Năng lượng mặt trời là một trong những nguyên liệu vô hạn, do đó, chúng được đánh giá là nguồn năng lượng tiềm năng, có thể ứng dụng và quy trình xử lý nước với mức chi phí thấp, thân thiện môi trường. Xuất phát từ mục đích đó, nhóm nhà khoa học tại Canada đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời trong xử lý nước thải nhà máy giấy.
Sản xuất giấy và bột giấy đại diện cho một trong những ngành công nghiệp có giá trị nhất của Canada trong lĩnh vực tài nguyên thiên nhiên. Ngành công nghiệp giấy và bột giấy đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong việc giảm cường độ sử dụng nước trong những thập kỷ qua, nhưng lượng nước sử dụng vẫn cao hơn nhiều so với các ngành tài nguyên thiên nhiên khác. Cần nỗ lực hơn nữa để nâng cao hiệu quả sử dụng nước, đặc biệt là trước những áp lực có thể xảy ra đối với nguồn nước ngọt do biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, một trong những sự thật mà con người phải đối mặt đó là các thành phần có trong nước thải, chúng gây ra ảnh hưởng tiêu cực cho môi trường và cần được áp dụng phương pháp xử lý đúng cách.
Nhóm nhà khoa học gồm Tiến sĩ Tim Leshuk , Giáo sư Grant Allen và Frank Gu đã thực hiện nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời trong xử lý nước thải nhà máy giấy, sử dụng xúc tác quang năng lượng mặt trời để loại bỏ màu từ nước thải của nhà máy bột giấy, làm cho nước thải trở nên rõ ràng về mặt quang học và phù hợp để tái sử dụng trong quá trình nghiền bột. Chiến lược đổi mới này có thể làm giảm đáng kể lượng nước sử dụng trong lĩnh vực giấy và bột giấy.
Leshuk giải thích: “Xúc tác quang năng lượng mặt trời là một công nghệ nano môi trường sử dụng ánh sáng mặt trời cùng với các vật liệu xúc tác có thể tái sử dụng để phân hủy các chất gây ô nhiễm nước khó phân hủy. “Trong khi nhiều nhà máy sản xuất bột giấy đã sử dụng các đầm phá ngoài trời, tiếp xúc với ánh sáng mặt trời để xử lý nước thải, xúc tác quang bằng năng lượng mặt trời vẫn chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng cho ngành này. Chúng tôi đã phát triển các hạt xúc tác nổi có khả năng nổi thụ động trên mặt nước và hấp thụ ánh sáng mặt trời để phân hủy các chất gây ô nhiễm cho nước bên dưới. Leshuk giải thích thêm rằng chỉ cần xử lý cường độ tương đối thấp sau đó để chuyển nước thải thành nước xử lý có thể sử dụng được.
Xử lý quang xúc tác năng lượng mặt trời đối với nước thải của nhà máy bột giấy cho dự án tái chế và bảo tồn nước thúc đẩy bảo tồn nước công nghiệp và giúp giảm tác động môi trường lên hệ sinh thái dưới nước, mang lại lợi ích cuối cùng cho tất cả mọi người. Dự án hợp tác thực sự này đã được thực hiện thông qua sự hỗ trợ của Trung tâm Giấy & Bột giấy của U of T, Mitacs và H2nanO Inc. Leshuk đã trình bày những phát hiện của họ tại Hội nghị Kỹ thuật Hóa học Canada năm 2021 và hiện đang chuẩn bị một bài báo để phổ biến hơn nữa tin tức về cơ sở của họ- đột phá sự đổi mới.
