Đề tài hướng đến thực hiện hai mục tiêu: thứ nhất là tạo ra chất xúc tác dị thể từ xỉ thải kim loại (phát thải từ quá trình luyện kim màu và luyện thép ở Thái Nguyên: công ty kim loại màu Thái Nguyên hoặc công ty kẽm điện phân Thái Nguyên và công ty gang thép Thái Nguyên), dự kiến là một số xúc tác xỉ thải thiếc, xúc tác xỉ thải kẽm, xúc tác xỉ thải chì, xúc tác xỉ thải niken và xúc tác xỉ thải thép hoặc gang. Các loại xỉ thải trên tạo ra các vật liệu xúc tác dị thể khác nhau. Thứ hai là sử dụng các loại xỉ thải đã chọn được và phù hợp từ danh mục xỉ thải ở mục tiêu 1 làm các vật liệu xúc tác dị thể cho quá trình ozon để xử lý 3 loại nước thải giàu chất hữu cơ, gồm nước rỉ rác, nước thải giấy và nước thải dệt nhuộm.

Đề tài đã lựa chọn được 5 loại xỉ thải từ quá trình luyện kim (xỉ sắt, xỉ chì, chỉ đồng, xỉ kẽm, xỉ cadimi) để đánh giá và sử dụng làm chất xúc tác dị thể cho quá trình ozon và Fenton để xử lý một số chất hữu cơ trong nước và nước thải (chất nhuộm màu - nước thải dệt nhuộm nhân tạo, nước thải giấy, nước thải dược), đồng thời cũng đã xử lý nước rỉ rác bằng quá trình keo tụ. Các kết quả nghiên cứu cho thấy xỉ sắc có chứa tỉ lệ chủ yếu là sắt (dạng FeO, Fe2O3 or/and Fe3O4 nên có hiệu quả cao cho quá trình xúc tác của ozon và Fenton để phân huỷ các chất hữu cơ mang màu trong nước thải dệt nhuộm. Xỉ sắt thải từ quá trình luyện kim đã giúp hiệu quả xử lý chất nhuộm màu (Reactive Red 24) trong nước khử màu của RR24 đạt gần 100% và loại bỏ được tối đa 70 - 85% chất hữu cơ bằng quá trình ozon hoặc fenton xúc tác.

Cả 5 loại xỉ thải trên đều có tác dụng tốt khi sử dụng làm chất xúc tác cho phản ứng ozon xử lý các chất hữu cơ trong nước thải giấy. Hiệu quả loại bỏ COD, tương ứng, đạt 91,16%; 84%; 83,83%; 83,91%và 83,41% với sự hiện diện của sắt, đồng, kẽm, chì, xỉ cadmium trong quá trình ozon xúc tác xử lý nước thải giấy. Đồng thời, màu sắc đã được loại bỏ gần như hoàn toàn (95,55 - 98,79%) bởi các quá trình ozon hóa bằng cách sử dụng tất cả các xỉ kim loại đã nói ở trên làm chất xúc tác dị thể cho phản ứng ozon.

Các chất hữu cơ trong nước rỉ rác cũng đã giảm đáng kể khi sử dụng các quá trình keo tụ. Một số loại chất keo tụ PAC (polyaluminium clorua), nhôm sunfat (Al2(SO4)3.18H2O) và sắt sunfat (Fe2(SO4)3.7H2O) đã được sử dụng cho quá trình keo tụ. Kết quả cho thấy, PAC là chất keo tụ thích hợp nhất để xử lý nước rỉ rác bãi rác với COD và hiệu quả loại bỏ màu đạt tương ứng là 34,49% và 81,48%.

Các kết quả khoa học của đề tài là mới thể hiện qua 01 công trình đã công bố trên một tạp chí ISI uy tín (theo QĐ 31/QĐ-HĐQL-NAFOSTED) Separation and Purification Technology (Q1, IF: 5.107, theo Quyết định số 31/QĐ-HĐQL-NAFOSTED ngày 31 tháng 3 năm 2016 của Hội đồng Quản lý Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia) và 1 công trình công bố trên tạp chí quốc tế uy tín (theo Quyết định số 151/QĐ-HĐQLNAFOSTED ngày 9 tháng 8 năm 2019 của Hội đồng Quản lý Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia). Đồng thời kết quả mới của đề tài cũng được công bố qua 1 bài báo trên tạp chí quốc gia có uy tín (theo Quyết định số 151/QĐ-HĐQL-NAFOSTED ngày 9 tháng 8 năm 2019 của Hội đồng Quản lý Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia).

Các xỉ thải này này có nhiều tiềm năng, giá trị thực tiễn trong ứng dụng thực tế cho các quá trình oxi hoá nâng cao để xử lý các nguồn nước thải giàu chất hữu cơ. Đồng thời, có thể mở rộng nghiên cứu ứng dụng các loại xỉ thải này cho xử lý các đối tượng ô nhiễm khác trong nước và nước thải.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17913/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.