Đây là một nghiên cứu của nhóm tác giả tại Trường Đại học Bách khoa TPHCM. Nghiên cứu đã thu hồi struvite (MgNH4PO4.6H2O) từ nguồn nước thải của nhà máy sản xuất phân bón để tạo ra phân bón tan chậm dùng trong nông nghiệp.
Tận dụng tối đa chất dinh dưỡng từ “nước thải”
Nước thải nhà máy sản xuất phân bón hóa học có chứa một lượng lớn các chất dinh dưỡng Ni tơ (N), Phốt pho (P). Các chất này với nồng độ lớn có thể gây ra hiện tượng dư thừa chất dinh dưỡng trong các sông hồ, gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái.
Xử lý nước thải là vấn đề được tất cả các doanh nghiệp quan tâm (Ảnh minh họa: www.weme.com.vn/)
Hiện nay, hầu hết các nhà máy đang áp dụng công nghệ hóa lý để xử lý lượng nước thải nói trên, đặc biệt là nguồn nước thải chứa nhiều N và P. Theo phương pháp này, doanh nghiệp phải tiêu tốn một lượng lớn hóa chất và năng lượng để xử lý, ngoài ra gây ô nhiễm thứ cấp.
Nhận thấy một vấn đề nữa là trữ lượng P trong các mỏ để sản xuất phân lân đang ngày càng giảm sút. Do vậy, việc giảm thiểu hóa chất để xử lý nước thải và thu hồi các chất dinh dưỡng N, P từ nước thải luôn là công nghệ mà các nhà môi trường và doanh nghiệp hướng đến.
Theo PGS.TS Lê Minh Viễn của Trường Đại học Bách khoa THCM, cho đến nay trong nước chưa có nghiên cứu đầy đủ nào về công nghệ thu hồi N và P từ các nhà máy sản xuất phân bón, cũng như nghiên cứu sử dụng các sản phẩm sau thu hồi để sản xuất phân bón phục vụ sản xuất nông nghiệp.
Trước thực tế đó, PGS.TS Lê Minh Viễn cùng các cộng sự Trường Đại học Bách khoa THCM đã thực hiện đề tài khoa học và công nghệ cấp thành phố: "Nghiên cứu công nghệ thu hồi nitơ, phốtpho trực tiếp từ nước thải nhà máy phân bón và định hướng sử dụng làm nguyên liệu sản xuất phân bón".
Thu hồi thành công struvite để sản xuất phân bón
Nhóm nghiên cứu đã thu thập nguồn nước thải từ các nhà máy phân bón Bình Điền, Hà Lan, Đạm Cà Mau để phân tích, đánh giá hàm lượng các chất có trong nước thải như N, P2O5, K2O, pH,… Sau khi phân thích, nhóm nghiên cứu đã đưa ra các thông số để thực hiện thu hồi Struvite (Magie amoni photphat hydrat - MgNH4PO4.6H2O) từ nước thải có nồng độ N và P cao.
Theo chủ nhiệm đề tài, struvite là một tinh thể thường gặp trong tự nhiên, ở dạng không tan (rất ít tan). Struvite tan ít trong nước và dung dịch nên sự giải phóng chậm struvite đã tạo ta nguồn N, P và Mg hiệu quả cho cây trồng bón qua lá hay đất. Sử dụng phân bón từ struvite tan chậm có thể giảm từ 20-30%, thậm chí nhiều hơn, so với phân bón thông thường mà vẫn có năng suất tương đương.
Struvite được thu hồi từ nguồn nước thải nhà máy sản xuất phân bón. (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Sau quá trình nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm đã cho ra các thông số công nghệ như pH, tỷ lệ mol Mg (Magie)/P, N/P, thời gian phản ứng ảnh hưởng đến hiệu suất kết tủa struvite. Trong đó, thông số ảnh hưởng mạnh nhất là pH, tỷ lệ mol Mg/P, N/P. Với thông số công nghệ để đạt hiệu suất thu hồi trên 80%, thì tỷ lệ mol Mg/P=1,0 và N/P= 1,2; pH=8,3, thời gian là 60 phút ở nhiệt độ môi trường.
Bằng phương pháp kết tủa, sản phẩm thu được là struvite dạng bột có kích thước hạt từ 13-22 micro mét, hàm lượng dinh dưỡng (Mg, N và P) phù hợp để làm phân bón tan chậm phục vụ sản xuất nông nghiệp.
Trước đó, ở công nghệ hóa lý để xử lý lượng nước thải của nhà máy phân bón, thường phải sử dụng lượng lớn hóa chất (NaOH, HCL), mà không thu được sản phẩm phụ nào, thậm chí gây ô nhiễm môi trường thứ cấp. “Với phương pháp kết tủa để thu, chúng tôi đã thu được struvite, tận dụng để sản xuất phân bón” - PGS.TS Lê Minh Viễn – chủ nhiệm đề tài nhận định.
Phân bón NPK được sản xuất từstruvite. (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Ngoài ra, nhóm tác giả của Trường Đại học Bách khoa THCM cũng đã sản xuất thử nghiệm và xây dựng quy trình công nghệ sản xuất phân NPK từ struvite đã thu hồi. Khi so sánh với phân bón thương mại, phân từ struvite tan chậm hơn khoảng gần 20% sau 60 ngày. Với những kết quả đạt được, đề tài của nhóm tác giả đã được Sở KH&CN TPHCM nghiệm thu với kết quả đạt.
Phương Loan
