Kết quả nghiên cứu đã tạo được các công nghệ, các giải pháp khoa học có tính khả thi và có tính ứng dụng cao, đã và đang được áp dụng triển khai trên thực tế bảo vệ môi trường. Một số đề tài nhất vẫn còn mang nhiều tính hàn lâm, cần phải được nghiên cứu tiếp để có thể ứng dụng trong công nghiệp; mối liên hệ giữa các nhà nghiên cứu – người sử dụng/thị trường còn yếu nên khả năng ứng dụng các kết quả nghiên cứu sẽ bị hạn chế.

Ngành công nghiệp môi trường Việt Nam đã được hình thành và đang có những bước đi ban đầu nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về xử lý chất thải, bảo vệ môi trường của đất nước. Nhiều doanh nghiệp cung ứng dịch vụ môi trường, sản xuất thiết bị, vật liệu xử lý môi trường được hình thành và đang phát triển.

Tuy nhiên, với yêu cầu của công tác bảo vệ môi trường ngày càng chặt chẽ tạo ra nhu cầu về công nghệ, thiết bị, dịch vụ môi trường ngày càng gia tăng, đòi hỏi ngành công nghiệp môi trường của Việt Nam cần được phát triển nhanh và toàn diện hơn.

2. Một số thành tựu của các chương trình NCKH phục vụ CNMT giai đoạn 2011-2015

2.1 Các chương trình, đề tài, dự án

Các nghiên cứu phục phụ CNMT khá đa dạng, chúng được thực hiện nhiều nhất dưới sự tài trợ của các Chương trình nhà nước, ngoài ra, còn có các nghiên cứu ở cấp Bộ, ngành, địa phương và doanh nghiệp. Tuy nhiên, tài liệu thu thập được chủ yếu từ các Chương trình nhà nước, hơn nữa, các đề tài/dự án ở đây có quy mô và chất lượng so sánh khá nhất. bài viết này chỉ tập trung vào các nhiệm vụ thuộc “Chương trình nghiên cứu khoa học, ứng dụng và chuyển giao công nghệ phát triển ngành công nghiệp môi trường” do Bộ Công Thương quản lý và các nhiệm vụ thuộc Chương trình KC 08/11-15 “Nghiên cứu KH&CN phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên” do Bộ KHCN quản lý.

2.1.1. Chương trình nghiên cứu khoa học, ứng dụng và chuyển giao công nghệ phát triển ngành công nghệ môi trường(do Bộ Công Thương quản lý)

Theo kết quả đánh giá của Báo cáo “Kết quả thực hiện Đề án phát triển ngành công nghiệp MT VN đến 2015, tầm nhìn đến 2025 giai đoạn 2010-2015^”[6], đã có 63 nhiệm vụ, trong đó có 49 đề tài và 14 dự án được tuyển chọn và thực hiện.

Có một số nhận xét về Chương trình nghiên cứu khoa học, ứng dụng và chuyển giao công nghệ phát triển ngành công nghệ môi trường như sau:

Văn phòng Chương trình [6] đã phân loại các đề tài thành 4 nhóm:

1. Nhóm giải pháp (số đề tài liên quan: 5)

2. Nhóm công nghệ (25)

3. Nhóm chế tạo thiết bị (19)

4. Nhóm sản xuất vật liệu (8)

Hiện các đề tài đang được tiếp tục được nghiệm thu, tuy nhiên cũng có thể có một số nhận xét ban đầu.

- Về số lượng: Đối tượng nước, trong đó chủ yếu là nước thải, chiếm phần lớn trong số các đề tài, 26/57 đề tài/dự án được duyệt (chiếm 45,6% tổng số nhiệm vụ).

- Về các tổ chức chủ trì đề tài: Phần lớn các chủ trì đề tài/dự án thuộc các Viện, Trung tâm nghiên cứu, Trường đại học công lập. Tuy nhiên, đã có sự tham gia của khối các trường đại học dân lập, Công ty và Trung tâm tự hạch toán. Bao gồm:

• • • Bộ Công Thương (8 Viện, 2 TT nghiên cứu và 1 PTN): 18 nhiệm vụ;
  •  
    • Viện Hàn lâm KHCN VN (4 Viện): 11 nhiệm vụ;
  •  
    • Bộ Quốc phòng (2 Viện): 4 nhiệm vụ;
  •  
    • Các công ty và Trung tâm (6 Công ty và 2 Trung tâm): 10 nhiệm vụ;
  •  
    • Khối các trường đại học (6 trường):
  •  
    • Trường ĐHBK Hà Nội (2 đơn vị và 1 Công ty): 5 nhiệm vụ;
  •  
    • Trường ĐHKHTN-ĐHQG Hà Nội (2 khoa và 1 TT): 4 nhiệm vụ;
  •  
    • Trường ĐHXây dựng: 2 nhiệm vụ;
  •  
    • Trường ĐH Nguyễn Tất Thành:1 nhiệm vụ;
  •  
    • Trường ĐH Công nghiệpTp.HCM:1 nhiệm vụ;
  •  
    • Trường ĐH Sư phạm Hà Nội:1 nhiệm vụ.

Trong số này, các công ty và trung tâm tự hạch toán đã thực hiện tới 10/57 nhiệm vụ.

Có thể thấy, phần tham gia của các doanh nghiệp, nhất là các doanh nghiệp công nghiệp môi trường lớn còn khiêm tốn. Điều này chứng tỏ tính hàn lâm của các nhiệm vụ vẫn còn cao, thiếu cầu nối với khu vực sản xuất.Đây là một trong những lý do mà các đề tài còn gặp khó khăn về triển khai ứng dụng thực tế.

Các sản phẩm tiêu biểu

Chương trình nghiên cứu khoa học, ứng dụng và chuyển giao công nghệ phát triển ngành công nghệ môi trường 2011-15 là Chương trình nghiên cứu KH&CN phục vụ phát triển ngành công nghiệp môi trường do Bộ Công Thương tổ chức thực hiện và được quản lý như một Chương trình KH&CN cấp quốc gia.

Tính đến năm 2015, Bộ Công Thương đã phê duyệt và giao thực hiện 63 nhiệm vụ nghiên cứu (49 đề tài và 14 dự án sản xuất thử nghiệm) chia thành 4 nhóm: nhóm giải pháp, nhóm công nghệ, nhóm chế tạo thiết bị, nhóm sản xuất vật liệu ứng dụng trong xử lý môi trường.

Một số kết quả nổi bật của từng nhóm:

Nhóm giải pháp:

1.Đề tài: Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích đồng thời dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong đất bằng kỹ thuật sắc ký khí phối phổ.

Sản phẩmquy trình phân tích đồng thời dư lượng 103 hóa chất BVTV thuộc các nhóm khác nhau (cơ clo, cơ phốt pho, carbamate và pyrethroid) trong mẫu đất trên thiết bị sắc kí khí khối phổ theo phương pháp mới, hiện đại (d-SPE – GC/MS-3-SIM). So với các phương pháp phân tích hóa chất BVTV truyền thống, phương pháp này có thể phân tích đồng thời nhiều loại chất BVTV có họ khác nhau trong mẫu đất. Do vậy, sẽ tiết kiệm được chi phí và thời gian, sử dụng dung môi thân thiện với môi trường (không sử dụng cơ clo), giảm thiểu các tác động đến môi trường.

2. Đề tài: Nghiên cứu công nghệ xử lý tổng hợp bùn đỏ trong quá trình chế biến bôxit Tây Nguyên để sản xuất một số sản phẩm.

Sản phẩm: đã xây dựng thành công quy trình công nghệ khép kín tái chế bùn đỏ thành một số sản phẩm hữu ích, như: chất hấp phụ, bột màu, gạch lát đường, chất keo tụ làm tăng giá trị từ nguồn chất thải cũng như tăng giá trị của quặng bauxit.

3. Đề tài: Nghiên cứu công nghệ phục hồi nâng cao tuổi thọ ắcquy đã qua sử dụng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Đề tài đã nghiên cứu thành công giải pháp ứng dụng hệ thống giám sát và điều khiển nhằm tối ưu quá trình phục hồi cho trạm xử lý và phục hồi ắc quy chì đã qua sử dụng.kết quả nghiên cứu đã được thử nghiệm, giảm thiểu được chi phí hoạt động, tối ưu thời gian phục hồi cũng như tăng hiệu suất phục hồi cho ắc quy so với phương pháp thủ công truyền thống.Hệ thống cho phép cài đặt các thông số hoạt động, điều khiển linh hoạt, cảnh báo…; thể hiện các trạng thái, dữ liệu trực quan qua hình vẽ, biểu đồ; phân tích dữ liệu và xuất dữ liệu báo cáo và đặc biệt là khả năng kết nối với máy tính, giám sát và điều khiển từ xa hệ thống.

Nhóm công nghệ:

1. Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng các phương pháp oxy hóa tiên tiến (AOP) trong xử lý nước thải chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học.

Đề tài đã nghiên cứu làm chủ công nghệ xử lý nước thải tiên tiến áp dụng thành công ở Việt Nam để xử lý các ô nhiễm hữu cơ chất trơ vi sinh.

2. Đề tài: Nghiên cứu công nghệ xử lý chất thải điện tử gia dụng.

Đề tài đã xây dựng công nghệ tách và thu hồi các kim loại có giá trị (Al, Cu, Pb, Sn) trong bản mạch in, chất thải điện tử gia dụng bằng phương pháp cơ lý (nghiền, rây, tuyển từ) kết hợp với phương pháp thủy luyện.

3. Đề tài: Nghiên cứu chế biến rơm, rạ thành ván nhẹ cách nhiệt, cách âm.

Sản phẩm tấm cách nhiệt cách âm làm từ xơ rơm được tạo ra bởi xơ rơm cùng với chất kết dính và các chất trợ, dùng để chống nấm mốc và chống cháy. Tấm vật liệu cách nhiệt của đề tài (No1) có hệ số dẫn nhiệt thấp hơn nhiều so với khi chúng được dùng ở trạng thái kiện rơm (No2) hay được sản xuất ở dạng ván MDF (No3) và so với quy định thông thường, thì tấm xơ rơm do đề tài sản xuất thuộc nhóm vật liệu cách nhiệt tốt. Nhờ các phụ gia chống cháy, tấm xơ rơm của đề tài có cấp độ an toàn cháy B2, tương tự các vật liệu cách nhiệt hữu cơ khác đang lưu hành trên thị trường. Sản phẩm của đề tài hoàn toàn đạt được độ cách âm 30-50 dBA như khi sử dụng tấm xơ gỗ dùng cho tấm trần, vách ngăn và cửa thông phòng.

4. Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước mặn, nước lợ thành nước sinh hoạt di động sử dụng năng lượng gió, năng lượng mặt trời.

Sản phẩm hệ thống lọc nước biển sử dụng nguồn năng lượng sạch với tính linh động cao và có hệ điều khiển trung tâm, có khả năng giám sát thu thập dữ liệu từ xa, đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dân vùng ven biển và hải đảo.

5. Dự án: Hoàn thiện quy trình công nghệ tái chế dầu nhờn đã qua sử dụng để sản xuất  dầu gốc.

Dự án đã xây dựng được thông số vận hành cho quy trình tái chế dầu nhớt thải. Lượng nhớt thải thu hồi đạt 72%, lượng khí đốt 5% được sử dụng làm nhiên liệu phục vụ hệ thống. Phần cặn còn lại (dầu FO) được sử dụng để làm nhiên liệu đốt lò, do đó, toàn bộ sản phẩm của công nghệ đều được tận dụng triệt để, không phát thải ra môi trường.

6. Nghiên cứu công nghệ chế tạo graphit tróc nở mang từ tính từ nguồn graphit dạng vảy của Việt Nam, làm vật liệu xử lý môi trường nước bị nhiễm dầu.

Sản phẩm: (1) quy trình công nghệ tuyển quặng graphit dạng vảy và quy trình công nghệ làm giàu graphit dạng vảy đạt tiêu chuẩn làm nguyên liệu với hàm lượng C trên 85%; (2) quy trình công nghệ chế tạo EG với các tác nhân xen chèn H₂SO₄ và H₂O_­2 từ graphit Việt Nam quy mô phòng thí nghiệm, thể tích của vật liệu tăng lên Kv =117 lần, diện tích bề mặt riêng và kích thước lỗ xốp lớn tương ứng 147,5 m²/g và 0,122 cm³/g; (3) vật liệu MEG tổng hợp bằng phương pháp sol-gel có cấu trúc xốp (S_BET: 192,30 m²/g), chứa nano CoFe₂O₄ phân tán đều từ tính đạt 32 emu/g. Khả năng hấp phụ dầu của vật liệu MEG tổng hợp ở quy mô phòng thí nghiệm và bể mô phỏng bằng đối với dầu FO rất cao (54,13 g/g MEG), đối với dầu CO (50,79 g/gMEG) và dầu DO (43,35 g/g MEG). Đã tiến hành thực tế tại khu vực Bến Đính – Cát Bà, Sông Cấm, Hải Phòng với diện tích phao vây 100m. Kết quả: khả năng hấp phụ dầu của vật liệu MEG đạt hiệu quả cao > 40 g dầu/g MEG.

7. Đề tài: Nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo một số vật liệu hấp thu dầu trên cơ sở polyme tự nhiên và tổng hợp.

Sản phẩm: (1) quy trình công nghệ chế tạo vật liệu hấp thụ dầu trên cơ sở polyme tổng hợp quy mô 5 kg/mẻ bằng quá trình đồng trùng hợp styren (St) và laurylmetacrylat (LMA), sử dụng chất khơi mào azobisisobutylronitrile (AIBN), chất tạo lưới divinyl benzen (DVB); (2) 100 kg sản phẩm vật liệu hấp thụ dầu từ polyme tổng hợp có dung lượng hấp thu dầu cực đại: 11,2 g/g; (3) quy trình công nghệ chế tạo vật liệu hấp thụ dầu trên cơ sở xenlulozơ biến tính quy mô 5 kg/mẻ bằng quá trình trùng hợp ghép LMA lên sợi tre, khơi mào azobisisobutyronnitrile (AIBN), chất tạo lưới divinyl benzen (DVB); (4) 100kg sản phẩm vật liệu hấp thụ dầu từ sợi tre biến tính có dung lượng hấp thu dầu cực đại: 8,0 g/g. Dự kiến thử nghiệm tại Xí nghiệp xăng dầu Quảng Ninh (Công ty xăng dầu B12).

8. Đề tài: Nghiên cứu phát triển công nghệ màng sinh học (biofilm) trong xử lý nước thải giầu N, P.

Sản phẩm: (1) chế phẩm vi sinh vật từ các chủng phân lập trực tiếp tại các khu vực xử lý nước thải, (2) vật liệu mang vi sinh PU độ xốp 80-95 %, khối lượng riêng biểu kiến 20-50g/L, diện tích bề mặt đạt 4000-12000 m²/m³; (3) hệ xử lý quy mô 20m³/ngày đêm xử lý nước thải tại trại chăn nuôi tại Phúc Thọ, Hà Nội có N tổng số tới 400-500 mg/L, P tổng số tới 60-80mg/L đạt các tiêu chuẩn QCVN 40:2011.

9. Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ hấp phụ - xúc tác không bã thải để xử lý nước thải chứa các hợp chất hữa cơ dạng vòng thơm.

Đề tài đã sản xuất được 1.200 kg vật liệu hấp phụ-xúc tác từ than hoạt tính Trà Bắc có (i) Diện tích bề mặt riêng BET: 800-1.100 m²/g; (ii) Thể tích mao quản trung bình: 0,5-0,9 ml/g; (iii) Đường kính mao quản trung bình: 20-40 A°; (iv) Kích thước hạt trung bình: 1-3 mm; (v) Hàm lượng kim loại hoạt tính: 0,75 % kl; (vi) Dung lượng hấp phụ phenol: 15-19 % kl; (vii)Chu kỳ hoàn nguyên chất hấp phụ xúc tác: 210 lần; (viii) Nhiệt độ hoàn nguyên bằng không khí: 150-200 °C.

Vật liệu hấp phụ-xúc tác đã được ứng dụng trong hệ thiết bị xử lý nước thải chứa các hợp chất hữu cơ dạng vòng thơm với công suất 70-100 m³/ngày, được triển khai lắp đặt và vận hành thử nghiệm tại Công ty TNHH Sakura  Hongming Việt Nam. Các kết quả phân tích mẫu nước thải sau xử lý và mẫu khí thải (khí từ ống khói tháp hoàn nguyên) đều đạt tiêu chuẩn theo luật định.

(Còn tiếp)