Một quy trình xử lý nhiệt thích hợp là cần thiết để quản lý hiệu quả bùn thải CEPT và giảm thiểu rủi ro môi trường. Nguồn: Giáo sư Kitae Baek, Đại học Quốc gia Jeonbuk, Hàn Quốc

Phương pháp xử lý sơ cấp tăng cường hóa chất (CEPT), sử dụng hóa chất thay vì vi sinh vật để thúc đẩy quá trình keo tụ và đông tụ nước thải, đã thu hút sự chú ý đáng kể nhờ khả năng giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành trong các nhà máy xử lý nước thải.

Bùn thải sinh ra trong quá trình xử lý có thể được xử lý tiếp bằng phương pháp nhiệt phân, một quy trình nhiệt độ cao có thể làm giảm thể tích bùn, phân hủy chất gây ô nhiễm và tạo ra các vật liệu có giá trị gia tăng. Tuy nhiên, than sinh học, một sản phẩm của quá trình nhiệt phân, được tạo ra từ bùn thải CEPT (CS) khác với than sinh học được tạo ra từ bùn thải xử lý sinh học thông thường (BS).

Những khác biệt này có thể ảnh hưởng đến cách các kim loại nặng hoạt động và duy trì độ ổn định trong than sinh học, tiềm ẩn nguy cơ làm tăng rủi ro môi trường. Cho đến nay, thông tin về hành vi của kim loại nặng trong than sinh học có nguồn gốc từ CS còn rất hạn chế.

Để giải quyết khoảng trống này, một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Kitae Baek từ Khoa Môi trường và Năng lượng và Trung tâm Nghiên cứu Môi trường Đất, Đại học Quốc gia Jeonbuk, Hàn Quốc dẫn đầu, đã điều tra các đặc tính của kim loại nặng trong than sinh học có nguồn gốc từ CS so với than sinh học thông thường có nguồn gốc từ BS. Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Process Safety and Environmental Protection .

"Mặc dù CEPT có thể giảm tiêu thụ năng lượng, nhưng cần phải xem xét không chỉ hiệu suất xử lý mà còn cả tác động môi trường của các sản phẩm phụ của nó. Nghiên cứu của chúng tôi làm rõ những rủi ro tiềm tàng liên quan đến than sinh học có nguồn gốc từ CS và nhấn mạnh sự cần thiết phải có các biện pháp đối phó thích hợp khi việc áp dụng CEPT ngày càng tăng", Giáo sư Baek cho biết.

Các nhà nghiên cứu đã thu thập mẫu CS và BS từ hai nhà máy xử lý nước thải ở Hồng Kông. Cả hai loại bùn đều được nhiệt phân ở các nhiệt độ khác nhau, và than sinh học thu được đã được phân tích để so sánh hàm lượng kim loại nặng và độ ổn định của chúng.

Hiệu suất than sinh học của CS dao động từ 32,1% đến 40,9%, thấp hơn đáng kể so với BS, dao động từ 43,9% đến 75,2%. Phân tích hàm lượng kim loại nặng cho thấy một tỷ lệ nhỏ kim loại nặng còn lại trong than sinh học có nguồn gốc từ CS ở tất cả các nhiệt độ. Điều này cho thấy xử lý nhiệt CS có thể dẫn đến ô nhiễm kim loại nặng thứ cấp trong môi trường xung quanh.

Các thử nghiệm tiếp theo cho thấy than sinh học có nguồn gốc từ CS có độ ổn định kim loại nặng thấp hơn, đặc biệt là ở nhiệt độ cao trên 800 °C. Ở nhiệt độ cao như vậy, khả năng di chuyển của kim loại nặng cũng tăng lên đáng kể và có thể dễ dàng bị rửa trôi, làm tăng mối lo ngại về an toàn môi trường. Dựa trên những kết quả này, các nhà nghiên cứu khuyến nghị nên sử dụng nhiệt độ nhiệt phân thấp hơn khi xử lý bùn CEPT.

Điều thú vị là, ở nhiệt độ tối ưu 550°C, kim loại nặng trong cả hai loại than sinh học đều thể hiện tính ổn định lâu dài. Điều này cho thấy rằng, khi được xử lý đúng cách, than sinh học có nguồn gốc từ CS có thể được sử dụng an toàn cho các ứng dụng như cải tạo đất hoặc phân bón, tương tự như than sinh học từ bùn thải thông thường.

"Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng xử lý nhiệt thích hợp là cần thiết để nâng cao tính bền vững của quy trình CEPT. Với việc quản lý bùn thải đúng cách, CEPT có thể hỗ trợ xử lý nước thải hiệu quả đồng thời giảm lượng khí thải carbon và tác động đến môi trường. Điều này sẽ có tác động tích cực lâu dài đến cuộc sống của người dân và công tác bảo tồn môi trường", Giáo sư Baek kết luận.