Sản xuất vật liệu san lấp từ bùn thải nhà máy nước
Sử dụng bùn thải từ nhà máy xử lý nước và tro bay từ nhà máy nhiệt điện, nhóm nhà khoa học ở Trường Đại học Bách khoa TPHCM đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ geopolymer để sản xuất vật liệu san lấp.
.jpg)
Nguyên liệu để sản xuất vật liệu san lấp. Ảnh: NVCC
Đây cũng là sản phẩm của đề tài “Nghiên cứu sử dụng bùn thải nhà máy nước Thủ Đức và Bình An làm vật liệu san lấp”, do PGS.TS Đỗ Quang Minh làm chủ nhiệm.
Hằng ngày, các nhà máy xử lý nước thải ra một lượng bùn khá lớn. Chỉ tính riêng Nhà máy lọc nước Thủ Đức và Bình An (TPHCM), lượng bùn thải ra ước tính khoảng 250 tấn bùn khô/ngày. Hiện nay, các giải pháp xử lý bùn thải trên thế giới cũng như trong nước chủ yếu là dùng để thay thế một phần (5-10%) nguyên liệu có nguồn gốc alominosilicate trong công nghệ cramic (nung gạch, nung cramic,..), làm vật liệu không nung với chất liên kết chính là xi măng Portland. Ngoài ra, còn có một số giải pháp khác để xử lý như xả thải, thu hồi phèn, làm phân composite, chôn lấp,… nhưng chưa mang lại hiệu quả kinh tế và ô nhiễm môi trường.
Theo, PGS.TS Đỗ Quang Minh, hiện nay, trong nước cũng chưa có nghiên cứu nào được thực hiện việc sản xuất vật liệu san lấp trên cơ sở vật liệu geopolymer hóa bùn thải và các chất hoạt tính kiềm. Đây cũng là phương pháp xử lý tương đối mới trên thế giới.
Sau hơn một năm nghiên cứu, nhóm đã sản xuất thử nghiệm thành công và đề xuất quy trình công nghệ sản xuất vật liệu san lấp từ bùn thải nhà máy nước. Theo đó, bùn thải, tro bay, xút vảy công nghiệp (99.8% NaOH) là các nguyên liệu để sản xuất vật liệu san lấp bằng công nghệ geopolymer.
Bùn thải được lấy từ nhà máy nước với độ ẩm 30 – 40%. Trộn các nguyên liệu theo tỷ lệ 40% tro bay, 60% bùn thải và 10% dung dịch NaOH 10M, sau đó cho vào máy đùn ép và được sấy trong máy sấy thùng quay hoặc sấy buồng. Việc phối trộn trên sẽ giảm được công đoạn sấy bùn, vì khi trộn theo tỷ lệ trên, phối liệu có độ ẩm từ 10 – 15%, phù hợp để tạo hình dẻo. Vật liệu được sản xuất thử nghiệm trên dây chuyền thiết bị sản xuất của Công ty Trung Hậu. Sản phẩm đầu ra được kiểm tra tính chất cơ lý để đảm bảo chất lượng. Sản phẩm có cường độ chịu nén trên 3.5Mpa, độ hút nước, hệ số mềm hóa đều đạt TCVN:6477:2016 và không phát thải chất độc vào môi trường.
.jpg)
Vật liệu san lấp từ bùn thải. Ảnh: NVCC
Theo TS Minh, để sản xuất vật liệu san lấp nói trên, có thể áp dụng quy trình công nghệ như nhóm nghiên cứu đề xuất (trộn các nguyên liệu theo tỷ lệ trên, đưa vào máy trộn, sau đó đùn ép và đem sấy khô trong thùng quay để tạo sản phẩm cuối cùng). Ngoài ra, có thể áp dụng sản xuất vật liệu san lấp tùy theo dây chuyền và công nghệ sản hiện có của mỗi công ty.
Hiện nhà máy xử lý nước chi phí cho công ty môi trường xử lý bùn thải khoảng 1,4 triệu đồng/tấn. Sử dụng phương pháp nói trên, chi phí sẽ thấp hơn (khoảng 200 ngàn đồng/tấn, chưa kể chi phí đầu tư nhà xưởng, máy móc thiết bị), đồng thời giải quyết được mặt bằng chứa chất thải.
Đề tài nghiên cứu đã được Sở KH&CN TPHCM nghiệm thu cuối năm 2020.
Kiều Anh
www.khoahocphattrien.vn (ctngoc)