Tái chế nhiều thành phần có ích từ nước thải

Bằng cách sử dụng một mẫu nhỏ nam châm siêu thuận đặt trong nước chúng ta có thể tách photpho khỏi nước với lượng photpho hút được từ nam châm.- Ảnh: Knut Dobberke / Fraunhofer ISC

Photpho được tìm thấy trong phân bón, nước ngọt và chất tẩy rửa. Nó tích trữ trong nguồn nước và sẽ gây ô nhiễm nước. Vì thế tổ chức Nền tảng Photpho của Đức với mục tiêu khôi phục những chất quan trọng nhưng đồng thời cũng là những thành phần có hại cho nước. Việc này được thực hiện như thế nào sẽ được tiết lộ bởi Hội chợ Thương mại Hannover / Công nghệ Xanh từ ngày 7 đến ngày 11 tháng 4 ở Hannover ( tại hội trường 6, gian J18), nơi đây có rất nhiều khách mời thử phương pháp tách photpho này.

Không chỉ thực vật mà con người và động vật cũng cần photpho để hình thành chuỗi DNA. Nếu có các nguyên tử photpho thì quy trình sinh học trong cơ thể sẽ được diễn ra. Nhiều tổ chức công nghiệp hay chủ trang trại sử dụng quá nhiều photpho vì thế đất đai dư phân bón và nguồn nước thì bị ô nhiễm.

Đây là vấn đề cần các chuyên gia của tổ chức Nền tảng Photpho của Đức DPP bắt tay vào. Họ tạo ra phương pháp này nhằm mục đích khôi phục chất photpho có trong nước, ngoài ra họ muốn góp phần bảo vệ môi trường đồng thời tái sử dụng chất liệu giá trị để photpho không bị khai thác từ các khoáng sản vì photpho ngày càng trở nên khan hiếm. Mặc dù những khoáng sản này còn đủ photpho trong 250 năm nữa nhưng còn rất ít quốc gia xuất khẩu photpho vì thế nếu tình hình khoa địa chính trị không ổn định, đây là tin xấu cho những nhà cung cấp. Một vấn đề khác là những mỏ khai thác photpho đang bị ô nhiễm vì chứa một lượng lớn kim loại. Không may là nền công nghiệp lại dựa hoàn toàn vào chất photpho, không phải là ngành công nghiệp nước uống và thực phẩm thì cũng là ngành vật liệu xây dựng và chất tẩy đồng thời là ngành sản xuất bóng đèn và chất bán dẫn.

Tổ chức Nền tảng Photpho Đức DPP được thành lập vào tháng 11 năm 2013 và thuộc quyền của Nhóm Dự án Bảo tồn và Tái chế Nguyên Vật liệu Fraunhofer IWKS của Viện Nghiên cứu Silicat Fraunhofer ISC. Giáo sư Stefan Gaeth là Tổng Giám đốc của DPP giải thích thêm “Nền tảng Photpho Đức là một mạng lưới photpho. Tổ chức này nỗ lực mang lại cho tất cả người tham gia chủ chốt muốn sử dụng, tái chế và có cùng một mục tiêu bảo tồn photpho”.

Dùng nam châm bẫy photpho

Tuy nhiên làm cách nào để tái chế photpho trong nước? Các nhà nghiên cứu ở Nhóm Dự án Bảo tồn và Tái chế Nguyên Vật liệu Fraunhofer IWKS cùng đưa ra một câu trả lời. Tiến sỹ Carseten Gellermann, lãnh đạo đơn vị kinh doanh “Rỉ sắt, bùn, rác thải” của IWKS nói “Chúng tôi cho những mảnh nhỏ nam châm siêu thuận trong nước”. Điều đó có nghĩa rằng nếu những mẫu nam châm này có thể tìm thấy trường nam châm, chính chúng sẽ trở thành nam châm. Tuy nhiên, nếu nam châm bị tách ra từ những nam châm siêu thuận thì nó sẽ mất những tính năng nam châm và trôi tự do trong nước mà không còn dính chặt lại với nhau nữa.

Các nhà khoa học đã gắn các phần tử dính kết cho photpho đến những mẫu nam châm siêu thuận trên vì thế có thể tách photpho khỏi nước và lấy chúng ra. Bằng cách sử dụng mẫu nam châm làm lượng photpho bám trên nam chân có thể tách photpho ra khỏi nước, góp phần nước sạch hết photpho. Tiến sỹ Gellermann cũng khẳng định “Bằng cách này các chất độc như nhiều kim loại nặng độc hại cũng có thể tách ra dễ dàng với nam châm”. Với kỹ thuật này, vào tháng 12 năm 2013, các nhà nghiên cứu cùng với các đồng nghiệp ở Viện Kỹ thuật Vệ Tinh, Quản lí Nguồn Nước và Chất thải rắn ISWA của Đại học Stuttgart đoạt giải Tái chế Nước Tương lai Braunschweig với trị giá giải thưởng là €10,000. Họ trình bày kỹ thuật và dự án Nền tảng Photpho Đức ở tại Hội chợ Thương mại Công nghệ Xanh, một phần của Hội chợ Thương mại Hannover từ ngày 7 đến ngày 11 ở Hannover (hội trường 6, gian J18).