So sánh nước thải trước (trái) và sau (phải) xử lý bức xạ chùm tia điện tử

Cơ sở xử lý chất thải được vận hành tại nhà máy dệt Guanhua, nơi nhập khẩu sợi chỉ len lớn nhất thế giới ở miền nam Trung Quốc. Nhà máy sử dụng công nghệ chùm tia điện tử để xử lý nước bị ô nhiễm bởi dư lượng thuốc nhuộm công nghiệp, một dạng chất rất khó phân hủy bằng vi khuẩn hoặc hóa chất. Bằng cách sử dụng công nghệ chùm tia điện tử, các phân tử dài và phức tạp trong nước thải có thể bị phân hủy và có thể tái sử dụng nước sau xử lý.

Ngành công nghiệp dệt ở Trung Quốc với sản lượng lớn nhất thế giới hiện vẫn đang sử dụng hóa chất để xử lý nước thải. Tuy nhiên, với các chính sách tăng cường bảo vệ môi trường, Trung Quốc đang chuyển sang sử dụng công nghệ chùm tia điện tử, phương pháp xử lý nước thải thân thiện với môi trường và có hiệu quả cao.

Ông Bum Soo Han, chuyên gia về hóa phóng xạ của IAEA cho biết: “Thông thường nước thải như vậy sẽ được xử lý thông qua các quá trình hóa học, tạo ra chất thải thứ cấp”. “Xử lý bằng chùm tia điện tử là một phương pháp xử lý nước thải thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí vì tiết kiệm được thời gian, chi phí xử lý hóa chất và không có chất thải thứ cấp phát sinh.”

Từ một dự án hợp tác kỹ thuật của IAEA vào năm 2012, các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển chương trình xử lý nước thải bằng chùm tia điện tử. Sự hỗ trợ của IAEA bao gồm việc cấp học bổng đào tạo tại các cơ sở ở các quốc gia khác, khóa đào tạo ở phạm vi quốc gia và tư vấn trực tiếp từ các chuyên gia, đưa ra hướng dẫn về phát triển dự án.

Ông Shijun He, Giáo sư tại Viện Công nghệ Hạt nhân và Năng lượng Mới (INET) tại Đại học Thanh Hoa cho biết: “Tôi đã được nhận một học bổng đào tạo tại Hungary vào năm 2013 thông qua sự hỗ trợ của IAEA”. “Làm việc trong phòng thí nghiệm quốc tế và tham gia các khóa đào tạo liên quan trực tiếp đến công việc hiện tại mà chúng tôi đang làm.”

Kỹ thuật viên giám sát việc xử lý nước thải bằng chùm tia điện tử tại Nhà máy Dệt Guanhua.

Năm 2017, Trung Quốc đã xây dựng một cơ sở thí điểm ở thành phố Kim Hoa (cách Thượng Hải 300 km về phía tây nam) với công suất xử lý 1,5 triệu lít nước thải mỗi ngày từ một nhà máy dệt gần đó. Hai năm sau khi khởi động dự án thí điểm đó, cơ sở xử lý nước thải thương mại tại Nhà máy Dệt Guanhua chính thức khởi công xây dựng. Cơ sở xử lý này được xây dựng bởi Công ty Phát triển Công nghệ Hạt nhân CGN (CGNNT - Công ty thành viên của Tổng Công ty Điện hạt nhân Trung Quốc).

Nhà máy nước thải mới xử lý hơn 30 triệu lít nước thải mỗi ngày thông qua hoạt động của bảy máy gia tốc điện tử. Dongming Hu, Tổng giám đốc CGNNT cho biết: “Hơn 70% lượng nước thải qua hệ thống này có thể được tái sử dụng trong nhà máy, tăng 50% so với tỷ lệ tái sử dụng trước đây. Điều này có nghĩa là giảm lượng nước trực tiếp lấy từ sông gần đó để phục vụ hoạt động của nhà máy, tiết kiệm 4,5 tỷ lít nước mỗi năm”.

Thành công của Dự án đã được chia sẻ rộng rãi với các ngành công nghiệp khác ở Trung Quốc nhằm triển khai công nghệ xử lý lượng nước thải ngày càng cao do sự gia tăng dân số và phát triển công nghiệp, nông nghiệp. Ông Shijun He cho biết thêm: “Chúng tôi có lượng nước thải cao ở Trung Quốc và rất khó để xử lý lượng nước thải này bằng các công nghệ thông thường. Nhưng với công nghệ chùm tia điện tử, chúng tôi có thể cải thiện đáng kể tỷ lệ tái chế nước thải”. Các dự án thí điểm khác đang được tiến hành ở các tỉnh Tân Cương, Hồ Bắc và Quảng Tây. “Chúng tôi đang nghiên cứu triển khai công nghệ chùm tia điện tử trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau ở Trung Quốc”.

Ngành công nghiệp dệt tiêu thụ lượng lớn nước và hóa chất, chẳng hạn như thuốc nhuộm, tinh bột, axit, muối và chất tẩy rửa, thải ra trong quá trình sản xuất. Ông BumSoo Han cho biết: “Các kỹ thuật bức xạ sử dụng công nghệ chùm tia điện tử có thể phân hủy một lượng lớn các chất gây ô nhiễm trong nước thải và loại bỏ các chất ô nhiễm phức tạp này”. Trong quy trình xử lý này, một máy gia tốc điện tử tạo ra một chùm điện tử có khả năng ion hóa các phân tử nước, do đó tạo ra các gốc hoạt động phản ứng với các chất ô nhiễm hữu cơ có hại trong nước thải. Các chất bẩn này sau đó sẽ phân hủy và trở thành các dạng hóa học đơn giản hơn và dễ xử lý hơn thông qua các phương pháp truyền thống.

Ông Gashaw Wolde, quản lý các dự án hợp tác kỹ thuật của IAEA với Trung Quốc cho biết: “Dự án này là một ví dụ ấn tượng về sự hỗ trợ tuy nhỏ mang tính gieo mầm từ các Chương trình Phối hợp Nghiên cứu và Hợp tác Kỹ thuật của IAEA nhưng góp phần kích thích sự xuất hiện một ngành công nghiệp bền vững ở một quốc gia”. “Kết quả là các quy trình công nghiệp sạch hơn, hiệu quả hơn, rõ ràng có tác động đến kinh tế xã hội ở quy mô quốc gia”.

Bảy máy gia tốc điện tử đang vận hành để xử lý nước thải in và nhuộm tại Nhà máy Dệt Guanhua.

Chu Minh Dương

Phòng Quản lý KH&CN hạt nhân (biên dịch)