Các phương pháp thu hồi tài nguyên thứ cấp từ nước thải
Các phương pháp thu hồi tài nguyên thứ cấp từ nước thải
Việc tiêu thụ tài nguyên đã trở thành vấn đề được quan tâm trên toàn thế giới. Trong tình hình đó, khai thác các nguồn tái tạo từ phế liệu (nước thải công nghiệp) là nội dung được quan tâm nhiều hơn để giảm bớt gánh nặng tài nguyên.
Hiện nay, một số quy trình công nghệ thay thế khả thi đã được phát triển và sử dụng rộng rãi để thu hồi những kim loại khác nhau từ nước thải công nghiệp là nhiệt luyện, thủy luyện, điện luyện, thủy luyện sinh học và điện hóa sinh học.
Nhiệt luyện
Thu hồi kim loại bằng nhiệt luyện bao gồm xử lý nhiệt các chất thải chứa nhiều kim loại. Để thực hiện quá trình này, việc xử lý sơ bộ nước thải công nghiệp là rất cần thiết. Cụ thể, chất thải công nghiệp hay đúng hơn là bùn cần được tách ra khỏi nước thải phát sinh từ các ngành công nghiệp khác nhau. Quá trình này đảm bảo các thay đổi vật lý và hóa học giúp thu hồi kim loại. Nhiệt luyện bao gồm một số quy trình như nung, rang, nấu chảy và tinh chế. Các nguyên
Những vấn đề đặt ra khi tái sử dụng nước thải công nghiệp
Xử lý nước thải công nghiệp để tạo ra các nguồn tài nguyên có thể tái sử dụng đã trở thành một nhiệm vụ khó khăn do các phương án xử lý không hiệu quả, chi phí cao, cơ sở hạ tầng kém, thiếu hỗ trợ tài chính và bí quyết kỹ thuật. Hầu hết các phương pháp thông thường hiện có không mang lại lợi ích kinh tế cho các ngành công nghiệp và có những nhược điểm nhất định. Các khái niệm như nền kinh tế tuần hoàn (CE), phân vùng-giải phóng-thu hồi (PRR) và biến nước thải thành nguyên liệu cho nhà máy sinh học được dự đoán là những lựa chọn ưu việt hơn trong việc xử lý nước thải công nghiệp. Moitruongvadothi.vn gửi tới quý bạn đọc những nhận định liên quan đến vấn đề trên trong các bài viết dưới đây:
Bài 1: Thực trạng các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp
Bài 2: Các phương pháp thu hồi tài nguyên thứ cấp từ nước thải
Bài 3: Những công cụ triển vọng trong xử lý nước thải để đạt được các mục tiêu phát triển bền vững (SDG)
tố có thể được thu hồi bằng quá trình nhiệt luyện bao gồm Fe, Zn, Cu, Mn, Cr, Mo, Sn, Nb, Ti, Zr, Ta, v.v.. Quy trình này mất ít thời gian hơn nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng hơn. Ngoài ra, phát thải khí là một bất lợi của nhiệt luyện.
Thủy luyện
Thủy luyện bao gồm các phản ứng hóa học diễn ra trong dung môi nước và hữu cơ. So với nhiệt luyện, thủy luyện hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí, tiêu thụ ít năng lượng hơn với độ tinh khiết cao của kim loại và các chiến lược quản lý dễ dàng. Thủy luyện bao gồm lọc, chiết bằng dung môi, trao đổi ion, điện phân và kết tủa.
Điện luyện
Điện luyện cũng có thể được bao gồm trong thủy luyện vì nó sử dụng quá trình điện phân. Trong phương pháp này, một tế bào điện phân được sử dụng và thu được các dạng kim loại tinh khiết. Các quy trình khác nhau liên quan đến điện luyện là điện phân và tinh chế điện.
Lọc sinh học
Quá trình lọc sinh học đã nhận được sự quan tâm đáng kể nhờ các phương pháp hiệu quả về chi phí và thân thiện môi trường trong việc xử lý nước thải chứa các kim loại khác nhau ở nồng độ cao hơn. Quá trình lọc sinh học trong xử lý nước thải công nghiệp được biết đến nhiều bởi vi sinh vật, chẳng hạn như Acidithiobacillus ferroxidans và Acidithiobacillus thiooxidans. Các thông số quan trọng quyết định hiệu quả của quá trình lọc sinh học kim loại là vi sinh vật, nhiệt độ, pH, mật độ bột giấy, nồng độ liều lượng kim loại tối ưu và đặc điểm của các loại chất thải. Các vi khuẩn tham gia vào quá trình lọc sinh học kim loại thường được phân loại dựa trên phạm vi nhiệt độ, tức là vi khuẩn ưa ấm và vi khuẩn ưa nhiệt.
Thủy luyện kim sinh học. Trong phương pháp này, vi sinh vật được sử dụng trong môi trường nước để thu hồi kim loại. Các vi sinh vật có thể liên kết những ion kim loại trên bề mặt tế bào của chúng hoặc vận chuyển chúng vào bên trong tế bào để thực hiện các chức năng nội bào khác nhau. Loại tương tác này thu hồi kim loại từ hỗn hợp phức tạp. Quá trình lai giữa sinh học với thủy luyện này đã được coi là có hiệu quả về chi phí, tiêu thụ ít năng lượng hơn và thân thiện môi trường.
Điện hóa sinh học. Các hệ thống điện hóa sinh học (BES) được coi là một công nghệ thay thế sạch để thu hồi kim loại từ nước thải. Đây là công nghệ có thể đồng thời thu được dòng điện và hóa chất từ chất thải thông qua sự can thiệp của vi sinh vật. Trong pin điện hóa này, các vi sinh vật có mặt trên bề mặt điện cực và hoạt động như một tác nhân sinh học để thu hồi kim loại từ nước thải. Mặc dù quá trình này rất giống với quá trình điện luyện nhưng khác với các phản ứng cực dương của nó. Khi các phản ứng sinh hóa xảy ra trong BES làm tỏa nhiệt, tạo ra điện thì nó được gọi là pin nhiên liệu vi sinh (MFC) nhưng khi cần nguồn điện bên ngoài để điều khiển phản ứng thu nhiệt thì nó được gọi là pin điện phân vi sinh (MEC).
Nước thải được các vi sinh vật oxy hóa ở cực dương và tạo ra dòng điện tử về cực âm, và điện tử ở cực âm được sử dụng cho quá trình oxy hóa ion kim loại. Các kim loại bị khử có thể lắng đọng ở catốt, kết tủa hoặc tồn tại trong dung dịch ở dạng hòa tan. Đặc tính chính xác của cực âm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khử kim loại trong BES và làm cho quá trình thu hồi kim loại trở nên khả thi hơn và mở rộng phạm vi ứng dụng của BES.
CHUYÊN TRANG QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
Tạp chí Môi trường và Đô thị Việt Nam
Nguồn: Báo Môi Trường và Đô Thị