Nước thải chăn nuôi nói riêng và những loại nước thải giàu chất hữu cơ trong quá trình sản xuất, chế biến hoặc sinh hoạt thường ngày của con người nói chung đều tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng nếu không được xử lý đúng cách. Hiện nay, việc xử lý nước thải giàu hữu cơ chủ yếu thông qua các biện pháp sinh học, sử dụng vi sinh vật yếm khí (Anaerobic), thiếu khí (Anoxic) và hiếu khí (Oxic) để phân hủy các thành phần hữu cơ, kết hợp với một số phương pháp khác để xử lý, đảm bảo các yêu cầu về môi trường trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.

Tuy nhiên, không phải lúc nào việc xử lý cũng đạt được hiệu quả như mong muốn do phải kiểm soát chặt chẽ quá trình vận hành, thời gian, nhiệt độ và mức oxy thích hợp, đồng thời phải bổ sung những chất dinh dưỡng cần thiết như nitơ, phốtpho hoặc các thành phần vi lượng đảm bảo cho vi sinh vật phát triển. Thêm vào đó, quá trình phân hủy nhiệt động học các thành phần hữu cơ nhờ vi sinh vật cũng diễn ra rất phức tạp, liên quan đến nhiều phản ứng hóa học và tạo nhiều sản phẩm trung gian. Do vậy, việc nâng cao hiệu quả xử lý thông qua tối ưu hóa quá trình phân hủy là hết sức cần thiết.

“Ở Việt Nam, mô hình toán đã được áp dụng vào nghiên cứu môi trường từ lâu, chủ yếu dùng để đánh giá lan truyền, phân bố các chất ô nhiễm hay dự báo phát thải. Tuy nhiên, xây dựng một thuật toán cho một lĩnh vực cụ thể - ở đây là công nghệ xử lý yếm khí nước thải giàu hữu cơ từ chăn nuôi - thì thực sự là một hướng đi mới,” Chủ nhiệm đề tài PGS. TS. Nguyễn Thị Hà, khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, chia sẻ. Họ đã kết hợp với các nhà toán học tại khoa Toán, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên để xây dựng phần mềm mô phỏng các phản ứng sinh hóa và quá trình nhiệt động học khi phân hủy yếm khí nước thải chăn nuôi giàu hữu cơ trong hệ MBR.

Nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng việc điều tra thực địa và lấy mẫu phân tích tại chín cơ sở chăn nuôi ở ba tỉnh Vĩnh Phúc, Hà Tĩnh, Đồng Nai nhằm đánh giá đặc tính của nước thải chăn nuôi lợn. Cùng với các đồng nghiệp tại Viện Công nghệ Môi trường (Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam), dự án đã xây dựng được một hệ thống xử lý yếm khí quy mô phòng thí nghiệm để đánh giá hiệu quả xử lý nước thải (mẫu thực tế).

Hệ thống pilot này sử dụng công nghệ vật liệu mang cố định FBR và công nghệ màng lọc di chuyển MBR, có công suất 10 m³/ngày đêm. Kết quả phân tích cho thấy hiệu quả xử lý yếm khí của hệ thống đạt 70 – 80% giá trị COD trong nước thải, tạo ra 0,28 lít biogas/g COD chuyển hóa, với tỷ lệ khí metan trong khí thoát ra đạt 65-70%. Hiệu quả của bể yếm khí đã đáp ứng yêu cầu để nước thải đầu ra tiếp tục đi đến công đoạn xử lí tiếp theo và đạt tiêu chuẩn xả thải hiện hành đối với nước thải chăn nuôi (QCVN 62-MT/2016-BTNMT).

PGS. TS. Nguyễn Thị Hà cho biết họ đã sử dụng dữ liệu từ hệ thống pilot này để làm đầu vào cho việc xây dựng phần mềm mô phỏng bởi “các hệ thống xử lý nước thải hiện có ở Việt Nam chỉ phân tích các chỉ tiêu đầu vào, đầu ra theo yêu cầu về môi trường nhằm đáp ứng quy chuẩn mà không phân tích các thông số về sản phẩm trung gian như các loại axit béo dễ bay hơi, protein và đường. Đây lại là những thông số mà thuật toán mô phỏng rất cần”.

Để khắc phục, nhóm nghiên cứu đã bổ sung các thông số giả định và số liệu phân tích từ mô hình thực nghiệm. “Chúng tôi tiến hành chạy mô phỏng, đối chiếu với kết quả thực tế của hệ xử lý pilot, từ đó hiệu chỉnh thông số tính toán cho phù hợp. Toàn bộ quá trình này mất gần một năm thực hiện.” PGS. TS. Nguyễn Thị Hà nói. Theo chị, khi hoàn thiện được mô hình mô phỏng và áp dụng mở rộng trong hệ thống xử lý nước thải mới, “có thể giảm số lượng thí nghiệm khảo sát cần thực hiện từ 100 xuống còn 20-30, giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí”.

Tuy nhiên, người đứng đầu dự án nhấn mạnh rằng mô hình này mới chỉ áp dụng cho một công đoạn cụ thể (xử lý yếm khí) của một đối tượng cụ thể (nước thải chăn nuôi). Để đạt yêu cầu đầu ra, nước thải sau đó phải tiếp tục được xử lý hiếu khí và trải qua một vài công đoạn khác. “Điều may mắn là nước thải chăn nuôi sau khi xử lý yếm khí đã giảm được 70-80% mức độ ô nhiễm hữu cơ, tổng chất rắn lơ lửng và có đầu ra tương đương với nước thải sinh hoạt, phù hợp để xử lý hiếu khí”, PGS. TS. Nguyễn Thị Hà tiết lộ, “Do vậy trong thời gian tới, chúng tôi sẽ tiếp tục cùng đồng nghiệp ở Đại học Kitakyush Nhật Bản, mở rộng mô hình mô phỏng cho những công đoạn xử lý nước thải chăn nuôi tiếp theo.”

Việc mô phỏng các công nghệ xử lý nước thải giàu hữu cơ cho các ngành có nguy cơ gây ô nhiễm cao như sản xuất, chế biến tinh bột, mía đường, thủy sản... cũng có thể thực hiện tương tự. “Trên nền tảng phần mềm tối ưu đã xây dựng, chúng tôi sẽ chỉ mất khoảng 2-3 tháng để hiệu chỉnh các biến và thông số đầu vào phù hợp với đối tượng mới,” đại diện nhóm nghiên cứu nói thêm.

          (Theo Bộ Khoa học và Công nghệ, Tối ưu công nghệ xử lý yếm khí nước thải giàu hữu cơ, Cổng thông tin của Văn phòng các chương trình Khoa học và Công nghệ Quốc gia, ngày 04/12/2020)

 

Ý nào sau đây thể hiện rõ nhất nội dung chính của bài đọc trên?

Lần đầu tiên, Việt Nam chế tạo thành công máy thu định vị toàn cầu GNSS với nhiều tính năng mới, nổi bật, có khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành như hàng không, quốc phòng, giao thông thủy, giao thông minh, máy bay không người lái.

Theo PGS.TS. Nguyễn Hữu Trung, Phó Viện trưởng Viện Điện tử - Viễn thông của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, các nước có nền kinh tế, công nghiệp vũ trụ và quốc phòng mạnh trên thế giới đều đầu tư phát triển hệ thống định vị toàn cầu mạnh mẽ trong những năm qua.

Cùng với đó là sự phát triển của công nghệ định vị dựa trên hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (Global Navigation Satellite System - GNSS). Đây là công nghệ cho phép xác định các thông tin vị trí của người sử dụng tại bất kỳ điểm nào trên mặt đất. GNSS đóng vai trò quan trọng trong nhiều khía cạnh của cuộc sống, từ quốc phòng đến giao thông vận tải, cứu hộ cứu nạn, trắc địa bản đồ, dẫn đường hàng hải, hàng không.

Tại Việt Nam những năm qua, các ứng dụng liên quan đến hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu được triển khai trong rất nhiều lĩnh vực liên quan đến đời sống kinh tế và xã hội như ứng dụng trong đo đạc bản đồ và thu thập các thông tin địa lý, quản lý đất đai và môi trường, hỗ trợ định vị và tìm kiếm trong các trường hợp khẩn cấp như bão, động đất, lũ. Quản lý vị trí của hệ thống giao thông như hệ thống xe buýt, xe cấp cứu, cứu hỏa, điều hành hệ thống taxi.

Tuy nhiên, việc nghiên cứu phát triển kiến trúc các bộ thu vô tuyến, bao gồm bộ thu GNSS ở Việt Nam còn hạn chế. Vì vậy, trong khuôn khổ chương trình Nghị định thư của Bộ Khoa học và Công nghệ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội phối hợp Trường Đại học Milano của Ý triển khai nghiên cứu phát triển máy thu định vị toàn cầu GNSS đa kênh dựa trên kỹ thuật đổi tần trực tiếp và hệ thống anten thông minh.

Trong hai năm, các nhà khoa học của Đại học Bách Khoa Hà Nội phối hợp với Đại học Milano của Ý, do GS Riccardo Enrico Zieh – tác giả của nhiều công bố khoa học trong lĩnh vực này đã chế tạo thành công thiết bị mẫu (prototype) bộ thu GNSS đa kênh tích hợp hệ anten thông minh. Đây là lần đầu tiên, Việt Nam có thiết bị này. Trên thế giới, số lượng các thiết bị này cũng không nhiều. Thành công này mở ra nhiều cơ hội ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh trong phát triển kinh tế xã hội.

PGS. Nguyễn Hữu Trung chia sẻ, một trong những ứng dụng quan trọng có thể triển khai ngay là giao thông đô thị. “Mục tiêu mà nhiệm vụ đặt ra là phát triển bộ thu định vị có khả năng hỗ trợ giao thông đô thị. Nhiệm vụ này có thể coi là một đề án tiền khả thi cho việc hiện đại hóa và việc ứng dụng các hệ thống công nghệ thông tin và truyền thông vào lĩnh vực giao thông đô thị nói riêng cũng như trong các lĩnh vực khác của đời sống nói chung”, PGS Trung nói.

PGS Trung cho biết thêm, quy trình công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị và dịch vụ định vị độ bền vững cao chứa đựng hàm lượng chất xám công nghệ lớn. Do đó, nếu được phát triển thành thương phẩm thì có khả năng cạnh tranh giá thành và chất lượng đáp ứng yêu cầu.

Nhóm nghiên cứu hướng đến các ngành ứng dụng cụ thể gồm hàng không, quốc phòng, giao thông đường thủy và thủy quân, xây dựng, mỏ và công nghiệp, giao thông thông minh (ITS), các dịch vụ an ninh công cộng (Public Services), điều phối khi xảy ra tai nạn, phối hợp tác chiến, dịch vụ cung cấp thời gian chính xác. Dịch vụ LBS (cung cấp vị trí trong mọi điều kiện) và phương tiện bay không người lái UAV.

“Chúng tôi đang hướng đến nhiều hình thức chuyển giao công nghệ như chuyển giao công nghệ trọn gói, chuyển giao công nghệ có đào tạo, chuyển giao theo hình thức trả dần theo tỷ lệ % doanh thu, liên kết với doanh nghiệp để sản xuất hoặc góp vốn hoặc tự thành lập doanh nghiệp trên cơ sở kết quả nghiên cứu tạo ra”, ông Trung nói.

Cùng với khả năng ứng dụng thực tế, sản phẩm cũng đóng góp phát triển công nghệ định vị vệ tinh đa kênh, đóng góp một kiến trúc mới về công nghệ phát triển các bộ thu GNSS, đóng góp một phương pháp thu đa kênh dùng anten thông minh, giúp đất nước sở hữu một số công nghệ ứng dụng quan trọng trong thông tin viễn thông và lĩnh vực thiết kế chế tạo thiết bị vô tuyến.

Ý nào sau đây thể hiện rõ nhất nội dung chính của bài đọc trên?

Phát biểu tại khai mạc hội thảo Industry 4.0 Summit 2019, ông Nguyễn Văn Bình, ủy viên Bộ Chính trị, Bí thư Trung ương Đảng, Trưởng Ban Kinh tế Trung ương nhận định: Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (CMCN 4.0) đang mở ra nhiều cơ hội, đồng thời cũng đặt ra nhiều thách thức đối với mỗi quốc gia, tổ chức và cá nhân. CMCN 4.0 đã và đang tác động ngày càng mạnh mẽ đến tất cả các lĩnh vực của đời sống kinh tế - xaã hội.

Thời gian qua, Đảng và Nhà nước ta đã lãnh đạo, chỉ đạo các cấp, các ngành đẩy mạnh ứng dụng, phát triển khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo, nghiên cứu nắm bắt, nâng cao năng lực tiếp cận và chủ động tham gia cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Thủ tướng Chính phủ đã ban hành chỉ thị về nâng cao năng lực tiếp cận cuộc CMCN 4.0 và phê duyệt Đề án thúc đẩy mô hình kinh tế chia sẻ.

Trên cơ sở đó, các bộ, ngành và địa phương đã xây dựng và triển khai thực hiện một số chính sách nhằm thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp công nghệ thông tin, điện tử - viễn thông. Cơ sở hạ tầng viễn thông được xây dựng khá đồng bộ, vùng phủ sóng di động đạt 99,7% dân số trên cả nước, trong đó vùng phủ sóng 3G, 4G đạt trên 98% với mức cước phí thấp, mạng 5G đã được cấp phép thử nghiêm và dự kiến triển khai thương mại từ năm 2020. Kinh tế số được hình thành, phát triển nhanh, ngày càng trở thành bộ phận quan trọng của nền kinh tế, xếp thứ 3 trong khu vực ASEAN về quy mô nền kinh tế kỹ thuật số...

Tuy vậy, mức độ chủ động tham gia cuộc CMCN 4.0 của nước ta còn thấp. Thể chế, chính sách còn nhiều hạn chế và bất cập, xếp hạng chung về thể chế của Việt Nam vẫn ở mức dưới trung bình. Năm 2018, Diễn đàn Kinh tế Thế giới đánh giá Việt Nam đạt 50/100 điểm, xếp hạng 94/140 quốc gia. Thể chế cho các hoạt động kinh tế số, kinh tế chia sẻ, đổi mới sáng tạo chưa được hình thành đồng bộ; chưa có hành lang pháp lý cho thí điểm triển khai áp dụng các sản phẩm, mô hình kinh doanh, dịch vụ mới của CMCN 4.0. Quá trình chuyển đổi số quốc gia còn chậm, thiếu chủ động; nhiều doanh nghiệp còn bị động, năng lực tiếp cận, ứng dụng, phát triển công nghệ hiện đại còn thấp. Kinh tế số có quy mô còn nhỏ. Việc đấu tranh với tội phạm, bảo đảm an ninh mạng còn nhiều thách thức...

Xuất phát từ thực tế nêu trên, để nắm bắt và tận dụng các cơ hội của cuộc CMCN này để phát triển bứt phá, Bộ Chính trị đã giao Ban Kinh tế Trung ương chủ trì xây dựng Đề án “Chủ trương, chính sách chủ động tham gia cuộc CMCN 4.0”.

Nghị quyết 52 của Bộ Chính trị là nghị quyết toàn diện, tổng thể đầu tiên của Đảng về chủ trương, chính sách của Việt Nam tham gia cuộc CMCN 4.0, được hệ thống chính trị và toàn xã hội đón nhận tích cực, nhiều chuyên gia quốc tế và trong nước đã đánh giá cao.

Ông Nguyễn Văn Bình phân tích: Xây dựng và ban hành Nghị quyết của Bộ Chính trị là quan trọng nhưng đưa Nghị quyết nhanh chóng vào cuộc sống để Việt Nam có thể bắt kịp, tiến cùng và vượt lên ở một số lĩnh vực so với khu vực và thế giới trong cuộc CMCN này có tầm quan trọng không kém. Trưởng Ban Kinh tế Trung ương đánh giá, bản chất của cuộc CMCN 4.0 là cuộc cách mạng thể chế. Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ số tạo ra mô hình mới, lực lượng lao động mới, nhanh chóng, bùng nổ... khiến khuôn khổ thể chế truyền thống không còn phù hợp, mà nếu duy trì sẽ kìm hãm phát triển. “Từ những lí do trên, đặt ra yêu cầu phải thay đổi thể chế, cần thay đổi tư duy quản lý theo lối mòn là cái gì không quản được ta cấm, cần có nhận thức rõ ràng cũng như bản lĩnh để thích ứng, đồng thời, lường đón được những tác động của cuộc cách mạng”, Trưởng Ban Kinh tế trung ương Nguyễn Văn Bình nhấn mạnh.