kháng sinh và chất EDCs trong dòng thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Do đó, việc nghiên cứu đánh giá hiệu quả loại bỏ thuốc kháng sinh trong nước thải là rất cần thiết.

Công nghệ MBR là sự kết hợp quá trình phân tách bằng màng và quá trình sinh trưởng lơ lửng. Nó tăng cường khả năng xử lý sinh học bằng cách khai thác khả năng của màng để đạt mức độ phân tách cao.

Việc sử dụng màng để tách pha rắn và lỏng giúp duy trì các điều kiện tối ưu cho bể phản ứng sinh học trong việc phân hủy các chất gây ô nhiễm trong nước thải.

Quá trình MBR có nhiều ưu điểm hơn so với bùn hoạt tính thông thường là chất lượng nước thải sau xử lý rất cao, có thể tái sử dụng, diện tích hệ thống xử lý nhỏ gọn, thời gian lưu bùn dài, lượng bùn sinh ra thấp và vận hành linh hoạt. Đây là một trong những công nghệ mới đang được áp dụng rộng rãi.

ThS. Ngọc Diễm cho biết, nhóm muốn triển khai các nghiên cứu nhằm đánh giá hiệu quả và khả năng xử lý “các chất ô nhiễm mới” trong nước thải của quá trình sinh học màng so với các quá trình sinh học khác nhằm cung cấp các cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu triển khai thực tế các công nghệ khả thi và đáp ứng yêu cầu kiểm soát các chất này trong nước thải, đặc biệt là nước thải dược phẩm, nước thải y tế và nước thải nông nghiệp - những nguồn thải thường chứa nhiều “các thành phần ô nhiễm mới” này.

Theo KH&PT