Nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh để xử lý nước sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản vùng Tây Nam Bộ

Công nghệ plasma lạnh đã được thế giới nghiên cứu từ lâu để xử lý nước. Đây là công nghệ xanh, thân thiện môi trường và có hiệu quả xử lý cao bởi vì tác động tổng hợp của điện tử năng lượng cao, tia cực tím và các chất oxy hóa mạnh. Plasma lạnh loại bỏ E. coli hiệu quả. Tại nước ta, công nghệ plasma lạnh đã được nghiên cứu trong lĩnh vực xử lý nưới thải y tế, nước uống và nước cấp sinh hoạt trong vài năm gần đây. Kết quả cho thấy khi kết hợp thêm với các công đoạn khác, plasma lạnh có thể xử lý thành công nước thải cũng như nước cấp sinh hoạt. Hiện tại còn nhiều cụm dân cư ở nông thôn chưa được hoặc không thể cung cấp nước sạch. Người dân trong các khu vực này hiện đang sử dụng nước sông sau khi xử lý sơ bộ bằng phèn chua hoặc nước ngầm sau khi khử sắt bằng phương pháp oxy hóa tự nhiên để làm nước sinh hoạt. Tuy nhiên với các phương pháp xử lý đơn giản này, các chỉ tiêu chất lượng nước sau xử lý không thể đạt quy chuẩn về nước sạch sinh hoạt. Việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ xanh và thân thiện với môi trường để xử lý nước với qui mô nhỏ đủ cung cấp cho một vài hộ dân là rất thiết thực và góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân vùng nông thôn. Ngoài ra, việc ứng dụng các công nghệ xử lý nước cấp nuôi trồng thủy sản không sử dụng hóa chất diệt khuẩn nhằm nâng cao tỉ lệ sống, giảm mầm bệnh, thúc đẩy tăng trưởng và bảo vệ môi trường là rất cần thiết.

Nhằm mục đích là làm chủ công nghệ tạo plasma lạnh tại điều kiện áp suất khí quyển trong môi trường không khí ẩm, đánh giá hiệu quả xử lý nước cấp sinh hoạt cũng như nuôi trồng thủy sản của công nghệ plasma lạnh khi kết hợp với keo tụ và lắng ở công đoạn tiền xử lý, nhóm nghiên cứu do TS. Nguyễn Văn Dũng, Trường Đại Học Cần Thơ đã thực hiện dự án:“Nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh để xử lý nước sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản vùng Tây Nam Bộ”.

Sau một thời gian triển khai, Nhóm nghiên cứu đã tạo ra được plasma lạnh từ hiện tượng phóng điện ở điện áp xung. Plasma lạnh được tạo ra tồn tại ổn định trong thời gian dài và đã được ứng dụng để nghiên cứu xử lý nước trong các mô hình. Kết quả thí nghiệm cho thấy plasma lạnh tạo ra gốc tự do hydroxyt và ozone trong nước. Nồng độ gốc tự do và ozone tăng theo điện áp tạo plasma và thời gian xử lý nhưng giảm theo lưu lượng xử lý. Plasma lạnh có hiệu quả diệt Coliform và E. coli cao cả trong nước sông và nước ngầm. Plasma lạnh cũng cho thấy khả năng loại bỏ sắt và arsen trong nước ngầm rất cao. Một ưu điểm khác của plasma lạnh là có khả năng phân rã hiệu quả thuốc bảo vệ thực vật. Nhược điểm của plasma lạnh là tạo ra tác động phụ. Nước sau khi xử lý bằng plasma lạnh có pH giảm nhẹ và nồng độ nitrat tăng. Tuy nhiên nồng độ của nitrat trong nước sau xử lý plasma vẫn rất thấp so với QCVN 01:2009/BYT. Khi kết hợp với lọc thô bằng cát và than hoạt tính ở công đoạn tiền xử lý và lọc cotton 5mm ở công đoạn sau xử lý, plasma lạnh đã xử lý thành công nước cấp sinh hoạt từ nước ngầm. Tương tự khi kết hợp với keo tụ, tạo bông, lắng và lọc thô, plasma lạnh đã xử lý nước sông thành nước sinh hoạt đạt QCVN 02:2009-BYT. Đối với nước nuôi trồng thủy sản, plasma lạnh đã cải thiện chất lượng nước cấp thông qua việc giảm giá trị của các chỉ tiêu như BOD, COD, TSS, NH3, Coliform và tăng độ trong. Thành phần và mật độ động thực vật nổi của nước sau xử lý thay đổi mạnh. Tảo lục chiếm ưu thế theo thời gian thí nghiệm trong mẫu nước xử lý bằng plasma. Tương tự, Protozoa và Rotifera chiếm ưu thế đối với nước sau xử lý. Nước sau xử lý nằm trong khoảng thích 40 hợp để nuôi trồng thủy sản. Thử nghiệm nuôi cá lóc và ương con giống tôm càng xanh bằng nước cấp sau xử lý plasma đã được thực hiện. Kết quả cho thấy cá và tôm phát triển tốt, tỉ lệ sống cao và ít có biểu hiện nhiễm bệnh. Tóm lại, công nghệ plasma có thể ứng dụng để xử lý nước cấp sinh hoạt từ nước ngầm và nước sông một cách hiệu quả. Mô hình xử lý nước đã thử nghiệm thành công và có thời gian hoạt động xử lý cung cấp nước cho các hộ dân khoảng 1 năm. Đối với nước cấp nuôi trồng thủy sản, mô hình đã cho thấy khả năng cải thiện chất lượng nước.

Đối với nước cấp sinh hoạt, công nghệ xử lý nước cấp sinh hoạt qui mô nhỏ bằng plasma lạnh đã nghiên cứu thành công và sẵn sàng chuyển giao ứng dụng, chuyển giao kết quả nghiên cứu cho các Sở Khoa Học và Công Nghệ địa phương và các doanh nghiệp có nhu cầu. Đối với nước cấp nuôi trồng thủy sản, cần liên kết với doanh nghiệp triển khai thử nghiệm thêm đối với các mô hình ương nuôi con giống thủy sản.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15499/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)