Quá trình vận hành các hầm biogas tại các hộ chăn nuôi kéo theo sự hình thành H₂S rất độc hại cho sinh vật và con người. Hiện nay, phương pháp xử lý H₂S được đánh giá phù hợp nhất đối với khí biogas vẫn là phương pháp hấp phụ sử dụng sắt oxit/hydroxit. Trong khi đó, bùn thải của các nhà máy cấp nước sử dụng nguồn nước ngầm, điển hình là các nhà máy nước tại Hà Nội chứa nhiều sắt oxit/hydroxit chiếm do đó được xem là có tiềm năng để làm vật liệu hấp phụ H₂S.

Vì thế, nhóm nghiên cứu tại Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam do ThS. Phạm Huy Đông dẫn đầu, đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ bùn thải của nhà máy xử lý nước cấp để xử lý khí hiđro sunfua trong biogas” từ năm 2018 đến năm 2019.

Mục tiêu của nghiên cứu này là chế tạo vật liệu hấp phụ H₂S từ bùn thải các nhà máy nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm, vừa giải quyết được vấn đề bùn thải, vừa xử lý được H₂S trong khí biogas.

Nghiên cứu sử dụng bùn thải tại sân phơi bùn của nhà máy nước Cáo Đỉnh Hà Nội có hàm lượng Fe(OH)₃ chiếm 69,4% phối trộn với các chất kết dính như bentonite, carboxymethyl cellulose và biến tính nhiệt ở các nhiệt độ 105^oC, 500^oC, 800^oC, nghiền sàng lấy các hạt có kích thước từ 0,5 - 1,5mm, thu được 9 loại vật liệu khác nhau. Tiến hành đánh giá các đặc trưng tính chất vật liệu bằng các phương pháp BET, SEM, XRD và khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H₂S đầu vào, thời gian lưu, dung lượng hấp phụ đến hiệu suất xử lý H₂S, sau đó chọn ra vật liệu tối ưu nhất thử nghiệm thực tế trong 2 tháng tại trại chăn nuôi DABACO Bắc Giang.

Kết quả đánh giá cho thấy việc sử dụng chất kết dính trong quá trình chế tạo vật liệu không ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý H₂S, tuy nhiên, nhiệt độ biến tính có ảnh hưởng lớn. Nhóm các vật liệu 800^oC có hiệu suất xử lý thấp (19,8 - 42,5%), trong khi đó nhóm các vật liệu 105^oC và 500^oC đều có hiệu suất trên 98%. Lựa chọn vật liệu CD1 (vật liệu không sử dụng chất kết dính và chỉ sấy ở 105^oC) có dung lượng hấp phụ tối đa 0,45 kgH₂S/kg vật liệu, áp dụng thực tế được thực hiện trong bếp của trại chăn nuôi lợn Bắc Giang chạy bằng khí biogas với nồng độ H₂S khoảng 6000 mg/m³, sau 2 tháng hoạt động, hiệu suất xử lý của cột vẫn đạt 99,95%, nồng độ đầu ra đạt QCVN 19:2009/BTNMT, đảm bảo an toàn cho bếp nấu ăn.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18666/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.P.D (NASATI)