SV Bách khoa dùng oxide graphene biến chất thải dệt nhuộm thành khí và nước

Theo đó, oxide graphene được dùng để thay thế quy trình “keo tụ tạo bông” vốn sử dụng hóa chất và tạo ra chất thải rắn tại các cơ sở dệt nhuộm tại TP.HCM.

Theo đó, oxide graphene được dùng để thay thế quy trình “keo tụ tạo bông” vốn sử dụng hóa chất và tạo ra chất thải rắn tại các cơ sở dệt nhuộm tại TP.HCM.

Oxide graphene có khả năng tự hấp thụ các chất màu trên bề mặt vật liệu và chỉ thải ra khí carbonic (CO²) và nước (H₂O) nên rất thân thiện với môi trường.

BA CON HẺM GẦN NHAU CHỨA TỚI 30 CƠ SỞ DỆT NHUỘM

Đại diện nhóm nghiên cứu, Phùng Ngọc Bảo Long, SV K2018 chương trình Chất lượng cao, ngành Kỹ thuật Hóa học (Trường ĐH Bách khoa), cho biết dệt nhuộm là ngành công nghiệp gây nhiều ô nhiễm nhất cho môi trường – chỉ đứng sau ngành nông nghiệp. Nước thải từ hoạt động dệt nhuộm có chứa nhiều chất hữu cơ độc hại, có thể gây bệnh ung thư, các bệnh lý về nội tạng, thậm chí là cách bệnh về não bộ của con người.

Phùng Ngọc Bảo Long và hộp đựng mẫu oxide graphene dạng bột do nhóm nghiên cứu tổng hợp thành. – Hình: HÀ THẾ AN

Long chia sẻ, khảo sát gần đây của một tờ báo nước ngoài cho thấy có tới 80% các cơ sở dệt nhuộm tại Việt Nam vi phạm một hoặc nhiều các quy định về môi trường. Nhiều cơ sở dệt nhuộm thậm chí còn không có hệ thống xử lý chất thải. Cơ sở có hệ thống xử lý chất thải lại sử dụng quy trình “keo tụ tạo bông” tạo ra các loại bùn thải, khi đưa ra môi trường thì vẫn không đảm bảo an toàn.

Không dừng lại ở lý thuyết suông, nhóm đã tiến hành trực tiếp khảo sát tại các điểm đen môi trường tại TP.HCM, nơi có sự hiện diện hàng chục cơ sở dệt nhuộm. Nhóm đã đến khu vực Kênh Tham Lương (Q.12, TP.HCM) và ghi nhận được chỉ trong ba con hẻm (mỗi hẻm cách nhau 50 mét) có tới gần 30 cơ sở dệt nhuộm.

“Nước thải dệt nhuộm đổ xuống kênh làm dòng nước đen ngòm. Nhóm đã phỏng vấn nhiều người dân và họ tỏ ra rất bức xúc vì nhiều năm phải chịu mùi hôi, ảnh hưởng đến cuộc sống và sinh hoạt.” – Long kể lại.

Nhóm cho rằng, hiện nay đa số các cơ sở dệt nhuộm tại TP.HCM ở quy mô vừa và nhỏ, nên các chủ cơ sở không có điều kiện để đầu tư công nghệ trong việc xử lý chất thải. Cơ sở có xử lý chất thải lại sử dụng công nghệ “keo tụ tạo bông” tạo ra bùn thải. Vì thế, nhóm đã đưa ra ý tưởng xây dựng quy trình công nghệ với giá thành rẻ và thân thiện với môi trường.

BIẾN CHẤT THẢI THÀNH KHÍ CARBONIC VÀ NƯỚC

Sau nhiều tháng làm việc tại Phòng Thí nghiệm trọng điểm ĐHQG Công nghệ hóa học & Dầu khí (CEPP), Long và các thành viên nhóm nghiên cứu đã đề xuất sử dụng một dạng oxide graphene (tổng hợp tử graphene) kết hợp với một số vật liệu vô cơ nhằm thay thế quy trình “keo tụ tạo bông” tại các cơ sở dệt nhuộm.

Oxide graphene khi được sử dụng có thể hấp thụ các chất màu trên bề mặt vật liệu và chỉ thải ra khí carbonic (CO²) và nước (H₂O) .

Dự án này đã xuất sắc đoạt giải Nhất cuộc thi Bách Khoa Innovation 2019. – Hình: OISP

Lê Minh Duy, thành viên nhóm, cho biết nhóm đã thực nghiệm tính hiệu quả của oxide graphene bằng việc thí nghiệm sử dụng một ống cao có chứa nước thải chất màu dệt nhuộm. Sau đó nhóm đưa oxide graphene (dạng bột) vào nước thải để xảy ra phản ứng hóa học, đồng thời chiếu tia UV nhằm tối ưu hóa quá trình này. Kết quả nhóm thu được lượng khí CO² và nước cùng một số ít chất khác. Lượng khí CO² này sẽ được thu lại để tái sử dụng làm nguyên liệu sản xuất trong một số ngành công nghiệp.

Từ đó, nhóm đưa ra kết luận, việc sử dụng oxide graphene trong xử lý chất thải tại các cơ sở dệt nhuộm có hiệu suất 96% so với 86% của quá trình keo tụ tạo bông. Ngoài ra, công nghệ mới không tốn diện tích đất (làm bể), cắt giảm nhiều công đoạn xử lý nước thải…

“Mặc dù chi phí cho công nghệ xử dụng oxide graphene cao hơn nhưng vì hiệu suất tối ưu hơn, ít tốn diện tích, thân thiện với môi trường hơn, cắt giảm nhiều công đoạn nên có thể nói công nghệ của nhóm nghiên cứu có thể giảm 50% chi phí so với phương pháp cũ.” – Duy chia sẻ.

Hiện tại, nhóm đang tiếp tục hoàn thiện công nghệ này và sẽ đăng ký bằng độc quyền sáng chế. Theo nhóm, trong tương lai sẽ tiến hành thực nghiệm trực tiếp tại các cơ sở dệt nhuộm để đánh giá chính xác nhất tính hiệu quả, bền vững của dự án.

Sản phẩm oxide graphene của nhóm đã xuất sắc giành giải Nhất cuộc thi Bách Khoa Innovation 2019 do Trường ĐH Bách khoa (ĐHQG-HCM) tổ chức vào tháng Sáu vừa qua. Bốn sinh viên thực hiện đề tài là: Phùng Ngọc Bảo Long, Lê Minh Duy, Nguyễn Nhật Minh, Đường Châu Uyên Nhi – đều là SV chương trình Chất lượng cao, ngành Kỹ thuật Hóa học và Công nghệ Thực phẩm của trường.

Video clip ghi lại quá trình nghiên cứu sản phẩm của nhóm. – Clip: nanoC.A.T

HÀ THẾ AN (Khám phá)