Doanh nghiệp Đức thương mại hóa công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm

Các doanh nghiệp dệt may đều cần phải xử lý nước thải nhuộm, vốn có độ ô nhiễm rất cao với chỉ số COD (nhu cầu oxi hóa học - dùng để đo khối lượng các hợp chất hữu cơ trong nước) và độ màu cao gấp hàng chục lần so với tiêu chuẩn thải cho phép, chứa nhiều hợp chất hữu cơ mang màu, có cấu trúc bền, khó phân hủy sinh học và có độc tính cao đối với người và động, thực vật.

Khó khăn lớn nhất trong việc xử lý nước thải dệt nhuộm là thành phần trong nước thải rất đa dạng, chứa rất nhiều loại hóa chất với các đặc tính khác nhau - mỗi chất yêu cầu có cách xử lý riêng, trong khi ở các các doanh nghiệp dệt may, nước thải luôn được tập hợp lại một bể chung nên rất khó xử lý triệt để hoặc việc xử lý phải trải qua nhiều công đoạn tốn kém và phức tạp.

Để góp phần giải quyết vấn đề này, năm 2015, PGS.TS. Nguyễn Minh Tân, Viện trưởng Viện Nghiên cứu và Phát triển ứng dụng các hợp chất thiên nhiên (INAPRO), Đại học Bách khoa Hà Nội đã cùng với các cộng sự ở Đại học Tổng hợp kỹ thuật Dresden và công ty UMEX GmbH Dresden (Đức) phát triển công nghệ nano TiO2 có khả năng xử lý cùng một lúc các chất hữu cơ trong nước thải dệt nhuộm thông qua đề tài “Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng cách oxi hóa dùng vật liệu nano TiO2 làm xúc tác quang học” theo Nghị định thư giữa Việt Nam và Đức.

TiO2 - một oxit titan tự nhiên thường được sử dụng dưới dạng bột màu trắng, thường có trong sơn, thuốc đánh răng, mỹ phẩm... TiO2 ở kích cỡ nanomet - nano TiO2 sẽ trở thành xúc tác oxi hóa rất mạnh dưới ánh sáng Mặt trời (nhờ tác dụng của tia cực tím - UV), có thể phân hủy được hầu hết các hợp chất hữu cơ, khí thải độc hại, vi khuẩn, rêu mốc bám trên bề mặt vật liệu. Khi đưa nano TiO2 vào nước thải và chiếu tia cực tím lên, TiO2 sẽ bị hoạt hóa, tạo ra gốc tự do có vai trò như một ‘viên đạn’ bắn vào các mạch liên kết của các chất hữu cơ trong nước thải. Ưu điểm của phương pháp này là có thể xử lý được nhiều chất hữu cơ trong nước thải cùng một lúc thay vì phải xử lý riêng biệt từng đối tượng.

Với kinh nghiệm nghiên cứu về các quá trình màng, PGS.TS. Nguyễn Minh Tân và các cộng sự chị đã đưa ra phương pháp phủ nano TiO2 lên vải, sau đó lót vào trong một thiết bị dạng ống và chiếu đèn cực tím ở giữa. Nhờ đó, ánh sáng từ đèn cực tím sẽ chiếu đều tới các hạt nano TiO2 trên vải, sau khi hết tác dụng chỉ cần thay vải mới chứ không phải lọc lại.

Tưởng chừng đơn giản nhưng giải pháp này lại bao hàm rất nhiều bí quyết công nghệ khác nhau: từ việc làm thế nào để hạt nano TiO2 gắn chặt được vào vải và sắp xếp như thế nào để đạt hiệu quả cao cho tới cách tích hợp công cụ này vào hệ thống xử lý nước thải sẵn có ở các nhà máy dệt nhuộm,...

Sau hơn hai năm miệt mài, PGS.TS. Nguyễn Minh Tân và nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công mô hình ứng dụng nano TiO2 để xử lý nước thải dệt nhuộm với công suất 5m3 nước/giờ - quy mô mà chưa nơi nào trên thế giới làm được. Định hướng thương mại hóa của giải pháp này đã được đảm bảo ngay từ ban đầu với sự tham gia của công ty UMEX GmbH Dresden (Đức) - một đối tác trong dự án.