I. Làm sạch CO2 từ khí thải đốt than
Nghiên cứu tập trung vào việc làm sạch CO2 từ khí thải đốt than bằng kỹ thuật xúc tác hấp thụ. Khí thải đốt than chứa nhiều thành phần độc hại như NOx, SOx, CO và các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs), gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người. Công nghệ làm sạch được đề xuất sử dụng các vật liệu xúc tác và hấp thụ như CaO-Na2CO3, Fe2O3-MnO2, và La0.1CoO3 để loại bỏ các khí độc hại và tách CO2 tinh khiết. Quá trình này không chỉ giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn CO2 sạch để tái sử dụng.
1.1. Vật liệu xúc tác và hấp thụ
Các vật liệu xúc tác và hấp thụ được nghiên cứu bao gồm CaO-Na2CO3, Fe2O3-MnO2, và La0.1CoO3. Những vật liệu này có khả năng hấp thụ hơi axit và chuyển hóa các khí độc hại như NOx, CO, và VOCs thành các chất ít độc hơn như H2O, N2, và CO2. Đặc biệt, vật liệu V2O5/TiO2 được sử dụng như xúc tác quang để xử lý triệt để khí CO. Kết quả thử nghiệm cho thấy hiệu suất làm sạch CO2 đạt trên 90%, đồng thời giảm đáng kể nồng độ các khí độc hại trong khí thải.
1.2. Ứng dụng công nghệ làm sạch
Công nghệ làm sạch CO2 được áp dụng thử nghiệm tại nhà máy gạch tuynel, nơi khí thải đốt than có nồng độ CO2 cao. Hệ thống xử lý khí thải sử dụng các modun xúc tác-hấp thụ đã chứng minh hiệu quả trong việc thu hồi CO2 sạch. CO2 thu được sau quá trình xử lý được sử dụng làm nguồn cacbon cho nuôi vi khuẩn lam Spirulina Platensis, góp phần tạo ra sinh khối giàu dinh dưỡng và giảm thiểu phát thải khí nhà kính.
II. Nuôi vi khuẩn lam Spirulina Platensis
Nghiên cứu sử dụng CO2 làm sạch từ khí thải đốt than để nuôi vi khuẩn lam Spirulina Platensis, một loại vi tảo giàu dinh dưỡng. Spirulina Platensis có khả năng hấp thụ CO2 thông qua quá trình quang hợp, tạo ra sinh khối chứa nhiều protein, vitamin và khoáng chất. Việc sử dụng CO2 từ khí thải không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn thực phẩm bổ dưỡng với chi phí thấp.
2.1. Quá trình nuôi cấy Spirulina
Quá trình nuôi cấy Spirulina Platensis được thực hiện trong môi trường có bổ sung CO2 làm sạch từ khí thải đốt than. Nghiên cứu xác định nồng độ CO2 tối ưu (1-5%) và thời gian sục khí phù hợp để đạt hiệu suất sinh trưởng cao nhất. Kết quả cho thấy, Spirulina Platensis phát triển tốt trong môi trường có nồng độ NaHCO3 ổn định và pH dao động từ 9-10. Sinh khối thu được có hàm lượng protein cao (60-70%) và giàu các axit béo không bão hòa.
2.2. Giá trị dinh dưỡng của Spirulina
Sinh khối Spirulina Platensis nuôi bằng CO2 làm sạch có giá trị dinh dưỡng cao, bao gồm protein, chlorophyll, phycocyanin và các axit béo thiết yếu. Nghiên cứu chỉ ra rằng, việc sử dụng CO2 từ khí thải không ảnh hưởng đến chất lượng sinh khối, đồng thời giúp giảm chi phí sản xuất. Spirulina có tiềm năng ứng dụng trong ngành thực phẩm chức năng, dược phẩm và thức ăn chăn nuôi, góp phần thúc đẩy năng lượng tái tạo và bảo vệ môi trường.
III. Ý nghĩa và ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của việc kết hợp công nghệ làm sạch CO2 và nuôi vi khuẩn lam Spirulina Platensis trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tạo ra nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng. Công nghệ này không chỉ giúp xử lý khí thải đốt than mà còn tạo ra giá trị kinh tế từ việc sản xuất sinh khối Spirulina. Đây là một giải pháp bền vững, góp phần ứng phó với biến đổi khí hậu và thúc đẩy năng lượng tái tạo.
3.1. Giảm thiểu biến đổi khí hậu
Việc làm sạch CO2 từ khí thải đốt than và sử dụng nó để nuôi Spirulina Platensis giúp giảm thiểu lượng khí nhà kính thải ra môi trường. Quá trình này góp phần kiểm soát biến đổi khí hậu và bảo vệ hệ sinh thái. Đồng thời, việc tái sử dụng CO2 làm nguồn nguyên liệu cho quá trình quang hợp của vi tảo giúp tạo ra sinh khối giàu dinh dưỡng, hỗ trợ phát triển bền vững.
3.2. Ứng dụng trong công nghiệp
Công nghệ này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như năng lượng, thực phẩm và dược phẩm. Việc sản xuất Spirulina Platensis từ CO2 làm sạch không chỉ giúp giảm chi phí mà còn tạo ra sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu thị trường. Đây là một hướng đi mới trong việc kết hợp công nghệ xử lý khí thải và sinh học, mang lại lợi ích kép về kinh tế và môi trường.
