Quy trình tái chế biến nước thải thành "kho báu"

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford đang phát triển một quy trình xử lý nước thải kỵ khí để tạo ra nước sạch và tài nguyên giá trị.

Trong một thế giới mà cứ bốn người thì có một người không được tiếp cận với nước sạch, phần lớn trong đó sống ở vùng nghèo đói, các nhà khoa học đang không ngừng tìm kiếm giải pháp mới để có thể bổ sung nguồn cung cấp nước cho nhân loại.

Một cơ chế được gọi là lọc kỵ khí nhận được nhiều sự quan tâm vì nó sử dụng rất ít năng lượng để chuyển nước thải thành dạng có thể tiêu thụ được, nhưng có một vấn đề: trong khi làm sạch nước, quá trình lọc kỵ khí có xu hướng tạo ra các sản phẩm phụ nguy hiểm liên quan đến sulfide (một ion vô cơ của lưu huỳnh). Đây là những chất cực kỳ có hại cho sức khỏe của con người và cho môi trường.

Theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC), hít phải hydrogen sulfide có thể dẫn đến các triệu chứng như khó thở, run, kích ứng mắt và da, mất ý thức và thậm chí gây tử vong ở nồng độ cao. Điều đó có nghĩa là công nhân tại các nhà máy xử lý nước thải phải đối mặt với nhiều rủi ro về sức khỏe.

Xử lý nước thải kỵ khí cần ít năng lượng nhưng thường tạo ra sản phẩm phụ nguy hiểm. (Ảnh: CNET)

Để giải quyết tình thế cấp bách này, trong một bài báo được xuất bản hôm 2/3 trên tạp chí ES&T Engineering, các nhà nghiên cứu từ Đại học Stanford của Mỹ đã tiết lộ một quy trình xử lý kỵ khí mới, không chỉ biến sulfide độc hại trong nước thải thành hợp chất an toàn mà còn tạo ra các nguồn tài nguyên có giá trị cao cho sản xuất công nghệ và nông nghiệp.

Thông thường, các nhà khoa học cố gắng giải quyết vấn đề sulfide bằng cách sử dụng một số hóa chất nhất định để tách các dẫn xuất lưu huỳnh thành những thành phần không độc hại. Tuy nhiên, điều đó thường ăn mòn các đường ống của hệ thống lọc, làm giảm hiệu quả tổng thể của việc tạo nước sạch.

Trong phương pháp mới, nhóm nghiên cứu xử lý sulfide bằng cách sử dụng một kỹ thuật được gọi là oxy hóa lưu huỳnh điện hóa. "Quy trình mà chúng tôi đang thực hiện là chuyển đổi các sulfide trong nước thải thành những thứ có giá trị hơn, ví dụ như axit sulfuric, có thể sử dụng trong nhiều quy trình sản xuất hoặc làm phân bón", tác giả chính Xiaohan Shao, nghiên cứu sinh tiến sĩ ngành kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học Stanford, mô tả.

Về cơ bản, hệ thống điện hóa này cung cấp cho các nhà nghiên cứu tùy chọn để biến đổi sulfide thành các dẫn xuất lưu huỳnh khác, do đó loại bỏ hoàn toàn hóa chất nguy hiểm khỏi quá trình lọc kỵ khí. Theo nhóm nghiên cứu, quy trình này đòi hỏi rất ít năng lượng và có thể được vận hành hoàn toàn bằng các nguồn tái tạo, cho phép áp dụng cho toàn bộ thành phố.

"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", Shao nói thêm. "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".

• Nhiếp ảnh gia ghi lại cảnh cá mập voi lao thẳng vào khối cầu cá
• Phát hiện làn sóng xung kích lớn gấp 60 lần Dải Ngân hà
• Làm thế nào để bộ não hình thành một thói quen mới?