Chế phẩm vi sinh tạo màng sinh học xử lý nước nhiễm dầu: Tiết kiệm 30% chi phí so với công nghệ cũ

Trong đó, nhiều khâu trong hoạt động khai thác và chế biến dầu đều gây ô nhiễm: Từ khu vực kho chứa bao gồm các hoạt động như súc rửa, làm mát bồn chứa, vệ sinh máy móc và thiết bị làm rơi vãi xăng dầu xuống nguồn nước, nước mưa chảy tràn qua khu vực kho....; Từ khu vực cảng tiếp nhận bao gồm các hoạt động như nước dằn tàu, nước vệ sinh tàu, nước ống dẫn dầu (khi kéo từ biển lên boong), rò rỉ trên đường ống dẫn dầu từ tàu về kho chứa…

Để giải quyết vấn đề ô nhiễm trên, các nhà khoa học trên thế giới đã đưa ra nhiều quy trình xử lý như cơ học, vật lý, hóa học, sinh học… Trong đó, tạo màng sinh học được đánh giá là một trong những giải pháp giúp xử lý ô nhiễm triệt để, chi phí thấp, thân thiện với môi trường nhất và được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu, ứng dụng.

Các nghiên cứu khoa học trên thế giới chỉ ra rằng, dạng màng sinh học đa chủng chiếm ưu thế hầu hết trong các môi trường và sinh khối của màng sinh học đa chủng thường tốt hơn các màng sinh học đơn chủng. Tuy nhiên, hiện vẫn chưa có màng sinh học đa chủng nào được dùng phổ biến và hữu hiệu trong việc xử lý nước bị nhiễm dầu ở Việt Nam cũng như thế giới.

Vì vậy, việc làm chủ công nghệ và sử dụng ngay chính các vi sinh vật bản địa ở Việt Nam sẽ giúp chúng ta chủ động về sản phẩm và công nghệ để ứng phó với các sự cố ô nhiễm môi trường do quá trình sản xuất, vận chuyển và sử dụng dầu mỏ gây ra.

Nói về ưu điểm của quy trình đã được cấp bằng giải pháp hữu ích này so với những giải pháp khác đang được sử dụng, TS Lê Thị Nhi Công – đại diện nhóm nghiên cứu, tại Viện công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam cho biết: “Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về các chủng vi sinh vật tạo màng sinh học ứng dụng trong xử lý các hydrocarbon thơm như benzen, naphtalen, phenol, toluen, xylen… Hay để xử lý ô nhiễm dầu thì có nhiều sản phẩm để chất hoạt hóa bề mặt sinh học... Tuy nhiên theo hiểu biết của chúng tôi thì chưa có các sản phẩm từ các vi sinh vật tạo màng sinh học. Do vậy, đây chính là điểm khác biệt của giải pháp hữu ích này. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng màng sinh học giúp cho các vi sinh vật thích nghi dễ dàng và chống chịu lại được các điều kiện khắc nghiệt của môi trường như pH, nhiệt độ, nồng độ các chất gây ô nhiễm....”.

Nhóm nghiên cứu đã đưa ra quy trình xử lý gồm 6 bước: (1) nhân giống vi sinh vật bằng cách lên men 10 chủng vi khuẩn (Azospirillum sp. DG7, Bacillus sp. B8, Bacillus sp. C2, Microbacterium sp. B15, Paracoccus sp. DG25, Pseudomonas sp. B6, Ochrobactrum sp. DG22, Rhodococcus sp. B2, Rhodococcus sp. BN5 và Rhizobium sp. DG22) và 2 chủng nấm men (Candida sp. TH1 và Candida sp. TH4). (2) Thu sinh khối vi khuẩn bằng cách ly tâm dịch lên men với tốc độ 4000 vòng/phút ở nhiệt độ 4⁰C trong 10 phút. (3) Thu sinh khối nấm men bằng cách ly tâm từng dịch lên men nấm men với tốc độ 6000 vòng/phút ở nhiệt độ 4⁰C trong thời gian 10 phút. (4) Thu dịch vi sinh gốc bằng cách phối trộn sinh khối vi khuẩn thu được ở bước 2 và bước 3 theo tỷ lệ 5:1, để thu được dịch vi sinh gốc có nồng độ 10^7CFU/ml. (5)Thu sản phẩm phối trộn bằng cách phối trộn dịch vi sinh gốc, hỗn hợp môi trường LB:Hansen có tỷ lệ 4:1 và cám gạo theo tỷ lệ tương ứng 1:10:20. (6) Thu chế phẩm vi sinh tạo màng sinh học bằng cách lên men sản phẩm phối trộn trong điều kiện nhiệt độ từ 28- 32⁰C, đảo trộn 6 giờ/lần, lên men trong 48 giờ, sấy sản phẩm ở nhiệt độ 40-45⁰C trong 3-4 giờ, chế phẩm có độ ẩm 15%.

TS Lê Thị Nhi Công cho hay: “10 chủng vi khuẩn và 2 chủng nấm men là những loại vi sinh vật tốt nhất mà nhóm có được tại thời điểm thực hiện nghiên cứu. Theo đó, các chủng vi sinh vật này đều có khả năng phân hủy, chuyển hóa và sử dụng các thành phần hydrocarbon có trong dầu mỏ như benzen, naphtalen, phenol, toluen, xylen...làm nguồn carbon và năng lượng cho quá trình sinh trưởng”.

Trong giai đoạn nghiên cứu, quy trình được thử nghiệm tại Xí nghiệp xăng dầu K133, Công ty xăng dầu Hà Sơn Bình. Việc sử dụng hỗn hợp các chủng vi sinh vật bao gồm vi khuẩn và nấm men phân lập tử từ các kho bể chứa xăng dầu, các vùng ven biển bị nhiễm dầu đã giúp tận dụng nguồn sinh vật phong phú của Việt Nam cũng như làm giảm chi phí cho việc xử lý nước thải nhiễm dầu từ các kho, bể chứa dầu.

Nước thải nhiễm dầu sau khi được xử lý bằng các chế phẩm màng sinh học đa chủng đã loại bỏ hơn 95% các thành phần hydrocarbon có trong nước thải, nước thu được đặt loại B QCVN 29:2010/BTNMT.

Theo TS Lê Thị Nhi Công, hiện giải pháp hữu ích đã được triển khai tại một số kho xăng dầu tại Hà Nội, Thanh Hóa...

“Với việc xử lý bằng chế phẩm thu được từ quy trình này, khách hàng của chúng tôi có thể tiết kiệm 1/3 chi phí so với các công nghệ đã sử dụng trước đó. Các đơn vị ứng dụng hoàn toàn có thể tự vận hành quy trình xử lý theo những hướng dẫn cụ thể của nhóm nghiên cứu” – TS Nhi Công cho hay.

Cái hay của giải pháp hữu ích là các vi sinh vật được sử dụng đều có nguồn gốc từ Việt Nam nên có giá thành rẻ. Hơn nữa, khi triển khai thực tế theo khuyến cáo của nhóm nghiên cứu, có thể chỉ cần sử dụng khoảng 4/12 vi sinh vật có trong giải pháp là đạt hiệu quả.

Quy trình đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0001942 công bố ngày 25/1/2019. Ngoài ra, giải pháp hữu ích đã được trao giải thưởng Sáng tạo trong khuôn khổ cuộc thi Chứng minh ý tưởng lần thứ 3 – Phụ nữ và tương lai nền kinh tế xanh (do Trung tâm đổi mới sáng tạo ứng phó với biến đổi khí hậu Việt Nam VCIC - Bộ Khoa học và Công nghệ - phối hợp cùng Ngân hàng Thế giới và Hội Liên hiệp Phụ nữ Việt Nam tổ chức).

Nhận thấy tính hữu ích của quy trình này, nhóm nghiên cứu đã được tạo điều kiện tham dự các khóa học về Thương mại hóa sản phẩm do Đại sứ quán Úc tổ chức (chương trình Aus4 Innovation của Đại sứ quán Úc) và chương trình Lãnh đạo đổi mới sáng tạo – Viện Kỹ thuật Hoàng gia Anh phối hợp tổ chức

Cũng theo TS Lê Thị Nhi Công, trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục hoàn thiện chế phẩm và thực hiện thương mại hóa sản phẩm để đưa sản phẩm ứng dụng vào thị trường rộng rãi hơn.

Nguồn: Khoa học & Phát triển