TS Yongheng Huang, PGS tại Khoa Kỹ thuật Sinh học và Nông nghiệp thuộc Đại học Texas A&M đang nghiên cứu phát triển các công nghệ xử lý nước hiệu quả với chi phí hợp lý để đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp, nông nghiệp và hộ gia đình.

“Chúng tôi đang tập trung khám phá và sử dụng tính chất hóa học của sắt để cố định và giữ lại các kim loại nặng, cũng như loại bỏ các dưỡng chất và tạp chất không mong muốn khác từ nhiều dòng chất thải lỏng”, TS Huang nói. “Chúng tôi đã sử dụng tri thức mới để phát triển các công nghệ và giải pháp xử lý nước nhằm đáp ứng nhu cầu của xã hội trong việc giảm ô nhiễm nước, bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng”.

Nghiên cứu của TS Huang đã dẫn đến sự ra đời của phát minh công nghệ sắt hoạt tính, đã được Hệ thống Đại học A&M Texas và Trung tâm Nghiên cứu đời sống nông nghiệp A&M Texas cấp phép độc quyền cho Công ty công nghệ nước Evoqua.

Phát minh đã ra đời sau một chuỗi các đột phá của TS Huang về tính chất hóa học của sắt giúp duy trì phản ứng ăn mòn sắt. Những đột phá này đã giải quyết được vấn đề liên quan đến sự hình thành của lớp phủ oxit sắt thụ động trên bề mặt sắt để ngăn chặn phản ứng ăn mòn sắt, thường được gọi là thụ động hóa sắt, đã gây trở ngại cho các nhà khoa học và ngành công nghiệp trong nhiều năm qua.

“Hóa chất chính được sử dụng trong công nghệ sắt hoạt tính, là bột sắt kim loại giá rẻ và phổ biến trên toàn thế giới”, TS Huang nói. “Công nghệ đã giải quyết được vấn đề về sự thụ động hóa sắt và hiện có thể sử dụng toàn bộ bột sắt phản ứng để xử lý các chất ô nhiễm mục tiêu. Kết quả là tỷ lệ sử dụng hóa chất và phát sinh ít chất thải rắn giảm đáng kể”.

Công nghệ mới rất mạnh và linh hoạt, có khả năng loại bỏ các chất thải độc hại phổ rộng khỏi một số vùng nước thải khó xử lý. Các chất thải này bao gồm các kim loại như selen, thủy ngân, thạch tín, crom, cadimi, vanadi và chì.

Nếu các kim loại trong nước thải không được xử lý và đổ vào các thủy vực, chúng có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe của môi trường, phá vỡ hệ sinh thái và trong nhiều trường hợp, gây đe dọa trước mắt hoặc lâu dài đến sức khỏe con người.

“Thông qua quá trình này, các kim loại nặng độc hại và hòa tan trong nước thải đã được biến đổi và giữ lại ở dạng rắn không độc hại, chủ yếu là được kết hợp vào trong gỉ sắt sinh ra do quá trình ăn mòn sắt”, TS Huang nói.

Công nghệ mới là giải pháp để ngành công nghiệp đáp ứng được các Hướng dẫn mới về giới hạn của nước thải (ELG) do Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (USEPA) đưa ra.

“Công nghệ sắt hoạt tính là giải pháp hiệu quả cho ngành công nghiệp điện hơi nước để đáp ứng Tiêu chuẩn mới ELG của USEPA về xả thải thủy ngân, asen và selen”, TS Huang nói. “Với thành công của công nghệ sắt hoạt tính, hiện đây có thể là phương pháp duy nhất để giảm hàm lượng selen, asen và thủy ngân xuống dưới mức giới hạn của Tiêu chuẩn ELG; đặc biệt công nghệ có thể xử lý thủy ngân xuống mức thấp hơn nhiều so với các công nghệ khác”.

Công nghệ có hiệu quả loại bỏ các kim loại nặng và á kim phổ rộng khỏi nhiều dòng nước thải khó xử lý, nên đang thu hút sự chú ý của các ngành công nghiệp trên thế giới. Nhóm nghiên cứu hiện đang đặt mục tiêu cải tiến hơn nữa Công nghệ sắt hoạt tính và mở rộng phạm vi ứng dụng cho nhiều loại chất ô nhiễm và các nguồn nước thải. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu còn khai thác tính chất hóa học cơ bản này để nâng cao hiểu biết về các cơ chế và động học liên quan đến các tương tác giữa sắt kim loại, oxit sắt và các chất ô nhiễm.
Nguồn: Tạp chí khoa học và công nghệ Việt Nam