Từ những dòng sông đỏ quạch

“5 - 6 năm trở lại đây, đi dọc các dòng sông lớn hay len lỏi sâu vào từng con kênh con rạch tại ĐBSCL, nhìn đâu cũng thấy trấu trôi dập dềnh vàng cả mặt nước. Trấu đang dần bức tử những dòng sông”, ThS Vũ Hải Yến, giảng viên Khoa Môi trường và Công nghệ sinh học (ĐH Kỹ thuật công nghệ) cho chúng tôi xem những bức ảnh tư liệu mà cô chụp được trong lần đi thực tế mới đây. Những vạt trấu trải đầy trên dòng nước đỏ quạch. Men theo hai bờ, từng dải trấu vàng ruộm kéo dài xa tít. Đứng trước cảnh ấy, ThS Yến càng suy nghĩ phải biến vỏ trấu thành thứ có ích và giá trị hơn. Chị nhanh chóng tìm thấy người cùng ý tưởng với mình, sinh viên Vũ Thị Bách hiện thực hóa ý tưởng mà hai cô trò đã nung nấu bấy lâu nay.

Qua quá trình thực tế và tính toán, Bách nhận thấy rơm, rạ, vỏ trấu thải ra trong quá trình thu hoạch, xay xát có khối lượng cả chục triệu tấn. Lượng phụ phẩm này được tận dụng không nhiều, phần xả thải ra các kênh rạch, sông ngòi chiếm tỷ lệ khá cao.

Ngoài ra, Bách cũng nhận thấy bùn thải từ công nghệ sản xuất giấy rất khó xử lý vì chứa cellulose và lignin, thành phần rất bền vững và khó bị phân hủy. Bởi trong vỏ trấu sau khi nung ở nhiệt độ cao chứa đến 80% là silic (thành phần chính trong công nghệ sản xuất phụ gia xi măng), nên Bách và ThS Yến đi đến quyết định nghiên cứu sử dụng các vật liệu là phế phẩm công - nông nghiệp trên để trộn với xi măng, cát và nước (tỷ lệ pha trộn 1 phần xi măng, 3 phần cát, 1/2 phần nước) nhằm sản xuất vữa. Bách triển khai ngay đề tài bằng việc lặn lội về các tỉnh miền Tây Nam bộ chọn vật liệu. Dường như, cái nắng cháy da rát mặt của vùng sông nước này không làm chùn bước cô sinh viên TPHCM. Sau đó là hàng tháng trời vật lộn trong phòng thí nghiệm, hết nung rồi lọc, nhiều khi bỏng cả tay với nhiệt độ 950oC trong quá trình nhiệt phân vỏ trấu.

Miệt mài pha trộn hỗn hợp cuối cùng cũng thành công. Kết quả phân tích cho thấy, các mẫu phế phẩm công - nông nghiệp thay thế được 10%-15% xi măng; vữa làm từ phế phẩm đạt tiêu chuẩn về độ bền nén, uốn, lực cắt và độ thấm nước. Trong đó, tro trấu đạt tỷ lệ cao nhất, thay thế được 20% xi măng. “Đây là một kết quả tích cực trong việc tái chế và sử dụng chất thải sản xuất vật liệu hữu ích, tiết kiệm được nguồn lực. Đề tài nghiên cứu cũng được phát triển theo đúng định hướng sinh thái công nghiệp, góp phần bảo vệ môi trường”, ThS Yến chia sẻ.

... Đến sản phẩm công nghệ cao

Tuy mới chỉ là thành công bước đầu nhưng đề tài nhanh chóng được các công ty sản xuất điện trấu quan tâm. Họ mong muốn giải quyết một lượng lớn tro trấu sau khi nung có giá trị hơn, bởi thực tế tro trấu (sau khi nung trong lò lấy nhiệt cấp điện) trở thành phế phẩm dùng để bón cây với giá rất rẻ nhưng vẫn không sử dụng hết. Đầu năm 2011, ThS Yến đồng ý nghiên cứu tiếp nhằm giải quyết vấn đề mà các công ty trên mong muốn. Lần này, chị thực hiện cùng sinh viên Nguyễn Thị Chiều Dương bởi “cộng sự” Vũ Thị Bách đã ra trường.

Theo ThS Yến, đề tài chỉ tập trung vào phế phẩm nông nghiệp có tiềm năng nhất là vỏ trấu. Bắt nguồn từ tro trấu tại nhà máy nhiệt điện chạy từ vỏ trấu, nhóm nghĩ đến hướng đi có giá trị hơn: Tinh luyện tro trấu nhằm thu được silic tinh khiết. Chiều Dương dù là “lính mới” nhưng nhanh chóng trở thành cánh tay phải đắc lực, thực hiện gần như toàn bộ nội dung đề tài, dưới sự hướng dẫn của ThS Yến. Dương cho biết: “Khi đi thực tế lấy mẫu tro kiểm tra, nhóm mới phát hiện là mẫu tro không đạt. Nhiệt độ nung trong các lò chỉ đạt từ 400 - 500oC, nghĩa là trấu mới cháy khoảng 80%, vẫn còn 20% carbon trong phế phẩm. Nên công đoạn tạo silic tinh khiết phức phạp hơn nhiều”. Cụ thể, tro trấu phải cần sử dụng đến hóa chất trong quá trình loại bỏ carbon và tạo silic dạng gel, trước khi nung để tạo silic tinh khiết.

Kết quả thu được tại phòng thí nghiệm là hoàn toàn khả quan. Nhóm cho biết, sản phẩm tinh khiết này được ứng dụng để làm phụ gia chất lượng cao trong công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, giảm từ 80%-100% lượng xi măng, tăng tuổi thọ cho công trình. Đặc biệt hơn, đây là nguồn silic rất có giá trị, có thể xem như “chất liệu vàng” phục vụ cho công nghệ sản xuất các sản phẩm bán dẫn điện tử (một trong các sản phẩm công nghệ cao). Nhận định về hiệu quả mà đề tài mang lại, ThS Yến nhấn mạnh: “Với hai công trình nghiên cứu trên, nhóm chỉ mong muốn tạo ra những sản phẩm có giá trị từ phế phẩm nông nghiệp như vỏ trấu, có nghĩa là không còn tình trạng những dòng sông đỏ quạch. Và từ đó, góp phần giảm giá thành các sản phẩm vật liệu xây dựng, điện tử, tăng cường tận dụng nguồn năng lượng sạch từ việc đốt vỏ trấu, giúp bảo vệ môi trường và xây dựng nền nông nghiệp bền vững”.