Từ giữa tháng 5/2019, Hà Nội đã thí điểm làm sạch nước thải ở một đoạn của sông Tô Lịch bằng công n ghệ Nano – Bioreactor của Nhật Bản. Cơ chế hoạt động của công nghệ này như thế nào?

Bọt khí làm chết vi khuẩn

Sau khi thả các tấm bioreactor xuống lòng sông thì chỉ 3 ngày là gần hết mùi hôi thối và sau 2 tháng, nước sông sẽ hết đen, các tấm bioreactor còn phát huy tác dụng trong 25 năm. Không ít các chuyên gia Việt Nam chưa thực sự tin tưởng vào những thành tựu của công nghệ nano – bioreactor. Phía Nhật thì chỉ cho biết một ít thông tin về công nghệ nên nhiều người chưa rõ thực hư như thế nào.

Nhà khoa học Nhật – Peru là Marino Morikawa đã dùng công nghệ này để làm sạch hồ nước nhiễm bẩn ở Peru. Hồ El Cascajo là hệ sinh thái rộng gần 50ha ở quận Chancay, nằm về phía bắc Lima từ năm 2010 bắt đầu được hồi phục lại, hết nhiễm bẩn, nhờ sục bọt khí nano và làm tấm lọc sinh học với kinh phí do Morikawwa tự bỏ ra. 

Morikawa giải thích, ông đã dùng một hệ tạo ra bọt khí rất nhỏ. Đường kính của mỗi bọt khí nhỏ hơn 10.000 lần bọt khí thấy ở nước giải khát soda. Bọt khí thường chỉ vài giây là nổi lên khỏi mặt nước và tan vỡ. Còn bọt khí rất nhỏ mà Morikawa sử dụng để sục bùn, phải từ 5 đến 8 giờ mới nổi  lên khỏi mặt nước. Do kích thước rất nhỏ, các bọt khí này lại tích điện, tùy trường hợp mỗi bọt khí có thể trở thành ion âm hoặc ion dương. Trong quá trình từ từ nổi lên đó, các bọt khí như là những nam châm hút giữ chặt các virus, vi khuẩn ở gần khiến chúng bị chết.

Mặt khác khi sục vào nước bẩn, bọt khí cung cấp oxy cho các vi sinh vật trong đó, người ta gọi là kích hoạt chúng. Kích hoạt bằng các bọt khí cực nhỏ này có hiệu quả bằng triệu triệu lần kích hoạt bằng các bọt khí thông thường.

Tấm lọc làm trong nước

Về tấm lọc sinh học biofilters, Morikawa đã dùng đất sét địa phương tạo ra gốm xốp, nghĩa là có rất nhiều lỗ nhỏ để làm các giá thể (bed) cho các vi sinh vật bám vào đấy gọi là màng sinh học (biofilm). Khi cho các giá thể có màng sinh học này vào trong nước, các vi sinh vật sẽ phát triển rất nhanh, chúng bám vào bề mặt giá thể cũng như chui sâu vào các lỗ hổng nhỏ và lôi cuốn các vi sinh vật địa phương tiêu diệt những thứ có hại, giữ lại những thứ có lợi, thực hiện việc xử lý môi trường bằng phương pháp sinh học.

Theo những kết quả công bố thì nhờ cách xử lý ô nhiễm ở vùng hồ El Cascajo theo các phương pháp của Morikawa, sau 15 ngày mặt nước hồ đã sạch hơn, không lâu sau thì hoạt động câu cá ở hồ nhộn nhịp trở lại. Đến năm 2014, tức là sau gần 3 năm thực hiện dự án, gần 60% đất vùng hồ đã có chim di cư sinh sống. Đặc biệt có loài mòng biển quý hiếm từ Canada di chuyển theo mùa đến Tatagonia đã trở lại lấy vùng đất ở hồ El Cascajo làm chỗ nghỉ chân trên đường bay dài. Tính ra có đến 30 loài mới đến.

Trở lại vấn đề làm sạch sông Tô Lịch, theo các chuyên gia Nhật Bản thì công nghệ nano – bioreactor gồm hai  nội dung là tạo bọt khí nano để sục bẩn và tạo phản ứng sinh học nhờ các tấm nano – bioreactor được làm từ đá núi lửa tổ ong của Nhật Bản.

Những giải thích trên báo chí quốc tế về cách làm sạch hồ El Cascajo ở Peru của nhà khoa học Marino Morikawa phần nào có thể giúp ta hiểu rõ hơn về công nghệ nano – bioreactor đang áp dụng để xử lý nước nhiễm bẩn của sông Tô Lịch. Song có thể hiểu sâu hơn, cần tìm hiểu về đặc điểm của bọt khí nano và cách tạo ra chúng. Mặt khác cần tìm hiểu kỹ hơn bể phản ứng sinh học (bioreactor), về nguyên lý cấu tạo và các phản ứng sinh học xảy ra trong đó. 

Nguyễn Xuân Chánh