Các vi bong bóng và bong bóng nano được sử dụng trong quy trình tuyển nổi bằng khí hòa tan được cải tiến.

Theo nhóm nghiên cứu thuộc Học viện Công nghệ Hoàng gia Melbourne (RMIT), phương pháp "bong bóng kép" này có thể được tích hợp vào các nhà máy xử lý nước thải thông qua việc tối ưu các điều kiện vận hành như áp suất không khí, thời gian bão hòa và kích thước bong bóng, thay vì phải đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng mới.

Phó Giáo sư Biplob Pramanik, tác giả chính của nghiên cứu và là Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Công cụ và Công nghệ hiệu quả nước thuộc Đại học RMIT, cho biết đây là một giải pháp thực tiễn nhằm đối phó với tình trạng ô nhiễm vi nhựa đang ngày càng nghiêm trọng trên toàn cầu.

Ông cho biết, các nhà máy xử lý nước thải hiện là một trong những con đường chính đưa vi nhựa ra môi trường do các hạt nhựa siêu nhỏ có thể lọt qua các công đoạn lọc truyền thống, từ đó gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái cũng như sức khỏe con người.

"Phương pháp của chúng tôi tương đối đơn giản để triển khai và có thể cải thiện đáng kể hiệu quả loại bỏ vi nhựa ngay từ giai đoạn xử lý sơ cấp", ông Pramanik nói.

Nghiên cứu tập trung cải tiến công nghệ tuyển nổi bằng không khí hòa tan (DAF), một quy trình xử lý nước được sử dụng phổ biến để loại bỏ chất ô nhiễm bằng cách gắn chúng vào các bong bóng khí, sau đó đưa chúng nổi lên bề mặt để thu gom.

Kết quả cho thấy việc kết hợp vi bọt và bong bóng nano mang lại hiệu quả vượt trội so với khi chỉ sử dụng riêng từng loại.

Trong đó, vi bọt tạo lực nổi để kéo các hạt vi nhựa lên bề mặt, còn bong bóng nano giúp tăng khả năng bám dính giữa các hạt, thúc đẩy quá trình kết tụ thành những cụm lớn hơn. Sự phối hợp này giúp vi nhựa được tách khỏi nước nhanh và hiệu quả hơn.

Nhờ đó, tỷ lệ loại bỏ vi nhựa đạt trên 90%, cao hơn đáng kể so với các phương pháp xử lý thông thường.

Tiến sĩ Sirajum Monira, người thực hiện nghiên cứu trong quá trình học tiến sĩ tại Đại học RMIT, cho biết phương pháp mới vẫn duy trì hiệu suất rất cao khi thử nghiệm với nước thải thực tế.

Theo bà, các thành phần như chất hữu cơ, dầu, mỡ và chất béo vốn thường gây cản trở quá trình xử lý nước cũng không làm giảm hiệu quả của công nghệ. Thậm chí, trong một số trường hợp, chúng còn hỗ trợ quá trình loại bỏ vi nhựa.

"Các chất này giúp các hạt vi nhựa kết tụ thành những cụm lớn hơn. Khi kết hợp với các chất keo tụ thông dụng, chúng trở nên dễ tách khỏi nước hơn", bà Monira cho biết.

Nhóm nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng việc thu giữ vi nhựa ngay từ giai đoạn đầu của quy trình xử lý sẽ giúp hạn chế lượng vi nhựa tích tụ trong bùn thải sinh học, qua đó làm giảm nguy cơ các hạt nhựa quay trở lại môi trường khi bùn được tái sử dụng trong nông nghiệp hoặc các mục đích khác.

Sau khi chứng minh hiệu quả ở quy mô phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đang tìm kiếm các đối tác trong ngành để triển khai thử nghiệm công nghệ tại các nhà máy xử lý nước thải với nhiều loại nguồn nước khác nhau.

Nếu các thử nghiệm thực tế tiếp tục cho kết quả tích cực, phương pháp bong bóng kép có thể trở thành một giải pháp khả thi giúp các hệ thống xử lý nước hiện nay nâng cao hiệu quả loại bỏ vi nhựa mà không cần đầu tư lớn vào cơ sở hạ tầng, góp phần giảm lượng nhựa siêu nhỏ phát tán ra môi trường và bảo vệ nguồn nước lâu dài.