Bùn thải từ các nhà máy bia, mía đường… có thể được tận dụng để phát điện và sản xuất phân bón vi sinh, không gây ô nhiễm môi trường, đem lại hiệu quả kinh tế cao.

PGS.TS Đỗ Văn Mạnh, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam vừa công bố hoàn thiện đề tài nghiên cứu phát triển và ứng dụng khí sinh học tiên tiến phát điện và sử dụng bùn thải sau khi lên men yếm khí để sản xuất phân bón hữu cơ phát triển nông nghiệp sạch. Trên thế giới, đã có nhiều nghiên cứu về công nghệ phân hủy yếm khí và thu hồi khí sinh học trên đối tượng bùn phát sinh từ hoạt động sản xuất và xử lý nước thải nhằm tạo ra năng lượng và các sản phẩm có giá trị. Đồng thời, góp phần bảo vệ môi trường nhờ việc giảm đáng kể lượng bùn thải phát sinh và chi phí xử lý.

Phương pháp phân hủy yếm khí liên quan đến các nhóm sinh vật khác nhau. Các nhóm vi khuẩn này tham gia vào quá trình hình thành metan. Với 70% là khí metan sinh ra và 30% là các phản ứng oxy hóa khử H₂ và CO₂, nguồn năng lượng metan dồi dào mang đến những cơ hội cho sản xuất điện. Bùn thải sinh ra sau quá trình lên men yếm khí chứa hàm lượng carbon hữu cơ, natri, photpho cao được tận dụng làm phân bón hữu cơ với mục đích phát triển nông nghiệp sạch.

“Hiện lượng bùn thải phát sinh từ các nhà máy trong công đoạn xử lý nước thải ngày càng nhiều, ảnh hưởng đến môi trường, đất, nước, sức khỏe cộng đồng. Trong khi nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt. Hệ thống này tận dụng nguồn nguyên liệu bùn thải để lên men sinh khí đốt phát điện và sản xuất phân hữu cơ, giúp giảm chi phí xử lý bùn thải và sinh năng lượng”, PGS.TS Đỗ Văn Mạnh cho biết.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm mô hình phát điện từ bùn thải tại Nhà máy bia Sài Gòn miền Trung ở Buôn Ma Thuột, Đăk Lăk. Toàn bộ lượng bùn thải khoảng 20m khối bùn mỗi ngày được xử lý để phát điện với công suất 20kWh, đủ điện để vận hành hệ thống và dùng vào một số mục đích khác như thắp sáng. Mô hình lớn hơn có thể lắp đặt hệ thống lớn hơn tùy mục đích công suất lắp đặt.

Bất cứ loại bùn nào có thành phần dinh dưỡng cao để tạo ra khí sinh học đều có thể áp dụng được, kể cả chất thải nông nghiệp hay công nghiệp. Khí sẽ được làm sạch bằng KOH, loại bỏ khí H2S là một loại khí độc, trước khi đưa vào phát điện.

Phân bón hữu cơ là sản phẩm cuối của dây chuyền. Phân bón giúp tăng độ tơi xốp, giữ ẩm cho đất, nâng cao độ phì nhiêu và nâng hiệu quả sử dụng phân khoáng. Bùn thải ra sẽ được ép rồi trộn với vi sinh vật để ủ thành phân. Thành phần bùn thải nguyên liệu đầu vào phải giàu chất dinh dưỡng thì mới tạo ra phân bón vi sinh tốt cho cây trồng. Bùn phải có nhiều nito, photpho… Các thành phần độc hại trong bùn thải sẽ được chế phẩm vi sinh trong quá trình ủ triệt tiêu.

“Loại phân bón này rất phù hợp để trồng rau sạch đã được nhóm nghiên cứu thử nghiệm thành công tại một trang trại rau tại Đăk Lăk. Rau sinh trưởng tốt, hạn chế được sâu bệnh, giảm thiểu công chăm sóc. Phân bón đạt tiêu chuẩn về phân bón hiện hành. Ngoài cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, thế mạnh của phân bón là giúp cải tạo đất, tăng tính ổn định bền vững để canh tác. Loại phân bón này có giá thành chỉ khoảng 2000 đồng/kg, có thể cạnh tranh tốt với các loại phân vi sinh khác trên thị trường”, chị Nguyễn Phương Thảo, thành viên nhóm nghiên cứu cho hay.

Chi phí xây dựng dây chuyền gồm chi phí đầu tư, chi phí chạy hóa chất, điện nước… là hơn 3 tỷ đồng. Lợi nhuận từ phân bón và sản xuất phát điện, với công suất phát điện 20kWh sau hơn 4 năm sẽ thu lại được vốn. Dây chuyền không có chất thải, cũng không có khí thải. Dự kiến tháng 11 tới đề tài sẽ được nghiệm thu. Nhóm nghiên cứu mong muốn được kết nối với các doanh nghiệp để thương mại hóa dây chuyền. Hệ thống phù hợp lắp đặt ở các nhà máy như sản xuất bia, cao su, thực phẩm… là những nơi có lượng bùn thải ổn định. Dây chuyền hoạt động tự động, không cần đến nhân lực điều khiển, đem lại hiệu quả kinh tế cao cho doanh nghiệp.