Vật liệu chất thải động vật để xử lý nước thải

Ngành công nghiệp chăn nuôi đang phát triển tạo ra hàng triệu tấn phân động vật mỗi năm, tạo ra cả những thách thức về môi trường và sức khỏe cộng đồng.

MỘT nghiên cứu mới đã biến chất thải này thành một giải pháp quý giá cho ô nhiễm nước thải.

Các nhà nghiên cứu đã xem xét những tiến bộ gần đây trong việc chuyển đổi phân thành than sinh học, một vật liệu giàu carbon được hình thành bằng cách làm nóng chất hữu cơ trong điều kiện oxy thấp. Không giống như phân chưa được xử lý, than sinh học ổn định, an toàn và hiệu quả trong việc làm sạch nước bị ô nhiễm.

Nghiên cứu nhấn mạnh cách thức sinh học có nguồn gốc từ phân có thể bẫy một loạt các chất gây ô nhiễm, từ thuốc nhuộm độc hại và kim loại nặng đến dư lượng dược phẩm như kháng sinh.

Phân động vật thường được coi là một vấn đề xử lý, nhưng những phát hiện của chúng tôi cho thấy nó có thể trở thành một nguồn lực bền vững. Bằng cách biến chất thải thành than sinh học, chúng ta có thể đồng thời giải quyết việc quản lý phân và ô nhiễm nước.

Đánh giá giải thích rằng sinh học dựa trên phân có các tính năng độc đáo so với sinh học được làm từ dư lượng thực vật. Giàu khoáng chất như canxi, magiê và phốt phát, chúng cung cấp nhiều cách để nắm bắt các chất ô nhiễm.

Động vật Biochar sinh học để loại bỏ các chất gây ô nhiễm nguy hiểm khỏi nước thải. Tín dụng hình ảnh: Sangyoon Lee, Minyoung Kim, Công viên Gyeongnam, Sundyup Jung & Eilhann E. Kwon.

Một số chất gây ô nhiễm được loại bỏ thông qua các quá trình vật lý, như làm đầy lỗ chân lông nhỏ của than sinh học, trong khi những chất khác bị ràng buộc bởi các tương tác hóa học như trao đổi ion hoặc liên kết hydro. Các cơ chế kết hợp này làm cho phân sinh học đa năng và hiệu quả chống lại các loại chất gây ô nhiễm nước thải khác nhau.

Các tác giả cũng kiểm tra làm thế nào các yếu tố như loại phân, điều kiện sưởi ấm và sửa đổi bề mặt ảnh hưởng đến hiệu suất. Ví dụ, nhiệt phân đơn giản có thể loại bỏ các kim loại nặng như chì và đồng, trong khi các phương pháp sản xuất phù hợp là cần thiết để nhắm mục tiêu kháng sinh cụ thể.

Ngoài kết quả trong phòng thí nghiệm, nghiên cứu xem xét các vấn đề thực tế như chi phí, tái tạo và ứng dụng quy mô lớn. Do phân được sản xuất với số lượng lớn trên toàn thế giới, các tác giả cho rằng than sinh học có nguồn gốc từ phân có thể được tích hợp vào các hệ thống xử lý nước thải hiện có như một lựa chọn chi phí thấp, thân thiện với môi trường.

Đánh giá của chúng tôi cung cấp hướng dẫn dành riêng cho chất gây ô nhiễm để sản xuất sinh học hiệu quả, theo ông Kw Kwon. Mục tiêu cuối cùng là đóng vòng lặp – sử dụng chất thải động vật không phải là một gánh nặng mà là một phần của giải pháp để bảo vệ nước sạch.

Tín dụng hình ảnh hàng đầu: istock.com/lucentius