Quản lý nước thải cần đóng vai trò trung tâm trong mục tiêu đạt được an ninh nguồn nước trong tương lai trong một thế giới mà áp lực nước ngọt sẽ ngày càng gia tăng. Và hiện nay tại các nước đang phát triển, 90% lượng nước thải và 70% lượng chất thải công nghiệp được thải vào nguồn nước mặt mà không được xử lý. Với kinh nghiệm hơn một thế kỷ trong vấn đề xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học, các vấn đề nghiêm trọng có thể được giải quyết đơn giản bằng việc áp dụng hiệu quả các công nghệ xử lý nước thải sinh học hiện nay. Tuy nhiên, xử lý sinh học nước thải sẽ tăng thêm giá trị.

Xem xét trường hợp của Nam Phi, việc duy trì tính toàn vẹn của cơ sở hạ tầng xử lý nước cơ bản và hiệu suất tối ưu của nó là một thử thách mà Nam Phi đang phải đối mặt cùng với tình trạng dân số đô thị đang ngày một tăng và nguồn lực tài chính và kỹ năng hạn chế. Việc kết hợp các mục tiêu xử lý nước với các mục tiêu của kinh tế sinh học được xem là một giải pháp nhằm vượt qua những thách thức này và tạo ra một ngành công nghiệp mới. Nhà máy sinh học nước thải (WWBR) được coi là một phần của sự kết hợp này.

Sản xuất nhựa từ nước thải

Nghiên cứu đang chứng minh làm thế nào cacbon hữu cơ có trong nước thải sinh hoạt có thể được chuyển đổi bằng cách nuôi cấy hỗn hợp vi sinh vật thành nhựa sinh học PHA. Một quy trình nhà máy xử lý sinh học quy mô thí điểm đã được vận hành trong hơn 22 tháng tại Nhà máy xử lý nước thải (WWTP) phía Bắc Brussels, Bỉ để đánh giá sản xuất PHA, kết hợp với các dịch vụ quản lý nước thải và bùn thải đô thị.

Tế bào điện phân vi sinh vật: Sản xuất điện từ nước thải

Về mặt lý thuyết, các tế bào điện phân vi sinh vật (MECs) có khả năng chuyển đổi bất kỳ chất thải phân hủy sinh học nào thành H2, nhiên liệu sinh học và các sản phẩm giá trị gia tăng khác. Kể từ phát minh vào năm 2005, tỷ lệ và sản lượng sản xuất H2 đã tăng lên nhiều cấp. Tuy nhiên, vẫn còn đó những thách thức cần phải được giải quyết để MEC có thể được áp dụng trong các hệ thống quy mô lớn.

Trên lý thuyết, việc tích hợp công nghệ MEC vào xử lý sinh học lignocellulose là khả thi. Các nhà máy xử lý sinh học này tạo ra một lượng lớn nước thải có chứa các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học, có thể được sử dụng trong MEC để sản xuất năng lượng bổ sung, nhờ đó, góp phần vào việc phát triển tính bền vững của quá trình xử lý sinh học xenlulô và việc sử dụng phân tầng sinh khối.

P.A.T (NASATI)