Ứng dụng công nghệ AOP xử lý nước

Hầu hết các cơ sở sản xuất, doanh nghiệp đều xây mới hệ thống xử lý nước thải riêng biệt cho các dự án của mình nhằm loại bỏ chất ô nhiễm. Phần lớn nước được sử dụng cho gia đình, công nghiệp và sản xuất nên phải được xử lý trước khi đưa trở lại môi trường. Thiên nhiên có khả năng đối phó lại lượng chất thải nhỏ nhưng nếu nguồn nước thải quá lớn thì nó sẽ mất khả năng xử lý vốn có.

Vì sao cần tìm đến công nghệ xử lý mới?

Một số phương pháp xử lý tự nhiên hướng đến việc bảo tồn năng lượng, giảm khí thải cacbon phù hợp với quốc gia đang đối mặt với thách thức về năng lượng và điện. Ngày nay, người ta ưu tiên dùng công nghệ xanh và năng lượng tái tạo gồm mặt trời hay gió để XLNT nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường do các hoạt động của con người gây ra.

Nhiều hệ thống xử lý tự nhiên mang tính sinh thái, tiết kiệm giữ vai trò quan trọng ở nhiều nơi. Một số giải pháp phải kể đến như đất ngập nước, ao/hồ ổn định, bộ lọc nhỏ giọt,… nhờ tính đơn giản, tiết kiệm chi phí, hiệu quả và độ tin cậy của những hệ thống trên đã ứng dụng có hiệu quả với các công nghệ thân thiện với môi trường khác.

Nước thải giàu chất dinh dưỡng và chứa nhiều hóa chất khác nhau, các cơ sở XLNT được coi như nơi phục hồi tài nguyên để giảm thiểu ô nhiễm. Những cách tiếp cận về công nghệ mới hơn không những cải thiện hiệu quả, thu hồi năng lượng, hóa chất mà còn giúp tạo ra cơ hội phát triển bền vững, giảm chi phí đầu tư và vận hành đáng kể.

Xử lý nước bằng công nghệ AOP

AOP (oxy hóa tiên tiến) là quá trình xảy ra hàng loạt phản ứng hóa học loại bỏ chất hữu cơ, vô cơ bằng cách oxy hóa thông qua các gốc hydroxit. Người ta thường áp dụng AOP để xử lý nước thải nhà máy giấy, dệt nhuộm, giặt tẩy, xi mạ, luyện kim,…

Từ khi lần đầu tiên được xác định vào năm 1987, AOP đã phát triển vượt bậc. Cho đến nay người ta đã chứng kiến nhiều cải tiến mới như hệ thống TiO2/UV, hệ thống H2O2/UV, hệ thống Fenton nhận được sự quan tâm rộng rãi của nhiều cơ sở XLNT.

Các xu hướng gần đây vào việc phát triển AOP mới hiệu quả và tiết kiệm hơn. Chẳng hạn sự kết hợp giữa TiO2với các nguyên tố phi kim loại để tăng quá trình quang xúc tác.

Vị trí của công nghệ thường đứng sau giai đoạn xử lý thứ cấp làm phá hủy hợp chất không phân hủy sinh học. Thông thường, nước thải có hàm lượng COD tương đối nhỏ cũng được xử lý bằng AOP. Quá trình oxy hóa học chia thành 2 lớp gồm xử lý cổ điển và oxy hóa nâng cao.

AOP diễn ra trong điều kiện áp suất và nhiệt độ môi trường xung quanh tạo ra gốc phản ứng (hydroxit). Giải pháp này ngày càng được dùng rộng rãi để xử lý nước thải nước thải ô nhiễm chứa nhiều chất hữu cơ khó phân hủy. Nó khá hiệu quả chuyển đổi nhiều hợp chất thành chất trung gian có khả năng oxy hóa sinh học.

Trong các chất AOP thì thuốc thử Feton được đánh giá hiệu quả nhất đối với các thành phần trong nước thải công nghiệp như thuốc nhuộm, amin thơm, thuốc trừ sâu, chất hoạt động bề mặt. Một ưu điểm khác của Fenton là không cần năng lượng đầu vào.

Các thành phần ô nhiễm phần lớn chuyển thành hợp chất vô cơ như nước, cacbon dioxit và muối. Mục tiêu của việc làm sạch nước bằng quy trình AOP giúp giảm chất ô nhiễm hóa học và mức độ độc hại đến ngưỡng cho phép trước khi đưa nước thải thải ra ngoài môi trường.

Người ta không thể phủ nhận khả năng và hiệu quả oxy hóa của AOP khi nó dần trở thành kỹ thuật phổ biến trong xử lý bậc 3, trong đó các chất hữu cơ và vô cơ phải bị loại bỏ hoàn toàn. Hiện nay, quy trình AOP như xúc tác quang, fenton, ozone hóa được ứng dụng nhiều nhất đối với nước thải chứa nhiều toluen, xylen, phenol, axit axetic.

Tuy nhiên AOP vẫn chưa được sử dụng nhiều để xử lý môi trường, nhất là tại các nước đang phát triển. Nguyên nhân liên quan đến chi phí xử lý nước thải khá cao.