Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu xử lý amoni nồng độ cao trong nước thải bằng thiết bị li tâm hiệu năng cao HP2R (High-Performance Rotating Reactor)

Amoni là một chất ô nhiễm phổ biến và khó xử lý, có nguồn gốc từ nhiều hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và xử lý chất thải, đặc biệt là nước thải chăn nuôi và nước rỉ rác. Các phương pháp xử lý truyền thống thường kém hiệu quả hoặc tốn kém khi đối mặt với nồng độ amoni cao. Cụ thể, quá trình stripping amoni tuy hiệu quả cho nước thải nồng độ cao nhưng tháp stripping truyền thống lại cần kích thước lớn, gây tốn kém và chiếm diện tích. Nghiên cứu này trình bày một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn: ứng dụng nguyên lý lực ly tâm cường độ cao (HiGee) thông qua thiết bị phản ứng hiệu năng cao dạng quay (HP2R). Thiết bị HP2R được kỳ vọng sẽ tăng cường tốc độ truyền khối, giảm thể tích thiết bị và nâng cao hiệu suất xử lý, mở ra hướng tiếp cận mới cho việc xử lý nước thải giàu amoni một cách hiệu quả và bền vững hơn.

Các nhà khoa học, kỹ sư môi trường, nhà nghiên cứu trong lĩnh vực xử lý nước thải, đặc biệt quan tâm đến công nghệ HiGee và stripping amoni, và các nhà quản lý môi trường.

Luận án tập trung nghiên cứu xử lý amoni nồng độ cao trong nước thải bằng thiết bị li tâm hiệu năng cao HP2R (High-Performance Rotating Reactor), một công nghệ tiên tiến dựa trên nguyên lý HiGee. Nghiên cứu khảo sát toàn diện ảnh hưởng của các yếu tố vận hành như pH, tốc độ quay đệm, lưu lượng khí, lưu lượng nước và nhiệt độ nước thải đến quá trình stripping amoni và thu hồi NH3-N từ nước thải mô phỏng, nước thải chăn nuôi và nước rỉ rác. Bằng cách phân tích động học truyền khối và hiệu suất stripping, luận án đã định lượng được hệ số chuyển khối tổng quát (KLa) và hiệu suất stripping, từ đó xây dựng và kiểm chứng mô hình dự đoán hiệu quả. Kết quả thực nghiệm đã chứng minh tiềm năng và hiệu quả vượt trội của thiết bị HP2R trong việc xử lý và thu hồi amoni, đạt hiệu suất lên đến 95% và 85% tương ứng cho nước thải có nồng độ amoni cao (>1000 mg/L), khắc phục được hạn chế của các phương pháp truyền thống và tháp stripping. Những phát hiện này góp phần cung cấp cơ sở khoa học vững chắc, hỗ trợ phát triển các quy trình xử lý nước thải giàu amoni theo định hướng kinh tế tuần hoàn và bền vững tại Việt Nam, đồng thời mở rộng ứng dụng của công nghệ môi trường HiGee trong thực tiễn.