Sinh viên chế vật liệu hấp phụ kim loại nặng trong nước thải
Vật liệu sinh học nanocomposite có thể hấp phụ kim loại nặng và dễ dàng thu hồi, tách ra khỏi nước bằng nam châm mà không cần lọc.
PGS.TS Nguyễn Đình Quân và nhóm sinh viên nghiên cứu vật liệu hấp phụ kim loại trong nước thải.
Gom kim loại trong nước không cần lọc
Nhóm sinh viên thuộc Khoa Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TPHCM vừa nghiên cứu thành công loại vật liệu có thể hấp phụ hoàn toàn kim loại nặng trong nước thải mà không cần lọc.
Vật liệu sinh học nanocomposite có thể hấp phụ kim loại nặng và dễ dàng thu hồi, tách ra khỏi nước bằng nam châm. Đặc điểm ưu việt của vật liệu là phân hủy sinh học, phân tán cực tốt trong nước và rất dễ thu tách lọc khỏi nước (giải quyết được mâu thuẫn giữa phân tán tốt và tách lọc dễ dàng). Vật liệu giá thành rẻ, có thể làm từ chất thải sản xuất.
Đinh Thanh Sơn, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết, phương pháp xử lý nước thải nhiễm kim loại hiện nay mà doanh nghiệp đang sử dụng chính là dùng chất kết tủa. Cách này có thể tối ưu chi phí song không thân thiện môi trường do thải ra bột hóa học. Vật liệu của nhóm có thể hấp phụ trực tiếp kim loại nặng.
Vật liệu được nhóm đặt tên là FEBACE. Đây là loại vật liệu được kết hợp từ Cellulose vi khuẩn (Bacterial Cellulose) và Fe3O4, có khả năng hấp phụ kim loại nặng khỏi nước với giá thành rẻ, dễ chế tạo và có thể tái sử dụng các phụ phẩm công nghiệp.
Quá trình xử lý, FEBACE sẽ được cho vào bể nước có kim loại nặng và được khuấy bằng máy khuấy, vì FEBACE có thể phân tán trong nước. Sau khi kim loại nặng kết hợp với FEBACE, chúng sẽ được hút lại bởi nam châm điện và có thể nhấc lên và xử lý dễ dàng.
Xử lý được cả nước thải phóng xạ?
PGS.TS Nguyễn Đình Quân, Trưởng phòng Thí nghiệm năng lượng sinh học và Biomass, Trường Đại học Bách khoa TPHCM cho rằng, đây là một ý tưởng rất táo bạo do biết sử dụng vật liệu nano cellulose tự nhiên để hấp phụ kim loại nặng. Bài toán xử lý đưa vật liệu cellulose vi khuẩn vào trong nước, sau đó lọc lại để tách kim loại nặng thường gặp nhiều khó khăn. Do vật liệu rất bông, mềm, tơi xốp và lơ lửng trong nước nên khâu lọc sẽ rất tốn kém.
“Nhóm đã nảy ra ý tưởng táo bạo, kế thừa từ những nghiên cứu trước đây. Nếu gắn các hạt oxit sắt từ lên vật liệu thì khi đi qua từ trường như nam châm sẽ bị hút lại, như vậy có thể tách ra khỏi nước một cách dễ dàng”, PGS.TS Nguyễn Đình Quân nói.
Theo nhóm nghiên cứu, ngoài khả năng xử lý kim loại nặng, vật liệu FEBACE còn có một số ứng dụng như hấp phụ các kim loại phóng xạ, loại bỏ các hợp chất hữu cơ ra khỏi nước hay xử lý nước thải ngành dệt nhuộm. Ưu điểm công nghệ là dễ thu gom bằng nam châm mà không cần sử dụng đến hóa chất. Vật liệu cũng có khả năng phân hủy sinh học, nếu để ngoài môi trường, chúng không bị biến đổi hay có bất cứ tác động nào vào môi trường.
Những ngày gần đây, dư luận rất quan tâm việc Nhật Bản xả nước thải hạt nhân đã qua xử lý từ nhà máy Fukushima Daiichi qua một cống ngầm dài khoảng một km ra biển.
Đơn vị vận hành nhà máy là Tập đoàn Điện lực Tokyo (TEPCO), thực hiện hoạt động này khi điều kiện biển và thời tiết không có biến động. TEPCO sẽ thải tổng cộng 7.800 tấn nước ra biển trong 17 ngày, liên tục 24 giờ/ngày. Đây là đợt xả thải đầu tiên trong 4 lần xả được lên kế hoạch trong năm tài khóa 2023 (từ nay đến tháng 3/2024), dự kiến xả 31.200 tấn nước.
Công nghệ này liệu có ứng dụng để xử lý được nước thải hạt nhân nhà máy Fukushima? PGS.TS Nguyễn Đình Quân cho biết, nghiên cứu của nhóm sinh viên hiện mới chỉ thành công ở lý thuyết và thực nghiệm trong phòng thí nghiệm. Từ ý tưởng đến thực tiễn là con đường rất dài, do vậy nghiên cứu này có nhiều tiềm năng chứ chưa thể nói là ứng dụng ngay được.
