GS. TS. Trần Kim Quy và các cộng sự tại Viện Công nghệ Hóa sinh ứng dụng TP. HCM nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học để xử lý, tái chế, tái sử dụng rác thải sinh hoạt chưa qua phân loại, tạo ra các sản phẩm vừa có giá trị kinh tế, vừa giúp bảo vệ môi trường: phân hữu cơ vi sinh chất lượng cao phục vụ nông nghiệp hữu cơ và ván ép nhựa composite và gạch block không nung dùng cho ngành xây dựng.
Công nghệ sinh học xử lý rác “made in Vietnam”
Vốn là nhà khoa học dành hết tâm huyết cho nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ, GS. TS. Trần Kim Quy (Viện Công nghệ Hóa sinh ứng dụng TP. HCM) đã tìm hiểu nhiều đề tài khoa học trong và ngoài nước để ứng dụng, với phương châm “khoa học phải bắt đầu từ thực tế cuộc sống và trở về phục vụ cuộc sống”. Trong các đề tài khoa học đăng ký thực hiện với Sở Khoa học và Công nghệ TP. HCM, GS. TS. Trần Kim Quy có nhiều đề tài thiết thực về môi trường, ví dụ như đề tài và dự án triển khai sản xuất thử nghiệm ứng dụng công nghệ sinh học để xử lý, tái chế, tái sử dụng rác thải sinh hoạt chưa qua phân loại.
Viện Công nghệ Hóa sinh ứng dụng TP. HCM được trang bị đầy đủ các thiết bị,
máy móc phục vụ nghiên cứu.
Theo GS. TS. Trần Kim Quy, hiện nay, việc xử lý rác thải sinh hoạt, sản xuất tại TP. HCM nói riêng, cả nước nói chung chủ yếu là chôn lấp, đốt và sản xuất phân bón (tuy hướng giải quyết này còn rất hạn chế). Trong đó, việc xử lý bằng cách chôn lấp có nhược điểm rất lớn là gây ô nhiễm môi trường về mùi và nước rác, rỉ rác. Riêng tại TP. HCM, lượng rác thải lên đến hơn 7.000 tấn/ngày, trong đó có khoảng 1.200 tấn chất thải xây dựng, 900 tấn chất thải rắn công nghiệp, 200 tấn chất thải nguy hại,… cùng hàng ngàn tấn chất thải hữu cơ. Trong khi chúng ta đang phải tốn tiền để nhập khẩu phân bón thì mỗi ngày lại bỏ phí nguồn nguyên liệu từ rác để chế biến phân hữu cơ và compost, do chưa được tận dụng.
Theo khảo sát của nhóm nghiên cứu, Việt Nam đang sử dụng một số công nghệ xử lý rác nhập từ Đan Mạch, Tây Ban Nha, Pháp và Trung Quốc. Nhìn chung, các công nghệ trên đều xử lý được rác thành phân hữu cơ, đáp ứng yêu cầu sử dụng. Tuy nhiên, hạn chế là hao tốn điện năng, thời gian xử lý phân hủy rác lâu, lượng chất thải còn lại sau khi xử lý phải tiếp tục đưa đi chôn lấp, không xử lý được mùi hôi.
Qua nhiều lần nghiên cứu thử nghiệm, GS. TS. Trần Kim Quy và cộng sự đã tìm ra giải pháp xử lý rác thải sinh hoạt bằng công nghệ vi sinh. Đây là lần đầu tiên quy trình ủ phân rác sinh hoạt bằng công nghệ vi sinh được các nhà khoa học trong nước thực hiện thành công. Công nghệ “made in Vietnam” này có nhiều ưu điểm như: rút ngắn thời gian xử lý rác, khử được mùi hôi, chất thải sau khi xử lý không phải đưa đi chôn lấp mà được tận dụng chế tạo ván ép, phân hữu cơ,… Giải pháp đã được chuyển giao, ứng dụng và cho kết quả rất tốt tại Nhà máy Xử lý rác thải Thủy Phương (Thừa Thiên - Huế). Qua gần 2 năm sản xuất thử nghiệm (vận hành xử lý từ 200 - 360 tấn rác/ngày) cho thấy, lượng compost thu được đem vào sản xuất phân bón hữu cơ, sau khi phân tích chất lượng đều đạt các tiêu chuẩn quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.
GS. TS. Trần Kim Quy cho biết, thành công của đề tài là đã tìm được một số chủng thuộc nhóm vi khuẩn tự dưỡng như Thiobacillus denitrificans, vi khuẩn nhóm lactic như Lactobacillus acidophilus,… có khả năng hạn chế quá trình tạo thành các hợp chất như H2S và NH3 gây mùi hôi thối của rác thải. Hai chủng vi sinh này được sử dụng để điều chế chế phẩm OCM (Odour Control Microorganisms) dùng khử mùi hôi của rác. Để rút ngắn thời gian ủ rác thành phân, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc tìm ra chủng xạ khuẩn ưa nhiệt Streptomyces, nấm mốc Aspergillus và Trichoderma. Các xạ khuẩn, nấm mốc này được phối trộn tạo ra chế phẩm CDM (Cellulose Digesting Microorganisms) có tác dụng phân giải nhanh cenllulose trong rác thải. Đồng thời, bổ sung vào rác bùn ống cống; phế liệu chế biến lương thực, thực phẩm; phân hầm cầu,… giúp xử lý rác nhanh và hiệu quả.
Đã sẵn sàng cho sản xuất
Từ kết quả của đề tài/dự án nêu trên, hiện nhóm nghiên cứu đang triển khai dự án đầu tư “Xây dựng cơ sở xử lý, tái chế, tái sử dụng chất thải rắn sinh hoạt chưa qua phân loại, trong đó 95% được tái chế” nhằm xây dựng một số nhà máy xử lý, tái chế, tái sử dụng chất thải rắn sinh hoạt chưa qua phân loại, quy mô mỗi nhà máy khoảng 100 – 300 tấn chất thải rắn/ngày. Quy trình công nghệ được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Bằng độc quyền Giải pháp hữu ích số 1426 năm 2016 và đã sẵn sàng ứng dụng triển khai sản xuất.
GS. TS. Trần Kim Quy trao đổi về vấn đề thương mại hóa các kết quả
nghiên cứu khoa học tại hội thảo “Phát triển thị trường KH&CN khu vực phía Nam
– Từ thực tiễn TP. HCM”. Ảnh: LV.
Để thực hiện dự án này, Viện Công nghệ Hóa sinh ứng dụng TP. HCM đã chuyển giao công nghệ cho Công ty CP Khoa học và Công nghệ Hóa Sinh (được Sở KH&CN TP. HCM cấp giấy chứng nhận Doanh nghiệp KH&CN năm 2016) và liên kết với các đơn vị khác để triển khai công nghệ xử lý rác chưa qua phân loại, nhằm góp phần bảo vệ môi trường và sản xuất ra một số sản phẩm có giá trị và có hiệu quả kinh tế cao như phân bón hữu cơ vi sinh; ván ép nhựa composite từ nhựa dẻo, cao su trong chất thải rắn; gạch block không nung từ các loại rác xà bần, phế liệu xây dựng trong rác thải,…
Theo GS. TS. Trần Kim Quy, tổng vốn đầu tư cần cho dự án này là khoảng 30 tỷ đồng, bao gồm các thiết bị máy móc chế tạo (dây chuyền tiếp nhận và phân loại rác, dây chuyền tách tuyển compost, dây chuyền phối trộn chế phẩm vi sinh vật và đóng bao thành phẩm); xây dựng cơ bản (xưởng sản xuất phân hữu cơ vi sinh, ván ép composite, gạch block không nung, bãi chôn lấp hợp vệ sinh và xử lý nước thải,…). Dự kiến giai đoạn 1, công suất xử lý khoảng 200 tấn rác thải sinh hoạt/ngày, trong đó trên 95% được tái chế tái sử dụng, sản xuất ra phân hữu cơ vi sinh, hạt nhựa dẻo tái sinh và bột nghiền xà bần đã loại tạp chất; giai đoạn 2 sản xuất thêm ván ép nhựa composite, gạch block không nung và tái sử dụng lại tất cả các vật dụng kim loại, thủy tinh, nhựa cứng.
So với đề tài nghiên cứu ban đầu, Viện Công nghệ Hóa sinh ứng dụng TP. HCM đã nghiên cứu bổ sung hoàn thiện công nghệ sản xuất:
+ Khử mùi và sát trùng rác thải sinh hoạt chưa qua phân loại với chế phẩm vi sinh vật OCM; phân loại rác thải trên băng tải, tách các vật liệu có thể tái sử dụng; tách rác thải thành 3 dòng (dòng chất thải hữu cơ có thể phân giải sinh học, dòng chất thải nhựa dẻo, cao su và dòng chất thải xà bần, các loại phế liệu xây dựng).
+ Dòng chất thải hữu cơ có thể phân giải sinh học được chuyển qua bộ phận ủ hiếu khí để sản xuất phân hữu cơ vi sinh, gồm các khâu như bổ sung chế phẩm vi sinh vật phân giải cellulose CDM và ủ hiếu khí trong bồn ủ khoảng 25 ngày để cho ra phân bón hữu cơ; sau đó bổ sung thêm các chế phẩm vi sinh vật hữu ích NSM (Nutrient Supplying Microorganisms) như: vi sinh vật cố định đạm NFM (Nitrogen Fixing Microorganisms), vi sinh vật hòa tan lân PSM (Phosphat Supplying Microorganisms), vi sinh vật kích thích tăng trưởng GRM (Growth Regulator Microorganisms) để tạo ra phân hữu cơ vi sinh chất lượng cao. Tất cả các chế phẩm vi sinh vật sử dụng trong dự án này đều do Công ty CP Khoa học và Công nghệ Hóa Sinh TP. HCM nghiên cứu sản xuất.
+ Dòng chất thải nhựa, cao su, được rửa, sấy khô, nghiền và phối trộn với các phụ gia thích hợp, sau đó đưa qua máy ép để ép định hình tạo ra các loại ván ép nhựa composite dùng trong xây dựng.
+ Dòng rác thải xà bần và các loại phế liệu xây dựng được nghiền, tách tạp chất, phân loại và phối trộn với các phụ gia, sau đó ép định hình cho ra gạch block không nung.
+ Xử lý các phần còn lại trong rác thải có thể tái sử dụng được như các vật liệu kim loại, chai lọ thủy tinh,… và chuyển đến các cơ sở có nhu cầu sử dụng.
+ Các chất thải trơ còn lại không nguy hại, chiếm tỷ lệ dưới 5% được chôn lấp hợp vệ sinh.
GS. TS. Trần Kim Quy triển khai ứng dụng giải pháp xử lý rác
bằng công nghệ sinh học tại hầm ủ rác của Nhà máy Thủy Phương.
Các sản phẩm được sản xuất ra có giá thành chỉ khoảng 35 - 40% so với sản xuất bằng các phương pháp khác. Ví dụ như phân hữu cơ vi sinh; ván ép nhựa composite (kích thước chuẩn 1.200x2.400x15mm) từ nhựa phế thải; gạch block không nung có độ cứng cao, ứng dụng rất nhiều trong các công trình xây dựng, được dự báo sẽ thay thế cho gạch nung trong thị trường vật liệu xây dựng tương lai.
Theo tính toán hiệu quả kinh tế, thời gian thu hồi vốn khi dự án được đưa vào sản xuất là 5 năm. Hiện Công ty CP Khoa học và Công nghệ Hóa Sinh TP. HCM đang triển khai các thủ tục để xây dựng nhà máy xử lý rác theo công nghệ này ở Lâm Đồng và TP. HCM. GS. TS. Trần Kim Quy cho biết thêm, Viện Công nghệ Hóa sinh ứng dụng TP. HCM và Công ty CP Khoa học và Công nghệ Hóa Sinh đã sẵn sàng chuyển giao công nghệ này và mong muốn được tạo điều kiện, hợp tác đầu tư để triển khai công nghệ này rộng rãi vào sản xuất, vừa giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, vừa tạo ra các sản phẩm có hiệu quả kinh tế cao, góp phần thực hiện yêu cầu của Chính phủ về chương trình đầu tư xử lý chất thải rắn giai đoạn 2011 – 2020.
LAM VÂN, STINFO số 11&12
Tải bài này về tại đây.