Nhu cầu xử lý chất thải y tế, bảo vệ môi trường bền vững là vấn đề đang thu hút được sự quan tâm của nhiều quốc gia trên thế giới, đặc biệt là những quốc gia đông dân, có số lượng lớn cơ sở y tế như Trung Quốc. Theo dữ liệu từ một thống kê chính thức cho thấy khối lượng chất thải từ các cơ sở y tế của Trung Quốc có xu hướng tăng và trong bối cảnh đại dịch Covid-19, lượng chất thải y tế lên đến khoảng 3.000 tấn mỗi ngày. Đối mặt với thách thức ngày càng gia tăng này, giải pháp được đưa ra đó là sử dụng những công nghệ tiên tiến vào trong quá trình xử lý thải và một trong số đó chính là công nghệ xử lý chất thải bằng bức xạ chùm tia điện tử (EB).

Kỹ sư điều khiển vận hành thiết bị tại cơ sở xử lý nước thải y tế sử dụng công nghệ máy gia tốc chùm tia điện tử (Ảnh: CAEA).

Tháng 5/2021, cơ sở xử lý nước thải y tế sử dụng công nghệ bức xạ chùm tia điện tử (EB) đã chính thức được đưa vào hoạt động tại thành phố Thập Yển thuộc tỉnh Hồ Bắc (Trung Quốc). Đây là cơ sở xử lý nước thải y tế sử dụng công nghệ EB đầu tiên ở Trung Quốc cũng như của khu vực Châu Á. Với quy mô thí điểm ban đầu ở mức 400 tấn nước thải mỗi ngày, hệ thống đã đáp ứng được hơn cả nhu cầu cần thiết của bệnh viện Tây Uyển khi mà trong cao điểm mùa dịch, khối lượng nước thải của bệnh viện lên đến khoảng 200 tấn/ngày. GS. Shijun He, Viện Công nghệ hạt nhân và Năng lượng mới (INET) thuộc Đại học Thanh Hoa (Trung Quốc) cho biết, với công nghệ EB, nước thải y tế được xử lý để phân hủy các chất gây ô nhiễm độc hại mà không cần đến những chất hóa học bổ sung, đồng thời không tạo ra các chất ô nhiễm thứ cấp như một số công nghệ xử lý truyền thống khác. Sự kiện quan trọng này là kết quả của chương trình nghiên cứu và hợp tác kỹ thuật về ứng dụng công nghệ EB giữa Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) và các đơn vị liên quan của Trung Quốc trong suốt một thập kỷ qua, trong đó IAEA đã đóng một vai trò quan trọng đối với việc đưa ứng dụng công nghệ EB vào xử lý chất thải ở Trung Quốc.

Từ năm 2010, IAEA đã hỗ trợ Trung Quốc triển khai một số dự án nghiên cứu chung và hợp tác kỹ thuật tập trung vào công nghệ EB áp dụng cho quá trình xử lý nước thải công nghiệp. Ông Gashaw Wolde, Trưởng Bộ phận hợp tác kỹ thuật với Châu Á và Thái Bình Dương (IAEA) cho biết, việc ứng dụng công nghệ EB vào xử lý nước thải y tế đã thể hiện sự tiến bộ không ngừng của Trung Quốc, đồng thời cũng cho thấy vai trò thiết thực của IAEA đối với tác động kinh tế xã hội và môi trường thông qua việc chuyển giao công nghệ hạt nhân để giải quyết các vấn đề ưu tiên phát triển.

Lợi ích của công nghệ bức xạ chùm tia điện tử

Ô nhiễm nguồn nước là một trong số những vấn đề được quan tâm toàn cầu, đặc biệt là đối với các quốc gia công nghiệp phát triển khi mà lượng nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp sản xuất, cơ sở y tế là rất lớn. Các công nghệ xử lý nước thải thông thường được sử dụng hiện nay bao gồm công nghệ lọc, xử lý hóa học và công nghệ sinh học. Đối với xử lý nước thải y tế, công nghệ truyền thống là sử dụng hóa chất khử trùng như natri hypoclorit để đưa vào hệ thống xử lý nhằm tiêu diệt các vi sinh vật độc hại. Tuy nhiên, việc sử dụng hóa chất luôn tạo ra dư lượng thuốc hóa học, cũng như một lượng kháng sinh nhất định còn lại trong nước thải không thể bị phân hủy. Dựa trên các quá trình oxi hóa khử tiên tiến bằng sử dụng chùm bức xạ điện tử và bức xạ gamma, các kỹ thuật hạt nhân đã nổi lên như một giải pháp thay thế hữu hiệu để loại bỏ hoàn toàn các chất ô nhiễm vi lượng.

Thiết bị gia tốc chùm tia điện tử trong hệ thống xử lý nước thải y tế sử dụng công nghệ EB được lắp đặt tại Trung Quốc.

Cơ quan Năng lượng nguyên tử Trung Quốc (CAEA) đã hợp tác với các chuyên gia đến từ Đại học Thanh Hoa và Tập đoàn Điện hạt nhân Trung Quốc (CGN) để lần đầu tiên triển khai ứng dụng thành công công nghệ chiếu xạ EB trong lĩnh vực khử trùng y tế tại Trung Quốc. Nhóm nghiên cứu đã phát triển thiết bị ứng dụng công nghệ EB với một máy gia tốc chùm tia điện tử tự che chắn mới, được sản xuất chuyên dụng dành cho chiếu xạ xử lý nước thải y tế.

Ông Joao Osso Junior, Trưởng Bộ phận Công nghệ bức xạ và Sản phẩm đồng vị phóng xạ của IAEA cho biết, các thành phần gây ô nhiễm, vi rút, vi khuẩn có trong nước thải ở các bệnh viện là rất khác nhau và đòi hỏi yêu cầu các công nghệ với thông số cụ thể phải có khả năng xử lý đảm bảo đáp ứng theo các tiêu chuẩn quốc gia. Công nghệ EB đã cho thấy những ưu điểm trong ứng dụng xử lý nước thải y tế so với các công nghệ truyền thống khác như không tiêu tốn một lượng lớn năng lượng đầu vào, hoàn toàn không sử dụng hơi nước hoặc hóa chất, tránh được các nguy cơ liên quan đến việc vận chuyển, sử dụng các hóa chất độc hại, giảm thiểu tác động tiêu cực đến sức khỏe và môi trường.

Trong công nghệ EB, thiết bị gia tốc tạo ra chùm bức xạ điện tử năng lượng cao tác động tới các phân tử DNA/RNA hoặc tế bào của vi sinh vật để tiêu diệt vi rút, vi khuẩn gây bệnh hoặc ức chế sự phát triển của vi sinh vật. Theo GS. Shijun He, với việc sử dụng công nghệ EB, chất lượng của nước thải đã qua xử lý đều có các chỉ số kiểm soát vượt xa yêu cầu so với những tiêu chuẩn của Trung Quốc đối với việc xử lý nước thải của các bệnh viện điều trị bệnh truyền nhiễm. Sự thành công của dự án xử lý nước thải y tế sử dụng công nghệ EB có ý nghĩa rất quan trọng đối với sức khỏe cộng đồng. Đặc biệt, đây là dự án dành cho một cơ sở y tế lớn, có vị trí gần một hồ chứa nước chính thuộc dự án cung cấp nước từ phía Nam sang Bắc của Trung Quốc.

Từ xử lý nước thải công nghiệp đến y tế

Việc đưa vào sử dụng cơ sở xử lý nước thải sử dụng công nghệ EB là kết quả tiến bộ trong nhiều năm của Trung Quốc kể từ năm 2010 khi IAEA chuyển giao cho nước này công nghệ và các bí quyết liên quan đến xử lý nước thải công nghiệp. Năm 2012, thông qua dự án hợp tác kỹ thuật với IAEA, các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một chương trình xử lý nước thải bằng công nghệ EB. Dưới sự hỗ trợ của IAEA, nhiều chuyên gia của Trung Quốc đã nhận được học bổng nghiên cứu đào tạo, phát triển dự án và tham quan khoa học tại nhiều cơ sở ứng dụng công nghệ EB ở khắp các quốc gia trên thế giới. Năm 2017, Trung Quốc đã khánh thành cơ sở xử lý nước thải công nghiệp sử dụng công nghệ EB đầu tiên và đến năm 2020, Trung Quốc tiếp tục đưa vào hoạt động cơ sở xử lý nước thải công nghiệp sử dụng công nghệ EB lớn nhất thế giới với công suất xử lý đạt 30 triệu lít nước thải mỗi ngày.

Ông Zhang Jianhua, Phó Chủ tịch CAEA cho biết, công nghệ hạt nhân đã được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, y tế và chăm sóc sức khỏe cũng như bảo vệ môi trường. Ở Trung Quốc, ứng dụng khoa học và kỹ thuật hạt nhân được xem là ngành công nghiệp mới chỉ bắt đầu và có nhiều tiềm năng đóng góp vào sự phát triển kinh tế - xã hội, cũng như mang lại một tương lai tốt đẹp hơn cho sức khỏe của cộng đồng.

Đinh Văn Chiến - Trung tâm Thông tin và Tư vấn hạt nhân, Cục Năng lượng nguyên tử