Sản xuất phân bón từ nguồn nước thải
Tận dùng nguồn nước thải từ nhà máy sản xuất phân bón, nhóm tác giả ở Trường Đại học Bách khoa TPHCM đã thu hồi struvite (MgNH4PO4.6H2O) để sản xuất phân bón tan chậm dùng trong nông nghiệp.
Tùy thuộc vào nguyên liệu đầu vào và công nghệ sản xuất mà mỗi nhà máy phân bón hóa học sinh ra từng loại nước thải khác nhau. Các chất ô nhiễm có trong nước thải nhà máy sản xuất phân bón hóa học như NH, những axit vô cơ H2SO4, H3PO4, các muối tan, chất cặn bẩn ở dạng lơ lửng,… Đặc biệt, nước thải nhà máy sản xuất phân bón hóa học còn chứa 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, ảnh hưởng đến hệ sinh thái.
Để xử lý nguồn nước thải này đạt tiêu chuẩn môi trường, 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.
Trong khi đó, 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. Tuy nhiên, trong nước hiện 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.
Struvite được thu hồi từ nguồn nước thải nhà máy sản xuất phân bón. Ảnh: NNC
Trước thực tế đó, nhóm tác giả ở Trường Đại học Bách khoa THCM đã thực hiện đề tài "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".
Nguồn nước thải được nhóm tác giả thu thập 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,… Từ đó, nhóm tác giả 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 PGS.TS Lê Minh Viễn, 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.
Kết quả nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm cho thấy, 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.
Phân bón NPK được sản xuất từstruvite. Ảnh: NNC
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, nhóm tác giả sử dụng thu được struvite, tận dụng để sản xuất phân bón.
Nhóm tác giả cũng đã sản xuất thử nghiệm và xây dựng quy trình công nghệ sản xuất phân NPK từ struvite đã thu hồi. So sánh với phân bón thương mại, phân từ struvite tan chậm hơn khoảng gần 20% sau 60 ngày.
Đề tài của nhóm tác giả đã được Sở KH&CN TPHCM nghiệm thu, kết quả đạt.
https://khoahocphattrien.vn/
