Sử dụng đất hiếm, Nga trình làng công nghệ đột phá: "Chìa khóa vàng" làm sạch nước thải ngành dệt may

Các nhà khoa học Nga vừa phát triển công nghệ thân thiện với môi trường, giúp đẩy nhanh quá trình loại bỏ thuốc nhuộm và có thể tạo ra cuộc cách mạng trong quá trình làm sạch nước thải công nghiệp.

Cụ thể, trường Đại học Bang Nam Ural (Nga) đã thử nghiệm thành công hệ thống xử lý nước điện hóa được thiết kế để loại bỏ 100% thuốc nhuộm khó phân hủy khỏi nước thải chỉ trong 90 phút. 

Thử nghiệm được tiến hành trên thuốc nhuộm Reactive Black 5 - một trong những loại thuốc nhuộm phổ biến nhất ngành dệt may.

Giới chuyên gia cho biết, thuốc nhuộm dệt được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vải do khả năng bám dính mạnh vào sợi. Tuy nhiên, một khi chúng xâm nhập vào nước thải, chúng sẽ tồn tại lâu dài trong môi trường, làm giảm khả năng xuyên thấu của ánh sáng trong các nguồn nước và gây rủi ro cho hệ sinh thái thủy sinh do khả năng chống lại sự phân hủy tự nhiên.

Thiết bị mới này hoạt động theo cơ chế điện hóa dòng chảy liên tục, phân hủy các phân tử ô nhiễm ngay khi nước chảy qua hệ thống - một bước tiến đáng chú ý cho lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp.

Theo công bố của Đại học Bang Nam Ural ngày 16/7/2026, dự án được thực hiện với sự hợp tác của các nhà nghiên cứu quốc tế và cho kết quả rất khả quan trong phòng thí nghiệm.

Không chỉ đạt hiệu suất loại bỏ thuốc nhuộm 100% trong quá trình thử nghiệm, hệ thống còn giữ được hiệu quả gần như không đổi sau 15 chu kỳ vận hành liên tiếp, mở ra tiềm năng ứng dụng quy mô công nghiệp trong tương lai.

2 điểm khác biệt lớn: Đất hiếm và cơ chế hoàn toàn mới

Điểm khác biệt lớn nhất của hệ thống này là cơ chế dòng chảy liên tục - thay vì để nước đứng yên trong bình thí nghiệm như nhiều nghiên cứu khác, hệ thống cho nước tuần hoàn liên tục qua thiết bị. 

Theo nhà nghiên cứu Vladislav Fadeev, thành viên nhóm dự án, đặc điểm này giúp quy trình mô phỏng sát hơn điều kiện thực tế tại các nhà máy xử lý nước thải công nghiệp.

Trong quá trình vận hành, nước ô nhiễm chảy qua hệ thống trong khi các hạt hoạt tính cao được sinh ra trên một điện cực đặc biệt, thúc đẩy phân hủy phân tử thuốc nhuộm mà không cần dùng nhiều hóa chất.

Điểm nhấn khác của dự án là cấu tạo điện cực. Các nhà khoa học tạo ra cấu trúc nhiều lớp, trong đó một lớp được biến tính bằng holmium - một kim loại đất hiếm màu bạc. Việc này giúp tăng hoạt tính điện hóa của hệ thống và duy trì hiệu suất ổn định qua nhiều lần sử dụng. 

Thử nghiệm với thuốc nhuộm Reactive Black 5 phổ biến bậc nhất ngành dệt may

Thí nghiệm sử dụng Reactive Black 5, nổi tiếng vì độ bền hóa học cao khiến nó tồn tại lâu trong môi trường nếu bị xả thải không đúng cách. 

Dung dịch chứa hợp chất này đã mất màu hoàn toàn chỉ sau 90 phút xử lý - tương đương loại bỏ 100% thuốc nhuộm. Mục tiêu không chỉ là khử màu mà còn phân hủy các phân tử gây ô nhiễm, giảm tác động lên hệ sinh thái nước.

Hiện các phương pháp xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm tổng hợp - như bộ lọc chuyên dụng, vật liệu hấp phụ, xử lý bằng ozone, hay công nghệ màng lọc - tuy hiệu quả nhưng đều có nhược điểm: Cần bảo trì thường xuyên, tiêu tốn nhiều năng lượng, hoặc tạo ra chất thải cần xử lý tiếp. 

Hệ thống mới nổi lên như một giải pháp thay thế hấp dẫn vì thực hiện việc loại bỏ thuốc nhuộm ngay trong quá trình nước tuần hoàn, đơn giản hóa quy trình.

Thuốc nhuộm dệt may vốn được thiết kế để bám chắc vào sợi vải và chống phai màu - chính đặc tính này khiến chúng khó phân hủy khi thải ra sông ngòi, làm thay đổi màu nước, cản ánh sáng và ảnh hưởng đến các sinh vật thủy sinh. 

Công nghệ mới nhắm thẳng vào vấn đề này bằng cách phân hủy các phân tử gây ô nhiễm trước khi chúng xâm nhập môi trường.

Nguồn: TCBC từ Đại học Bang Nam Ural (Nga)

Trang Ly