Xử lý nước thải ngành mạ bằng màng lọc thẩm thấu

Nước thải ngành mạ phát sinh trong quá trình sản xuất các linh kiện ô-tô, đồ điện tử, sản phẩm cơ khí... là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và nhiều bệnh nguy hiểm.

Cán bộ Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) kiểm tra kết quả mẫu nước mạ sau khi xử lý bằng công nghệ màng lọc thẩm thấu thuận hiệu năng cao. (Ảnh: Thảo Thanh)
Cán bộ Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) kiểm tra kết quả mẫu nước mạ sau khi xử lý bằng công nghệ màng lọc thẩm thấu thuận hiệu năng cao. (Ảnh: Thảo Thanh)

Để hạn chế, các nhà khoa học Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu thành công màng mỏng thẩm thấu thuận (FO) hiệu năng cao giúp loại bỏ kim loại nặng như asen, chì… khỏi nước thải mạ điện.

Hiện nay, trong quá trình mạ điện các sản phẩm thường phát sinh nước thải có chứa hàm lượng lớn các kim loại độc hại như asen, chì, niken cùng các hóa chất như xyanua, sunfat... Những chất này nếu không được xử lý kịp thời sẽ là nguồn gây ô nhiễm môi trường và các bệnh về tiêu hóa, tim mạch, hô hấp, da liễu, ung thư…

Mặc dù các công nghệ xử lý nước thải ngành mạ rất phong phú, đa dạng và đổi mới từng ngày nhưng vẫn tồn tại những hạn chế khiến môi trường nước ngày càng ô nhiễm. Một số đơn vị đã áp dụng các giải pháp công nghệ như trao đổi ion, kết tủa hóa học, hấp phụ hay lọc nano. Tuy nhiên, hạn chế của những giải pháp này là chi phí đầu tư và xử lý tốn kém, phát sinh bùn thải đạt hiệu quả thấp khi xử lý nước thải ô nhiễm nặng.

Trước tình trạng này, Thạc sĩ Lê Xuân Thanh Thảo, Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường (Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam) và nhóm tác giả đã nỗ lực thực hiện thành công đề tài khoa học “Chế tạo màng mỏng thẩm thấu thuận hiệu năng cao và ứng dụng trong loại bỏ kim loại nặng nước thải ngành mạ” (Mã số: VAST07.02/23-24). Đây cũng là bước tiến quan trọng trong việc ứng dụng công nghệ màng thân thiện môi trường nhằm giải quyết bài toán ô nhiễm nước thải công nghiệp tại Việt Nam.

Thẩm thấu thuận (FO) là công nghệ màng sử dụng sự chênh lệch áp suất thẩm thấu nhằm thúc đẩy quá trình vận chuyển nước từ phía áp suất thẩm thấu thấp sang phía áp suất thẩm thấu cao hơn.

Tương tự như công nghệ màng RO, FO sử dụng màng mỏng thẩm thấu có kích thước lỗ nhỏ chỉ từ 0.37 đến 0.47nm, phù hợp để loại bỏ các ion kim loại trong nước thải. Tuy nhiên, khác với RO, FO sử dụng cơ chế thẩm thấu tự nhiên, không có áp suất thủy lực, vì thế có thể hạn chế việc bám bẩn, tiết kiệm năng lượng và cơ chế vận hành tối giản hơn.

Cùng với các ưu điểm nêu trên thì khi sử dụng màng FO để xử lý nước thải sau quá trình mạ thường xuất hiện những hạn chế như dòng nước thẩm thấu còn thấp, có hiện tượng phân cực nồng độ…

Để khắc phục tình trạng này, đồng thời nâng cao hiệu suất màng thẩm thấu thuận, nhóm nghiên cứu đã tích hợp thành công vật liệu ưa nước dextran với màng FO. Đây là loại vật liệu có tính ưa nước cao, giúp tăng độ xốp và khả năng thấm ướt của màng FO khi thêm vào lớp đế màng polyethersulfone (PES).

So với những nghiên cứu trước đây, phương pháp sử dụng dextran không chỉ an toàn sinh học mà còn mở ra hướng nghiên cứu về công nghệ màng hiệu năng cao với chi phí hợp lý. Dextran được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và hóa chất do tính ổn định, an toàn, tính ưa nước và khả năng tạo gel.

Theo Thạc sĩ Thảo, quá trình nghiên cứu cho thấy, việc tích hợp màng FO với dextran sẽ giúp màng FO khắc phục được hiệu ứng phân cực nồng độ trong. Đây là một trong những hạn chế lớn nhất của các hệ màng truyền thống. Hơn nữa, lớp đế màng chứa 5% dextran giúp tăng gấp đôi tốc độ thẩm thấu nước so với màng mỏng tổng hợp (TFC) thương mại, đồng thời vẫn giữ được khả năng ngăn muối và ion kim loại nặng hiệu quả. Kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm khi sử dụng màng lọc FO tích hợp dextran để xử lý nước thải ngành mạ đạt hiệu suất loại bỏ trên 97% đối với các kim loại như As, Pb, Ni…

Khác với nhiều nghiên cứu trước đây tập trung chủ yếu vào cấu trúc màng, trong đề tài nghiên cứu nêu trên, các nhà khoa học tập trung khai thác sâu mối quan hệ giữa cấu trúc - tính chất - hiệu năng. Hơn nữa, việc cải tiến đặc điểm cấu trúc của màng lọc FO nhằm giảm tối đa những hạn chế vốn có là một giải pháp hữu hiệu góp phần xử lý nước thải ngành xi mạ. Những điều đó cung cấp hướng tiếp cận mang tính hệ thống và thực tiễn cao cho các ứng dụng xử lý nước.

Kết quả nghiên cứu đề tài đã được công bố trên tạp chí quốc tế thuộc danh mục SCIE (Q2) và tạp chí khoa học trong nước; hỗ trợ đào tạo được một thạc sĩ chuyên ngành khoa học môi trường. Đặc biệt, ở cả hai bài báo đăng tải trên hai tạp chí đó đều chứng minh việc bổ sung dextran giúp bảo đảm tính hiệu quả, sự ổn định của màng lọc FO, đồng thời loại bỏ được As, chất gây ung thư có trong nước thải mạ và nước ngầm. Các sản phẩm cụ thể là quy trình chế tạo màng lọc thẩm thấu thuận hiệu năng cao; màng lọc thẩm thấu thuận FO.

Có thể bạn quan tâm

Thiết bị flycam đang thực hiện chuyến bay tuần tra trên không, giúp lực lượng chức năng luồn lách và giám sát chặt chẽ các mảng rừng tràm có mật độ cây dày đặc.

Cà Mau ứng dụng công nghệ tham gia canh lửa mùa khô

Thay vì chỉ dựa vào sức người tuần tra như phương thức truyền thống, Cà Mau đã chủ động thiết lập một mạng lưới giám sát hiện đại với sự kết hợp giữa hệ thống camera (mắt thần) và thiết bị bay không người lái (flycam) tích hợp cảm biến nhiệt.

Việc điều chỉnh ranh giới, diện tích Khu bảo tồn biển Lý Sơn phù hợp với định hướng phát triển kinh tế-xã hội, quốc phòng, an ninh của đặc khu Lý Sơn; duy trì, bảo vệ tài nguyên biển, đa dạng sinh học, nơi cư trú, sinh sản của các loài sinh vật biển và bảo vệ môi trường.

Điều chỉnh ranh giới, diện tích Khu bảo tồn biển Lý Sơn

Khu bảo tồn biển Lý Sơn (Quảng Ngãi) sau khi điều chỉnh có tổng diện tích 8.100ha, gồm 3 phân khu chức năng, bảo đảm phù hợp định hướng phát triển kinh tế-xã hội, quốc phòng, an ninh của đặc khu Lý Sơn; duy trì, bảo vệ tài nguyên biển, đa dạng sinh học, nơi cư trú, sinh sản của các loài sinh vật biển và bảo vệ môi trường.

[Video] Sông Vàm Cỏ Đông bị ô nhiễm nghiêm trọng

[Video] Sông Vàm Cỏ Đông bị ô nhiễm nghiêm trọng

Người dân tại 2 xã Long Thuận và Bến Cầu, tỉnh Tây Ninh đang sống trong lo lắng bởi nước trên đoạn sông Vàm Cỏ Đông và nhiều tuyến kênh nội đồng bất ngờ chuyển sang màu đen, bốc mùi hôi nồng nặc. Nhiều khu vực còn xuất hiện tình trạng cá chết, ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của người dân địa phương.

Phó Cục trưởng Cục Quản lý đê điều và Phòng, chống thiên tai Nguyễn Văn Tiến phát biểu tại lớp tập huấn.

Tích hợp kiến thức phòng, chống thiên tai, thích ứng biến đổi khí hậu vào học đường

Giáo dục được xem là giải pháp bền vững và hiệu quả trong công tác phòng, chống thiên tai. Việc lồng ghép nội dung giáo dục phòng, chống thiên tai và biến đổi khí hậu vào các môn học sẽ giúp học sinh hình thành kỹ năng ứng phó, nâng cao ý thức bảo vệ bản thân, gia đình và cộng đồng trước các rủi ro thiên tai.

Nhà máy xay xát bơm trấu xuống ghe không che chắn khiến bụi bay vào nhà dân.

Sớm giải quyết dứt điểm tình trạng ô nhiễm bụi cám ở các nhà máy xay xát

Hiện nay, hàng trăm hộ dân sinh sống dọc tuyến kênh Thốt Nốt, thuộc địa bàn xã Cờ Đỏ, thành phố Cần Thơ đang phải gánh chịu tình trạng ô nhiễm bụi cám và tiếng ồn nghiêm trọng từ các nhà máy xay xát lúa gạo. Tình trạng này đã kéo dài nhiều năm và chính quyền địa phương đã vào cuộc, nhưng giải pháp xử lý vẫn chưa triệt để.

Lực lượng kiểm lâm thuộc Ban Quản lý rừng phòng hộ Krông Pha (xã Lâm Sơn, tỉnh Khánh Hòa) cùng các tổ bảo vệ rừng đi kiểm tra các vùng rừng khộp do đơn vị quản lý đang có nguy cơ cháy cao trong mùa khô. (Ảnh: NGUYỄN TRUNG)

Khánh Hòa phòng, chống cháy rừng mùa khô

Nắng tháng 5 như đổ lửa lên nhiều khu rừng ở phía nam tỉnh Khánh Hòa. Từng lớp thực bì của những cánh rừng khộp mùa thay lá đang khô giòn dưới cơn gió nóng rát… tạo nên một “kho chứa nhiên liệu ngầm” khổng lồ, chỉ chờ một tia lửa nhỏ cũng có thể bùng phát thành hỏa hoạn.

Rác thải tồn động, ùn ứ tại cụm công nghiệp Thạch Kim (Lộc Hà).

Sớm xử lý dứt điểm tình trạng rác thải tồn đọng

Từ nhiều tháng nay, hàng trăm tấn rác thải sinh hoạt ở Hà Tĩnh đang bị ùn ứ, gây ô nhiễm môi trường, tác động xấu đến sức khỏe của người dân. Tỉnh Hà Tĩnh cần có giải pháp căn cơ, nỗ lực tháo gỡ vướng mắc, triển khai công nghệ hiện đại, phân loại rác tại nguồn, đẩy nhanh tiến độ các công trình xử lý rác thải sinh hoạt.