Ứng dụng nano sắt trong xử lý nước thải

Tại các quốc gia đang phát triển và cả Việt Nam, có đến 70% nước thải công nghiệp chưa được xử lý mà xả vào nguồn nước và gây ô nhiễm nguồn nước. Điều này gây ra các tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người.

Thực tế cho thấy, phương pháp xử lý nước thải công nghiệp hiện nay khá nhiều nhưng trong số đó rất ít những công nghệ đáp ứng đầy đủ yêu cầu đúng theo tiêu chuẩn xử lý nước thải theo quy chuẩn kỹ thuật.

Khi mà quy trình xử lý nước thải chế biến khoáng sản tốn nhiều hóa chất và quy trình vận hành phức tạp, chi phí cao thì việc định hình và thay đổi công nghệ theo mô hình mới xử lý triệt để chất ô nhiễm, giảm chi phí xử lý nước thải là điều kiện cần thiết nhất hiện nay.

Đặc tính công nghệ nano sắt trong xử lý nước thải

Hiện nay hầu hết các công nghệ xử lý đều sử dụng công nghệ hóa lý, vi sinh vật thì ứng dụng nano sắt trong xử lý môi trường nước cũng mang lại nhiều ưu điểm vượt trội. Qua đó, vật liệu nano có thể xử lý triệt để mọi loại chất độc hại, kim loại nặng, vòng thơm cùng khả năng khử mùi rất nhanh.

Nano sắt thực chất là một tổ hợp nano kim loại hóa trị 0, với thành phần chính là nano sắt cùng nhiều nano kim loại khác. Với những dây chuyền xử lý truyền thống phải xử lý sơ bộ trước khi vào giai đoạn xử lý chính thì công nghệ nano sắt lại khác, mọi loại nước thải với tải trọng ô nhiễm khác nhau có thể xử lý ngay. Với tính năng dừng/khởi động dây chuyền theo từng điều kiện thực tế của công nghệ này mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước. Vì thế nó khá phù hợp để xử lý nước thải khu công nghiệp chưa được lấp đầy với lượng nước thải chưa ổn định.

Đặc tính của các loại nano sắt thường có tính oxy hóa mạnh, chúng có thể oxy hóa hoàn toàn chất độc hại, kim loại nặng thành những hợp chất đơn giản và không độc hại. Nước thải nhiễm hóa chất, kim loại nặng phát sinh từ dây chuyền sản xuất thép, chế biến thực phẩm, điện tử đều được xử lý hoàn toàn và đạt chuẩn cột A với chi phí tương đối.

Vì hạt sắt nano có kích thước micro nên chúng có tốc độ phản ứng nhanh vì diện tích bề mặt riêng và bề mặt hoạt động lớn. Ngoài ra, sắt nano tồn tại dạng lơ lửng nên chúng dễ dàng đi vào đất ô nhiễm, trầm tích và phân tử nước.

Một trong những rào cản lớn nhất khiến nano sắt ít áp dụng trong thực tế là do khả năng vận hành khó, chi phí cao mà áp dụng công nghệ nano trên phạm vi công nghiệp lại càng khó khăn vì điều kiện kỹ thuật và giá thành chưa hợp lý.

Vai trò của nano trong xử lý nước thải

Phân hủy hợp chất hữu cơ chứa clo

Sắt nano có thể khử các hợp chất hữu cơ chứa clo thành các hợp chất không độc như hydratcacbon, clo và nước. Để loại bỏ clo người ta trộn metanol với sắt có kích thước nano hoặc micro. Kết quả thí nghiệm cho thấy, sắt nano khử được clo trong hỗn hợp nước ở điều kiện thường.

Loại bỏ chất phóng xạ trong nước

Để xử lý nước thải nhiễm chất thải phóng xạ, sử dụng các sợi nano titanate làm chất hấp phụ loại bỏ các ion phóng xạ ra khỏi nguồn nước. Với đặc tính từ các nano cực tím và sợi nano hình thành nguyên liệu cao cấp loại bỏ ion phóng xạ cisium và iodine phóng xạ trong nước.

Loại bỏ các kim loại nặng

- Khử Asen

Thí nghiệm được thực nghiệm với hàm lượng sắt nano khác nhau để đánh giá sự hấp phụ Asen (III) ở nồng độ pH = 7 trên bề mặt lớp vật liệu. Kết quả thu được có đến 80% lượng Asen được hấp phụ trong khoảng thời gian 7 phút và gần 99% chúng bị hấp phụ sau 60 phút.

- Khử Pb và Cr

Để chứng minh nano sắt có thể xử lý nước thải khử kim loại nặng đạt hiệu quả cao, chúng có thể ổn định Cr(VI) và Pb(II), đồng thời khử Cr(VI), Cr(III) và Pb(II), Pb(0) và oxy hóa sắt thành geolit

Loại bỏ các chất ô nhiễm vô cơ

- Khử Selen

Ở nồng độ khác nhau, hiệu quả xử lý selen của sắt nano tăng khi tăng lượng vật liệu sử dụng. Chỉ trong 5h, 100% selen bị loại bỏ bởi sắt nano.

- Khử nitrat

Ở điều kiện thường, toàn bộ lượng nitrat sẽ được khử hoàn toàn khi chúng tiếp xúc với bột sắt.

Công nghệ này còn thích hợp để xử lý nước thải dệt nhuộm, nước thải xi mạ, nước thải thuốc bảo vệ thực vật,… Liên hệ ngay với chúng tôi theo Hotline 0938 857 768 để được tư vấn miễn phí nhé!