Xử lý ô nhiễm do kháng sinh trong nước thải bằng công nghệ sinh học

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.

Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của mô hình MBR.

Nhóm nghiên cứu PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm, ThS. Lê Thị Ngọc Diễm và các cộng sự ở 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”.

Quan điểm truyền thống về các chất ô nhiễm từ trước tới nay, chỉ tập trung vào các kim loại nặng, các hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy sinh học như dioxin, PCB, PAH… Mới đây đã có thêm khái niệm “các chất ô nhiễm mới” (ECs), đó 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. Từ đó 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 v.v… 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…

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 Việt Nam, 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.

Màng MBR (Membrane Bio Reactor) là công nghệ xử lý mới với sự kết hợp giữa công nghệ màng lọc với công nghệ xử lý nước thải, được sử dụng theo phương pháp sinh học hiếu khí. Công nghệ phát triển lần đầu tiên vào thập niên những năm 1970 và đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới.

Công nghệ màng MBR sử dụng các màng lọc đặt ngập trong bể xử lý sinh học hiếu khí. Nước thải được xử lý bởi các bùn sinh học và bùn này sẽ được giữ lại bởi quá trình lọc qua màng. Vì thế nâng cao hiệu quả khử cặn lơ lửng trong nước sau xử lý.

Cấu tạo của màng MBR là các sợi rỗng hoặc dạng tấm phẳng với kích thước lỗ màng là 0,1-0,4µm. Màng chỉ cho nước sạch đi qua. Còn các chất rắn lơ lửng, hạt keo, vi khuẩn, một số virus và các phân tử hữu cơ kích thước lớn... sẽ được giữ lại trên bề mặt màng.

Nước sạch sẽ theo đường ống thoát ra ngoài nhờ hệ thống bơm hút. Bên cạnh đó, máy thổi khí sẽ cấp khí liên tục, nhằm cung cấp khí cho hệ vi sinh hoạt động. Đồng thời tạo áp lực lên thành sợi màng thổi bung các cặn bùn bám trên thân màng. Nó giúp đảm bảo màng sẽ không bị nghẹt trong suốt quá trình hoạt động.

Việt Nam hiện vẫn chưa có nhiều nghiên cứu ứng dụng công nghệ MBR vào xử lý nước thải chứa chất kháng sinh và chất thay đổi nội tiết. 

Bước đầu hướng nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học màng để xử lý “các chất ô nhiễm mới” trong nước thải của PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm, ThS. Lê Thị Ngọc Diễm và nhóm cộng sự đã thực hiện thành công ở quy mô phòng thí nghiệm.

Trong thời gian tới nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu, triển khai thử nghiệm giải pháp này trong thực tế sản xuất. Qua đó góp phần đặt nền tảng cho việc ứng dụng MBR trong xử lý “các chất ô nhiễm mới” nói riêng, góp phần vào việc thúc đẩy xử lý nhóm chất ô nhiễm mới nói chung.

Theo Khampha.vn