Quy trình mới biến các chất độc hại trong nước thải thành các sản phẩm có giá trị, tái sử dụng trong nông nghiệp và công nghiệp, góp phần bảo vệ môi trường và phục hồi nguồn tài nguyên nước quý giá.
Công nghệ sinh học kỵ khí là phương pháp sử dụng các vi sinh vật kỵ khí và vi sinh vật tùy nghi để phân hủy các chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải, ở trong điều kiện không có oxi hòa tan với nhiệt độ, pH,… thích hợp để cho các sản phẩm dạng khí (chủ yếu là CO2, CH4). Tuy nhiên quá trình lọc kỵ khí có xu hướng tạo ra các sản phẩm phụ nguy hiểm có hại cho sức khỏe của con người và môi trường.
Để giải quyết vấn đề trên, các nhà khoa học thuộc Đại học Stanford, Mỹ đã đưa ra một quy trình xử lý kỵ khí mới, biến sulfide độc hại trong nước thải thành hợp chất an toàn có thể tái sử dụng trong sản xuất phân bón, pin lithium , ….
Thông thường, người ta sử dụng hóa chất để tách các dẫn xuất lưu huỳnh trong nước thải thành những hợp chất không độc hại. Tuy nhiên, phương pháp này gây ra hiện tượng ăn mòn các đường ống của hệ thống lọc, khiến nước khó khử trùng, giảm hiệu quả tổng thể của việc tạo nước sạch.
Trong phương pháp mới, các nhà khoa học Mỹ đã sử dụng kỹ thuật oxy hóa lưu huỳnh điện hóa để xử lý sulfide. Họ định lượng được tốc độ oxy hóa lưu huỳnh điện hóa cùng với thành phần và lượng sản phẩm được tạo thành. Bên cạnh đó họ cũng tìm ra nguyên nhân khó thu hồi lưu huỳnh là do tắc nghẽn điện cực, tìm ra được chất trung gian khó chuyển đổi nhất, tìm ra các thông số vận hành tối ưu giúp thu hồi lưu huỳnh với mực năng lượng thấp nhất có thể.
Quy trình xử lý lưu huỳnh sáng tạo của Đại học Stanford biến nước thải thành một nguồn tài nguyên quý giá.
Với kỹ thuật này, sulfide có thể được biến đổi thành các dẫn xuất lưu huỳnh khác tan toàn, loại bỏ hoàn toàn hóa chất nguy hiểm khỏi quá trình lọc kỵ khí. Quy trình này cần rất ít năng lượng và có thể được vận hành hoàn toàn bằng các nguồn tái tạo, cho phép áp dụng với quy mô lớn.
Trong tương lai, phương pháp thu hồi lưu huỳnh mới này cũng có thể ứng dụng cho các công nghệ khác như thu hồi nitơ từ nước thải để sản xuất phân bón amoni sunfat.
Xiaohan Shao, thành viên chính của nhóm nghiên cho biết : “Chúng tôi có thể tích hợp quy trình của mình vào các công nghệ xử lý nước thải tiên tiến khác để thu hẹp khoảng cách giữa nước thải và nước uống”.
Hy vọng rằng nghiên cứu này sẽ giúp đẩy nhanh việc áp dụng công nghệ giảm thiểu ô nhiễm, phục hồi các nguồn tài nguyên quý giá và tạo ra nước uống cùng một lúc.
Nghiên cứu đã được giới thiệu trên tạp chí ES&T Engineering.
