Biến phế phẩm nông nghiệp thành lõi lọc nước nhiễm mặn

Khoa học công nghệ

15/09/2026

Từ những phế phẩm tưởng chừng bị bỏ đi như lõi dừa, bã cà phê, các nhà khoa học đã nghiên cứu chế tạo vật liệu lọc kết hợp công nghệ tiên tiến ZIF-8, mở ra hướng tiếp cận mới trong xử lý nước nhiễm mặn. Không chỉ góp phần giải quyết bài toán nước sạch, nghiên cứu còn cho thấy tiềm năng biến “rác thải” nông nghiệp thành nguồn tài nguyên có giá trị trong mô hình kinh tế tuần hoàn.

Xâm nhập mặn đang đặt ra thách thức ngày càng lớn đối với đời sống và sản xuất tại Đồng bằng sông Cửu Long. Khi nước mặn xâm nhập sâu vào đất liền, không chỉ cây trồng bị ảnh hưởng mà nguồn nước phục vụ sinh hoạt của người dân cũng trở nên khan hiếm.

Trong khi đó, để có được nước ngọt từ nguồn nước nhiễm mặn, các công nghệ xử lý truyền thống thường đòi hỏi hệ thống thiết bị tương đối phức tạp, chi phí đầu tư và vận hành cao. Đây là một trong những rào cản khiến việc tiếp cận các giải pháp nước sạch tại những khu vực chịu ảnh hưởng bởi hạn hán, xâm nhập mặn vẫn còn nhiều khó khăn.

Xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long diễn biến phức tạp (Ảnh: SKĐS)

Từ bài toán đó, nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long do TS. Nguyễn Thị Ngọc Ánh đã tiến hành tìm kiếm vật liệu lọc ngay từ những nguồn phế phẩm nông nghiệp sẵn có thông qua đề tài “Nghiên cứu chế tạo lõi lọc từ phế phẩm nông nghiệp kết hợp với vật liệu ZIF-8 để lọc nước nhiễm mặn”. Đề tài sử dụng những loại phụ phẩm phổ biến trong sản xuất và đời sống như lõi dừa và bã cà phê để tạo ra than hoạt tính, sau đó kết hợp với vật liệu ZIF-8 nhằm nâng cao khả năng xử lý nước.

Hướng tiếp cận này có ý nghĩa vượt ra ngoài phạm vi của một nghiên cứu về công nghệ lọc nước. Bởi trong bối cảnh lượng phụ phẩm nông nghiệp phát sinh ngày càng lớn, vấn đề đặt ra không chỉ là xử lý chúng như thế nào mà quan trọng hơn là làm sao để biến những thứ từng bị coi là rác thải thành nguồn nguyên liệu cho các sản phẩm mới.

Lõi dừa, bã cà phê nếu không được tận dụng có thể trở thành chất thải sau quá trình sản xuất và tiêu dùng. Nhưng thông qua quá trình xử lý và chuyển hóa, các nguồn sinh khối này lại có thể trở thành vật liệu có giá trị ứng dụng trong lĩnh vực môi trường.

Trong quá trình nghiên cứu, lõi dừa và bã cà phê được xử lý để tạo thành than hoạt tính với cấu trúc xốp và khả năng hấp phụ tốt. Than hoạt tính sau đó được kết hợp với ZIF-8, một loại vật liệu thuộc nhóm khung cơ kim (MOFs), tạo thành vật liệu AC-ZIF-8. Theo kết quả nghiên cứu, khi phối trộn ở tỷ lệ phù hợp, vật liệu AC-ZIF-8 có diện tích bề mặt đạt khoảng 1.578,3 m²/g, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hấp phụ và xử lý các thành phần trong nước.

Từ vật liệu này, nhóm nghiên cứu tiếp tục xây dựng hệ thống lọc hướng tới phục vụ nhu cầu nước sinh hoạt của người dân tại khu vực chịu ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn.

Kết quả thử nghiệm cho thấy, hệ lọc kết hợp giữa các công nghệ RO, NF và lõi than AC-ZIF-8 có khả năng xử lý nguồn nước có độ mặn trên 4‰ xuống dưới 1‰. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, hệ thống cột lọc 20 inch đạt hiệu suất loại bỏ muối tới 89,57%.

Không dừng lại ở các kết quả trong phòng thí nghiệm, mô hình cũng được thử nghiệm thực tế tại một nông hộ ở Bến Tre (nay thuộc tỉnh Vĩnh Long). Kết quả bước đầu cho thấy hệ thống có khả năng xử lý nguồn nước nhiễm mặn khoảng 4‰, đưa nước đầu ra xuống mức có độ mặn dưới 1‰.

Kết quả này cho thấy hướng nghiên cứu không chỉ mang ý nghĩa khoa học mà còn hướng đến khả năng ứng dụng trong đời sống. Mục tiêu của đề tài là xây dựng mô hình lọc nước với công suất khoảng 200 lít/ngày, phù hợp với nhu cầu sử dụng của các hộ gia đình tại vùng chịu ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn.

Tuy nhiên, giá trị lớn hơn là cách một nguồn phế phẩm địa phương được đưa vào chuỗi công nghệ mới. Nếu như trước đây, lõi dừa hay bã cà phê thường được sử dụng cho các mục đích có giá trị gia tăng thấp, thì trong nghiên cứu này, chúng trở thành nguyên liệu đầu vào cho vật liệu lọc kết hợp công nghệ tiên tiến.

Đây cũng là tinh thần cốt lõi của kinh tế tuần hoàn, khi giá trị của một loại nguyên liệu không kết thúc sau lần sử dụng đầu tiên mà có thể tiếp tục được kéo dài thông qua tái sử dụng, tái chế và đổi mới công nghệ.

Từ góc nhìn rộng hơn, nghiên cứu này cũng gợi mở tiềm năng phát triển vật liệu xanh từ nguồn sinh khối phong phú của Việt Nam.

Là quốc gia có thế mạnh về nông nghiệp, Việt Nam sở hữu nguồn phụ phẩm đa dạng từ dừa, cà phê, lúa gạo, các loại trái cây và nhiều ngành chế biến nông sản khác. Nếu được nghiên cứu và phân loại phù hợp, những nguồn nguyên liệu này có thể trở thành đầu vào cho nhiều lĩnh vực như vật liệu hấp phụ, xử lý nước, năng lượng sinh học hay vật liệu xây dựng.

Tags: