Biến nước thải thành phân bón để nông nghiệp bền vững hơn

24/11/2022 00:51

Có thể biến nước thải thành phân bón, giúp phát triển nông nghiệp bền vững, theo một nghiên cứu mới của Đại học Drexel (Mỹ), Science Daily đưa tin.

Nghiên cứu mới của các nhà khoa học kỹ thuật môi trường, Đại học Drexel bang Pennsylvania (Mỹ), tìm hiểu khả năng loại bỏ amonia trong nước thải để tạo ra phân bón, giúp giảm thiểu năng lượng đầu vào cũng như các tác động môi trường của phân bón công nghiệp hiện nay, bản tin đăng ngày 18/11 trên Science Daily cho hay.

Phát hiện này có thể tạo ra một nguồn thu nhập mới cho các nhà máy xử lý nước thải.

Biến nước thải thành phân bón để nông nghiệp bền vững hơn   - Ảnh 1.

Ảnh minh họa nhà máy xử lý nước thải. Nguồn: Microtechvietnam

Nguồn nitrogen tái sinh

Việc sản xuất nitrogen trong phân bón tiêu tốn nhiều năng lượng. Không chỉ vậy, quá trình còn sản sinh gần 2% lượng khí carbon dioxide toàn cầu. Những năm gần đây giới khoa học đã tìm cách sản xuất nitrogen thay thế quy trình Haber-Bosch, vốn là tiêu chuẩn sản xuất chất này trong hơn một thế kỷ.

Gần đây, họ bắt đầu thử nghiệm với một gợi ý đầy tiềm năng từ các công ty cấp nước và xử lý nước thải là thu thập nitrogen từ amonia có trong quá trình xử lý nước thải. 

"Việc thu hồi nitrogen từ nước thải là một giải pháp thay thế quy trình truyền thống vì nó tạo ra một quá trình sử dụng nitrogen tuần hoàn", bản tin dẫn lời Giáo sư Tiến sĩ Patrick Gurian tại Trường Kỹ thuật thuộc Đại học cho hay.

"Điều này có nghĩa là chúng tôi tái sử dụng nitrogen hiện có thay vì tốn năng lượng và tạo ra khí nhà kính để chiết nitrogen từ khí quyển. Đây là một phương pháp bền vững hơn cho nông nghiệp và có thể trở thành nguồn doanh thu mới cho các công ty nước".

Làm nước sạch sạch hơn

Theo Luật Nước sạch năm 1972 của Hoa Kỳ, các cơ sở xử lý nước của thành phố cần đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng nước trước khi xả thải. Chất amonia trong nước thải ngày càng tăng là một mối đe dọa đối với môi trường nước vì nồng độ cao của chất khiến thảm thực vật ở sông suối phát triển quá mức, gây nguy hiểm cho các loài cá. Các phương án loại bỏ amoniac hiện nay thường khá tốn thời gian và năng lượng.

Các cơ sở xử lý nước thải tại Bắc Mỹ và châu Âu đang tìm hiểu một quá trình mới gọi là "air stripping" hay "chắt lọc không khí". Quy trình này loại bỏ amonia bằng cách tăng nhiệt độ và độ pH của nước để biến chất này thành khí, sau đó thu thập dưới dạng amoni sunfat cô đặc.

Tuy nhiên, quyết định đầu tư vào cách lọc amonia mới này cần có cơ sở khoa học rõ ràng chứng minh lợi thế công nghệ và tài chính.

Những kết quả hứa hẹn

Kết quả phân tích vòng đời hóa chất cho thấy quá trình thu tách amonia từ không khí phát thải ít hơn từ 5 đến 10 lần, và sử dụng ít năng lượng hơn từ 5 đến 15 lần so với quy trình sản xuất nitrogen Haber - Bosch.

Từ góc độ kinh tế, chi phí sản xuất phân bón từ nước thải cho phép bán sản phẩm này ở mức giá thấp hơn 12 lần so với các sản phẩm dùng quy trình Haber - Bosch mà vẫn hòa vốn.

"Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, việc tái sử dụng amonia sẽ mang lại nhiều hiệu quả về mặt kinh tế kể cả với những loại nước thải có nồng độ amonia thấp", các nhà khoa học cho biết.

Các công ty nước thải có thể tiết kiệm năng lượng trong quá trình xử lý nước bằng cách kết hợp bước chắt lọc chất amonia từ nước thải trước khi đưa nước trở lại chu trình xử lý ban đầu, giúp cắt giảm thời gian xử lý nước, đồng thời hỗ trợ quy trình làm mềm nước để làm chậm sự lắng đọng hóa chất trên thành bể và vòi.

Nhóm thừa nhận rằng việc tách khí sẽ tạo ra ít phân bón hơn quy trình Haber - Bosch, nhưng khả năng tái sử dụng nguồn tài nguyên bùn thải này sẽ giúp cải thiện tính bền vững của nông nghiệp thương mại và ngăn chúng trở thành chất ô nhiễm nước.

Tác giả:
Ngọc Anh (dịch)
Nguồn: Nguồn: Science Daily

Đọc thêm

Phát thải khí nhà kính trong hệ thống cấp nước Đồng bằng Sông Cửu Long

Phát thải khí nhà kính trong hệ thống cấp nước Đồng bằng Sông Cửu Long

Để xác định nguồn phát thải khí nhà kính từ hệ thống cấp nước, nghiên cứu thu thập, tổng hợp, phân tích dữ liệu của các đơn vị cấp nước vùng Đồng bằng sông Cửu Long sau đó tính toán lượng phát thải khí nhà kính và phân tích tiềm năng ứng dụng điện mặt trời cho một trường hợp cụ thể.

Công nghệ Cấp nước mới và ứng dụng ở Việt Nam

Công nghệ Cấp nước mới và ứng dụng ở Việt Nam

Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu của chính tác giả, rà soát các công nghệ Cấp thoát nước mới đã được áp dụng thực tiễn ở Việt Nam và trên thế giới, cũng như tổng hợp các công bố quốc tế và trong nước trong thời gian 10 năm vừa qua.

“Công nghệ AI trong ngành Nước" - Từ quản trị phản ứng sang quản trị chủ động

“Công nghệ AI trong ngành Nước" - Từ quản trị phản ứng sang quản trị chủ động

Trong khuôn khổ Hội nghị thường niên Chi hội Cấp Thoát nước miền Nam 2025, diễn ra tại Vũng Tàu, hội thảo chuyên đề “công nghệ AI trong ngành nước - quản trị, giám sát, điều khiển” đã được tổ chức với sự tham dự của các chuyên gia, nhà khoa học, lãnh đạo, kỹ sư, nhân viên trực tiếp vận hành tại đơn vị .

AquaTech và bài toán kiểm soát chất lượng nước trong nuôi tôm ĐBSCL

AquaTech và bài toán kiểm soát chất lượng nước trong nuôi tôm ĐBSCL

Đoạt Giải Nhất Lobal Youth Summit 2025, mô hình AquaTech không chỉ là thành tích nổi bật của sinh viên Trường Đại học Trà Vinh mà còn mở ra một hướng tiếp cận mới cho nuôi tôm bền vững. Giá trị cốt lõi của giải pháp nằm ở kiểm soát chất lượng nước bằng công nghệ tuần hoàn và dữ liệu.

4 công trình khoa học được vinh danh tại VINFUTURE 2025

4 công trình khoa học được vinh danh tại VINFUTURE 2025

Bốn công trình khoa học công nghệ xuất sắc được vinh danh tại VinFuture 2025 đã khẳng định nhất quán chủ điểm năm nay là “Cùng vươn mình – Cùng thịnh vượng”, thể hiện vai trò hợp tác khoa học xuyên biên giới để cùng giải quyết các thách thức toàn cầu về y tế, môi trường và sinh kế cho nhân loại.

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong hệ thống cấp nước tại Việt Nam: Cơ hội và thách thức

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong hệ thống cấp nước tại Việt Nam: Cơ hội và thách thức

Bài viết giới thiệu tổng quan về các kỹ thuật AI phổ biến đã được thực hiện trong các tác vụ khác nhau và tiềm năng ứng dụng trong quản lý nguồn nước cấp tại Việt Nam, cũng như thảo luận về những thách thức và giải pháp để triển khai công nghệ này một cách hiệu quả.

Bổ cập nước cho Hồ Tây từ nguồn Nhà máy Xử lý nước thải Hồ Tây qua bãi lọc ngập nước

Bổ cập nước cho Hồ Tây từ nguồn Nhà máy Xử lý nước thải Hồ Tây qua bãi lọc ngập nước

Qua nhiều năm, chất lượng nước Hồ Tây có dấu hiệu suy giảm, một số chỉ số môi trường vượt giới hạn cho phép, đặc biệt trong mùa khô. Do đó, nhu cầu bổ cập nước cho Hồ Tây vào mùa khô nhằm cải thiện chất lượng nước là cần thiết và cấp bách.

Ngành Kỹ thuật Cấp thoát nước Trường Đại học Xây dựng Hà Nội: Đồ án tốt nghiệp gắn với thực tiễn

Ngành Kỹ thuật Cấp thoát nước Trường Đại học Xây dựng Hà Nội: Đồ án tốt nghiệp gắn với thực tiễn

Trong hai ngày 23 và 24/11/2025, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (ĐHXDHN) phối hợp với Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Bình Dương và Công ty CP - Tổng công ty Nước - Môi trường Bình Dương (BIWASE) đã tổ chức thành công Lễ bảo vệ đồ án tốt nghiệp cho 39 sinh viên ngành Kỹ thuật Cấp thoát nước.

Văn hóa nước 26/11/2025
Đại học Trà Vinh đưa nước sạch đến từng mái nhà miền mặn

Đại học Trà Vinh đưa nước sạch đến từng mái nhà miền mặn

Năm 2025, câu chuyện nước sạch ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) tiếp tục đặt ra thách thức lớn khi xâm nhập mặn, hạn hán và suy giảm nguồn nước ngầm diễn ra sâu và kéo dài, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của hàng chục nghìn hộ dân.

Top