Nguồn nước trên thế giới đã và đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng từ các loại nước thải độc hại từ các ngành công nghiệp và ngày một nghiêm trọng do quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa gây ra. Nước thải công nghiệp dẫn đến ô nhiễm nước mặt và đồng thời làm ô nhiễm các tầng chứa nước ngầm. Áp lực gia tăng của nhu cầu về nước đã gây ra tình trạng ô nhiễm và khan hiếm nước trầm trọng. Do đó, việc xử lý nước thải là một vấn đề quan trọng trên toàn cầu và thông qua đó có thể giải quyết vấn đề khan hiếm nước hiện nay.
Trong nhiều năm qua, các nhà nghiên cứu đã đưa ra hàng loạt các quy trình vật lý, hóa học, sinh học và các phương pháp kết hợp để nghiên cứu và phát triển nhằm phục vụ việc xử lý nước thải công nghiệp. Các nghiên cứu đã khẳng định rằng mọi quy trình xử lý thông thường và không thông thường được áp dụng hiện nay chưa thể làm giảm lượng chất ô nhiễm đến mức giới hạn mà có thể được tái sử dụng cũng như chưa thể loại bỏ hoàn toàn mầm bệnh có trong các loại nước thải đó. Do đó, sự phân huỷ hữu cơ cũng như các chất ô nhiễm trong nước thải vẫn gây ra những mối đe dọa nghiêm trọng đối với nước ngầm và nước mặt ở nơi có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn và ảnh hưởng đến con người cũng như hệ sinh thái.
Để giảm thiểu rủi ro sức khỏe do các chất ô nhiễm gây ra trong nước thải công nghiệp, cần phải phát triển và áp dụng các công nghệ mới, tiên tiến hơn. Công nghệ chiếu xạ là một trong những phương thức tiên tiến nhất làm phân hủy các chất ô nhiễm trong nước thải bằng cách sử dụng các loại bức xạ hình thành ion phát ra từ các máy gia tốc chùm tia điện tử và tia gamma. Chiếu xạ nước thải sử dụng tia gamma được coi là một trong những phương pháp hiệu quả và nhanh chóng để xử lý nước thải công nghiệp. Các nghiên cứu cho thấy rằng trong số nhiều loại bức xạ khác nhau, hiệu suất của tia gamma trong quá trình làm phân hủy chất ô nhiễm nước thải là cao và đáp ứng yêu cầu xử lý nước.
Bức xạ gamma tác động đến các chất hữu cơ và vô cơ trong nước.
Tia gamma được ưu tiên hơn các loại bức xạ khác đối với khả năng làm suy giảm chất ô nhiễm vì có thể thâm nhập sâu hơn. Tia gamma có khả năng xuyên thấu và đòi hỏi liều lượng bức xạ thấp hơn so với tia beta khi loại bỏ mầm bệnh. Liều lượng cần thiết này thấp hơn nhiều so với liều gây chết người. Ngoài ra, khi sử dụng tia gamma để phân hủy chất ô nhiễm sẽ không cần sử dụng thêm các phụ gia hóa học, không tạo ra sản phẩm phụ, điều kiện môi trường cũng không ảnh hưởng đến hiệu suất chiếu xạ gamma.
Sự tương tác của tia gamma trong nước dẫn đến việc sản sinh ra một số ion có tính oxi hóa và khử mạnh. Những ion này làm suy thoái nhiều loại chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ khác nhau. Việc tạo ra các loại ion oxy hóa và khử ở cùng một lượng gần đúng trong quá trình phân giải phóng xạ nước, được ghi nhận là có lợi trong việc phân hủy các chất gây ô nhiễm có trong nước thải. Chiếu xạ nước thải sẽ dẫn đến quá trình oxy hóa các chất hữu cơ và phá vỡ cấu trúc của các chất ô nhiễm. Sự phân hủy và oxy hóa các chất ô nhiễm khác nhau làm tăng khả năng suy thoái, trong đó sẽ làm giảm đáng kể độ pH, nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) và nhu cầu oxy hóa học (COD).
Bức xạ Gamma tương tác với nước sinh ra các ion có tính oxy hóa và khử mạnh
Các nghiên cứu đã công bố khẳng định công nghệ bức xạ có thể được áp dụng để loại bỏ việc sử dụng thuốc thử hóa học. Thông qua việc phân tích các mẫu được chiếu xạ gamma, các thông số như pH, COD, BOD và chất rắn lơ lửng giảm đáng kể với liều chiếu là 13 kGy. Liều lượng khử trùng tin cậy là khoảng 4 kGy và tối ưu để giảm thiểu BOD và COD là 18 kGy. Hiệu quả loại bỏ BOD, COD được quan sát thấy lên đến 80%.
Sự kết hợp giữa xử lý thông thường và sử dụng bức xạ ion hóa có thể giảm 10 lần so với sử dụng hóa chất để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp. Các kết quả đánh giá đã chỉ ra rằng chiếu xạ gamma là một kỹ thuật hiệu quả và hữu ích để xử lý và tái chế nước thải.
Từ khóa: xử lý nước thải; chiếu xạ; bức xạ; gamma.
– CMD&DND –
