Sử dụng tảo Spirulina platensis xử lý nước thải từ làng nghề bún bánh Quy Chính

Các làng nghề truyền thống ở Việt Nam đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế. Sự phát triển của làng nghề đem lại nhiều lợi ích kinh tế nhưng cũng tiềm ẩn những nguy cơ gây ô nhiễm môi trường. Thực trạng ô nhiễm môi trường trong các làng nghề truyền thống và các cơ sở ngành nghề nông thôn ngày nay đang ngày càng gia tăng.

Theo thống kê, hiện nay trên địa bàn tỉnh Nghệ An có 153 làng nghề đang tồn tại, trong đó có 134 làng nghề phát triển ổn định và bền vững. Làng nghề sản xuất bún bánh Quy Chính xã Vân Diên, Nam Đàn là một trong những làng nghề truyền thống vốn có từ lâu của Nghệ An. Với gần 320 hộ, bình quân mỗi ngày có hàng ngàn lít nước ngâm tinh bột chưa qua xử lý được xả thẳng ra các con mương nội đồng. Hiện làng nghề đang đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, nước thải làng nghề bún bánh Quy Chính luôn trong tình trạng bị ô nhiễm hữu cơ nặng nề với nồng độ nitơ, photpho và hàm lượng BOD5, COD trong nước thải rất lớn.

Làng Quy Chính làm nghề bún bánh từ lâu đời và đã được UBND tỉnh công nhận là làng nghề từ năm 2006

Để áp dụng các biện pháp sinh học, hóa học để xử lý nước thải và đưa ra một định hướng mới cho việc áp dụng các quy trình xử lý nước thải giàu chất hữu cơ, Trung tâm Ứng dụng Tiến bộ Khoa học và Công nghệ Nghệ An đã tiến hành Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải từ làng nghề bún bánh bằng tảo Spirulina platensis để bước đầu đánh giá khả năng xử lý nước thải từ làng nghề bún bánh của tảo Spirulina platensis.

Vật liệu nghiên cứu là nước thải được lấy tại hệ thống cống chung cuối làng của các hộ gia đình làm bún bánh trong làng nghề bún bánh Quy Chính, xã Vân Diên, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An. Tảo Spirulina platensis được phân lập và nuôi giữ ở phòng thí nghiệm, Viện công nghệ hóa sinh và Môi trường, Trường Đại học Vinh. Tảo được sinh trưởng trong bình Erlemeyer flask 1.000 ml chứa 80% nước thải từ làng nghề bún bánh.

Làng quê bị ô nhiễm nặng từ nước thải làng nghề bún,bánh

Do đặc thù của nước thải ô nhiễm chất hữu cơ dễ phân hủy nên áp dụng các biện pháp sinh học hay hóa học để xử lý nước thải đều phù hợp. Việc sử dụng tảo Spirulina platensis để xử lý nước thải ô nhiễm hữu cơ được coi là một giải pháp vì trong nước thải có hàm lượng nitơ, photpho là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho sự sinh trưởng và phát triển của tảo. Ngoài ra, việc thu hồi sinh khối tảo trong nước thải sau xử lý có thể thực hiện một cách dễ dàng và thuận tiện bằng cách vớt hay lọc bằng lưới, góp phần làm giảm giá thành xử lý. Việc sử dụng vi tảo Spirulina platensis trong xử lý nước thải giàu hữu cơ tại làng nghề sản xuất bún bánh mang ý nghĩa về mặt khoa học và thực tiễn cao.

Tảo Spirulina platensis có khả năng làm có khả năng xử lý chất hữu cơ trong nước thải sản xuất bún bánh

Nước thải được lấy tại cống chung cuối làng bún bánh Quy Chính có hàm lượng tinh bột cao nên nước thải có màu trắng, bọt tinh bột từng đám trắng xóa tại cửa cống chung trước khi đổ vào mương chung của làng. Nước đục và có mùi hôi thối. Nhóm đã tiến hành phân tích các chỉ số DO, COD, BOD₅, NH₄⁺, PO₄^3- của mẫu nước thải. Kết quả cho thấy hàm lượng BOD₅,COD, NH₄⁺, PO₄^3-của mẫu nước thải cao gấp 11-44 lần so với giá trị cột B1, QCVN 08:2008/BTNMT, hàm lượng DO tương đối thấp so với giá trị cột B1, QCVN 08:2008/BTNMT. Như vậy, nước thải sản xuất bún bánh tại làng nghề bún bánh Quy Chính bị ô nhiễm hữu cơ nặng nề và mang đặc trưng của nước thải giàu tinh bột.

Sau khi triển khai, thấy rằng tảo Spirulina platensis có thể sinh trưởng và phát triển trong môi trường nước thải phát sinh từ làng nghề bún bánh. Biến động mật độ tảo biểu diễn theo xu hướng không ngừng tăng lên và bắt đầu giảm xuống khi dinh dưỡng thấp. Kết quả thí nghiệm cho thấy mật độ tảo Spirulina platensis tăng từ 18.090tb/ml tăng lên 80.010tb/ml ở ngày thứ 7 và đạt giá trị cao nhất ở ngày thứ 9 (87.910± 4,21 tb/ml), sau đó mật độ tảo giảm, do tảo chết đi. Sau khi nhận thấy tảo Spirulina platensis có thể phát triển tốt trong môi trường nước thải phát sinh từ làng nghề bún bánh. Nhóm đã tiếp tục nghiên cứu đánh giá khả năng xử lý nước thải của tảo dựa trên sự thay đổi của các chỉ số DO, BOD₅,COD, NH₄⁺, PO₄^3- theo số ngày. Hàm lượng oxy hòa tan trong môi trường nước thải có nuôi tảo tăng lên rõ rệt qua các mốc thời gian.

Thông qua kết quả thí nghiệm cho thấy rõ sự thay đổi của các thông số qua các thời gian. Khi thay đổi thời  gian 1, 3, 5, 7, 9, 11 ngày thì hàm lượng chất hữu cơ trong nước giảm dần. Sự giảm hàm lượng chất hữu cơ đã kéo theo nồng độ oxy hòa tan trong nước tăng lên. Hàm lượng chất hữu cơ được S.platensis hấp thụ để tổng hợp sinh khối, làm lượng chất hữu cơ giảm xuống. Như vậy, chúng ta có thể thấy khả năng làm sạch nước thải của tảo S.platensis tương đối lớn. Lượng COD xử lý đạt hiệu quả khoảng 80%; lượng BOD₅ được xử lý đạt hiệu quả 70%. Quá trình xử lý hàm lượng chất hữu cơ phụ thuộc vào nồng độ và thời gian.

Như vậy, bước đầu có thể khẳng định, nước thải sản xuất bún bánh tại làng nghề bún bánh Quy Chính bị ô nhiễm hữu cơ nặng nề và mang đặc trưng của nước thải giàu tinh bột. Tảo S. platensis có khả năng xử lý chất hữu cơ trong nước thải sản xuất bún bánh. Hiệu quả xử lý các thông số DO, BOD5, COD đều cao. Hàm lượng DO xử lý đạt hiệu quả khoảng 66,57 %, BOD5 đạt hiệu quả 70%, COD đạt hiệu quả 80%. Khả năng xử lý của S. platensis đạt hiệu quả cao nhất ở thời gian 9 ngày.

Lê Minh Thanh