Tốc độ công nghiệp hoá, đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. Ở các thành phố lớn, đông dân, chất thải sinh hoạt cũng là một nguyên nhân quan trọng đang gây ô nhiễm môi trường nước. Đặc biệt, nền công nghiệp hóa ngày càng phát triển, song song là vấn đề ô nhiễm nước đang là vấn đề rất được quan tâm hiện nay. Ví dụ như ở các ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11, chỉ số nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD) và nhu cầu ôxy hoá học (COD) có thể lên đến 700 mg/1 và 2500 mg/1, hàm lượng chất rắn lơ lửng... cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép. Đặc biệt, nếu tách riêng dòng kiềm lưu huỳnh tại các nhà máy giấy, chúng có thể chứa hàm lượng S2- lên đến 400 ppm. Nếu so sánh với TCVN thì nồng độ này cao hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn cho phép thải ra môi trường.

Chính vì vậy, cần phải có biện pháp xử lý để giảm tính độc của S2- nói trên. Một trong những biện pháp được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả trong xử lý S2- là chuyển chúng về dạng ít độc hơn bằng phương pháp oxy hóa pha lỏng bằng oxy. Trong quá trình này, việc nghiên cứu sử dụng chất xúc tác có thể chuyển hóa được hoàn toàn và nhanh hơn là biện pháp tối ưu. Các kim loại và oxide kim loại chuyển tiếp đã được nghiên cứu và được ứng dụng trong nhiều quá trình như sắt là chất xúc tác cho quy trình Haber-Bosch, niken được dùng để hiđrô hóa anken, mangan dùng trong phản ứng catalaza, molypden được dùng để hydro hóa CO2…

Tuy có rất nhiều ứng dụng như vậy nhưng lại chưa có một nghiên cứu nào dùng các oxide kim loại chuyển tiếp để xử lý nguồn nước thải chứa lưu huỳnh, và đặc biệt khi sử dụng các oxide kim loại trên nếu không có biện pháp xử lý thỏa đáng thì sẽ gây nên sự ô nhiễm thứ cấp từ chính những ion kim loại đó. Chính vì vậy, việc tìm ra chất xúc tác có hoạt tính cao từ những oxide kim loại chuyển tiếp trong xử lý nguồn nước thải chứa lưu huỳnh và tìm biện pháp không làm ô nhiễm thứ cấp là vấn đề mang tính cấp thiết cao. Do đó nhóm nghiên cứu do TS. Trần Thị Hằng, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì đã kiến nghị thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải chứa lưu huỳnh trong nhà máy sản xuất giấy sử dụng hệ xúc tác oxide kim loại chuyển tiếp cố định trên nền polyme” nhằm chế tạo hệ xúc tác oxide kim loại chuyển tiếp cố định trên nền polyme để xử lý nước thải chứa lưu huỳnh trong nhà máy sản xuất giấy; Đề xuất được công nghệ xử lý nước thải chứa lưu huỳnh trong nhà máy sản xuất giấy sử dụng hệ xúc tác oxide kim loại chuyển tiếp cố định trên nền polyme; Góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ hệ sinh thái, sức khỏe con người.

Trong 1 năm nghiên cứu (tháng 1 đến tháng 12 năm 2018), nhóm đề tài thu đã đạt được mục tiêu đề ra, cụ thể:

- Đã xây dựng được quy trình công nghệ chế tạo hệ xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp cố định trên nền polyme;

- Đã chế tạo được 10 hệ xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp cố định trên nền polyme;

- Tính chất của xúc tác như sau: Tuổi thọ: > 1.000 giờ; Độ giãn dài: 789,9 %; Độ bền kéo: 17,5 MPa; Hiệu suất xử lý hợp chất sulfur: gần 100%; Thời gian xử lý: 2,5 giờ.

- Đã xây dựng được quy trình xử lý nước thải chứa lưu huỳnh sử dụng hệ xúc tác composite với các thông số phù hợp;

Nhóm nghiên cứu đề tài kính đề nghị cho phép triển khai với quy mô lớn hơn dưới dạng pilot, dự án và mở rộng phạm vi nghiên cứu với một số loại nước thải chứa lưu huỳnh của các ngành công nghiệp khác.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15567/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)