tiểu luận xử lý asen trong nước ngầm

Ngoài ra As còn có mặt trong các khoáng vật khác như pyrit, v.v…  Nguồn cấp As chủ yếu trong môi trường là các mỏ, các đá và khoáng vật chứa As cũng như hoạt động núi lửa... Quá trình k

1

KHOA MÔI TRƯỜNG

Học phần: KỸ THUẬT CẤP NƯỚC ĐÔ THỊ

ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN:

XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM

GVHD: Đặng Thị Thanh Lộc SVTH: Trần Văn Công

Nguyễn Tâm Hiễn Ngô Văn Quang

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

TỔNG QUAN VỀ ASEN

1

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM

Kỹ thuật xử lý nước thiên nhiên

1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ As.

 Arsenic (As) là một nguyên tố có trong tự

nhiên và ở trên bề mặt của vỏ trái đất

 Là một kim loại nặng As tinh khiết có màu

xám và ở

dạng tinh thể rắn

 Nhiều hợp chất As có thể hoà tan trong

nước, dễ bị hút bám bởi sắt và mangan,

phản ứng với đất sét Điều này giải thích

tại sao As được tìm thấy trong các lớp

trầm tích (cặn)

 Arsenic được sử dụng làm thuỷ tinh, chất

bán dẫn, thuốc trị bệnh, thuốc trừ sâu,

thuốc nhuộm

 As ở các hóa trị khác nhau: As(V) (AsO4)-3 và As(III) (AsO3), hiếm hơn As(II) (AsS) As có 140 khoáng vật độc lập, trong đó quan trọng nhất là acsenopirit

(FeAsS), reanga (AsS) và ocpimen (AsS3) Ngoài ra As còn có mặt trong các khoáng vật khác như pyrit, v.v…

 Nguồn cấp As chủ yếu trong môi trường là các mỏ, các đá và khoáng vật chứa As cũng như hoạt động núi lửa Quá trình khử keo hydroxyt Fe+3 hoặc oxy hoá các khoáng vật chứa As trong trầm tích thường là nguồn

cấp As cho nước ngầm như đối với vùng Hà Nội và

vùng tây Bengac.

Trong tự nhiên

TÁC HẠI CỦA ASEN

 Oxit của Asen hóa trị III (As2O3) Là một chất rất độc, độc gấp

4 lần thủy ngân

 Asen tác động xấu đến hệ tuần hoàn, hệ thần kinh Và gây ra nhiều bệnh như: rụng tóc, buồn nôn, sút cân, ung thư, giảm trí nhớ Asen làm thay đổi cân bằng hệ thống enzim của cơ thể,

 As có khả năng ung thư với hàm lượng (% trọng lượng) As

trong cơ thể người 1,8.10 -5

Theo TCVN 5502:2003 cho nước cấp sinh hoạt hàm lượng As trong nước là 0,01 mg/l hay 10 ppb (phụ lục TCVN 5502:2003) (cho As2O3; As2O5)

Khu vực ô nhiễm Arsen Nồng độ ô nhiễm (mg/l)

Nam Iowa và Tây Missouri của Mỹ 0,034- 0,490

Phân bố và nồng độ nhiễm asen một số khu vực trên thế giới

Hiện nay, những số liệu thu thập được cho thấy sự ô nhiễm asen ở miền Bắc cao hơn miền Nam.Đáng chú ý là cả vùng đồng bằng sông Hồng đều nằm trong tình trạng đáng lo ngại

về mức độ ô nhiễm asen Các tỉnh có nguồn nước nhiễm

asen cao là Hà Nam, Hà Nội, Hải Dương

Việt Nam đã được đánh dấu trên bản đồ ô nhiễm asen của thế giới.

2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN

TRONG NƯỚC NGẦM

Phương pháp keo tụ - kết tủa

hydroxyt nhôm,…) hấp phụ và lắng xuống đáy bể, hay hấp phụ và bị giữ lại trên bề mặt hạt cát trên bể lọc

Hoạt động

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ là pH, nồng độ chất keo tụ, thời gian tiếp xúc với chất keo tụ,…

2.2 OXY HÓA

Cơ chế:

Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng các tác nhân oxy hóa mạnh

(Chlorine,Permaganate, ozone, oxy, điện hóa, quang hóa,…) để chuyển hóa As (III) thành As(V), sau đó sự dụng phương pháp keo tụ, kết tủa, hấp phụ để loại bỏ

S OCl

HS

H Cl

MnO O

H OCl

Mn

H Cl

OH Fe

O H OCl

Fe

Cl H

AsO H

OCl AsO

H

2

4 )

( 2 5

2

2 2

2

3 2

2

4 2

3 3

Oxy hóa bằng permaganate

O H MnO

S H

MnO HS

H MnO

O H MnO

Mn

H MnO

OH Fe

O H MnO

Fe

O H MnO

H AsO

H MnO

AsO H

2 2

4

2 2

4 2

2 3

2 4

2

2 2

4 2

4 3

3

4 2

3 5

2 3

4 5

2 2

3

5 )

( 7

3

2 3

2 3

O H O

S H

O HS

O H

MnO O

H O

Mn

H O

OH Fe

O H O

Fe

O H

AsO H

O AsO

H

2 2

3

2 2

2 3

2

2 3

2 3

2

2 4

2 3

3 3

2

4 )

( 2

5 2

đó và bị giữ lại ở lớp vật liệu lọc Kết quả, nước ra khỏi bể lọc đã được giải phóng khỏi sắt và Arsen

Hoạt động:

2.4 LÀM MỀM NƯỚC KẾT HỢP LOẠI BỎ

AS BẰNG VÔI

Các biện pháp làm mềm nước có thể làm giảm lượng

Arsen đáng kể phương pháp này phụ thuộc vào các yếu tố: Tỉ

lệ hàm lượng As(V)/As(III), trạng thái oxi hoá của As, pH của nước Tuy nhiên phải có giai đoạn ổn định hoá nước trước khi

sử dụng

Ca2+ + AsO43- → Ca3(AsO4)2

Ca2+ + AsO33- → Ca3(AsO3)2

2.5 HẤP PHỤ

Cơ chế:

As có thể được hấp phụ lên bề mặt của các vật liệu

dạng hạt, hạt sét hay vật liệu gốc xenlulo như: Than hoạt tính, than hoạt tính đã xử lý bằng một số hợp chất kim loại như oxit sắt, oxít titan, oxít silic, oxyt mangan,

Hoạt động

2.6 TRAO ĐỔI ION

Cơ chế:

Có thể loại bỏ các ion Asenate (As (V)) trong nước bằng

phương pháp trao đổi ion với vật liệu trao đổi gốc anion axit mạnh (Cl-) hoặc anion bazơ mạnh (OH-) Loại vật liệu trao đổi ion này có ưu điểm là có thể sử dụng dung dịch muối đậm đặc NaCl hoặc NaOH để hoàn nguyên hạt trao đổi ion đã bão hòa Arsen

Hoạt động:

R- Cl + H2AsO4- → R-H2AsO4 + 2R- Cl + HAsO42- → R2-HAsO4 + 2Cl- R- OH + H2AsO4- → R-H2AsO4 + OH- 2R- OH + HAsO42- → R2-HAsO4 + 2OH-

Cl-Để hoàn nguyên hạt nhựa anions, người ta cho dung dịch muối đậm đặc hoặc HCl:

R-H2AsO4 + Cl- → R-Cl + H2AsO4- R2-HAsO4 + 2 Cl- → 2 R-Cl + HAsO42- Dùng sút để hoàn nguyên nhựa có gốc là OH-

R-H2AsO4 + OH- → R-OH + R2-HAsO4 + 2 OH- → 2 R-OH + HAsO42-

H2AsO4-Ưu điểm:

Nồng độ Arsen sau xử lý có thể

hạ thấp tới dưới 2

ppb

Ưu điểm:

Nồng độ Arsen sau xử lý có thể

hạ thấp tới dưới 2

ppb

Nhược điểm:

Công nghệ tương đối phức tạp, ít có khả năng áp dụng cho từng hộ gia đình đơn lẻ

Nhược điểm:

Công nghệ tương đối phức tạp, ít có khả năng áp dụng cho từng hộ gia đình đơn lẻ

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi ion khử As như: pH, các ion cạnh tranh, các loại chất trao đổi

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi ion khử As như: pH, các ion cạnh tranh, các loại chất trao đổi

2.7 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Cơ chế:

Việc loại bỏ As được tiến hành bằng cách cho nước nhiễm

Asen đi qua vật liệu lọc có dòng hướng từ dưới lên có chứa vi sinh (lọc sinh học) Vật liệu lọc ở đây là nhựa Vi khuẩn sau 3 tháng thì tích lũy thành màng trong cột lọc.Tiến trình oxy hóa diễn ra đồng thời với việc lớp màng sinh học ngày càng dày lên Việc hình thành màng làm tăng khả năng xử lý các hợp chất chứa sắt

Hoạt động:

Đầu tiên Fe(II) bị oxy hóa chuyển thành Fe (III) dưới xúc tác của của vi khuẩn Fe (III) tạo thành bám vào vật liệu lọc và

hấp phụ để loại bỏ As (V)

As hiện diện trong nước ngầm và bị oxy hóa thành As (V)

dưới tác dụng của vi khuẩn

Và As (V) bị sắt (III) hấp phụ theo phản ứng:

3 MÔ HÌNH BỂ XỬ LÝ ASEN QUY MÔ HỘ

GIA ĐÌNH

Bể lọc Arsen được cải tiến bởi Trung tâm Trung tâm Thông tin - Kinh tế tài nguyên nước có quy mô dành cho hộ gia đình, mục tiêu chính là lọai bỏ Arsen đạt tiêu chuẩn TCVN 5502 – 2003 dành cho nước cấp sinh họat với hàm lượng Asen < 0.01 mg/l

Cấu tạo bể lọc xử lý Arsen

4 Giàn phun mưa

5 Van xả nước vào bể chứa

Vận hành và bảo dưỡng

Vận hành bể lọc

Các van mở ở chế độ 1: Đóng tất cả các Van trừ van 6,

bơm nước đến khi đầy bể (có nước chảy ở ống chảy tràn),

mở van 3, 4 cho nước chảy vào bể chứa Sử dụng nước

đã lọc thông qua van 2

Vận hành bể lọc

Các van mở ở chế độ 1: Đóng tất cả các Van trừ van 6,

bơm nước đến khi đầy bể (có nước chảy ở ống chảy tràn),

mở van 3, 4 cho nước chảy vào bể chứa Sử dụng nước

đã lọc thông qua van 2

Bảo dưỡng bể lọc

Cát bẩn có thể được súc rửa 1 tháng/ lần bằng cách

• Mở Van 5, các van còn lại đều đóng

• Bơm nước đến khi nước chảy ra ở ống chảy tràn

• Đóng van 5, tắt bơm, đợi khỏang 5 phút

• Mở van 4 để nước chảy ra

• Lặp lại các bước trên đến khi nước chảy ra trong

Bảo dưỡng bể lọc

Cát bẩn có thể được súc rửa 1 tháng/ lần bằng cách

• Mở Van 5, các van còn lại đều đóng

• Bơm nước đến khi nước chảy ra ở ống chảy tràn

• Đóng van 5, tắt bơm, đợi khỏang 5 phút

• Mở van 4 để nước chảy ra

• Lặp lại các bước trên đến khi nước chảy ra trong

Tài liệu tham khảo

http://

www.thietbinuoc.com.vn/50-3-17-183/tin-tuc-va-bai-viet-hay/tac-hai-va-cach-xu-ly -asen-trong-nuoc.html

http://

asen-v%C3%A0-m%E1%BB%99t-s%E1%BB%91-ph%C6%B0%C6%A1ng-ph%C3

htu.edu.vn/ky-thuat-cong-nghe/455-n%C6%B0%E1%BB%9Bc-nhi%E1%BB%85m-%A1p-t%C3%A1ch-lo%E1%BA%A1i

http://

www.cwrpi.gov.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=1043:huong -dan-ki-thuat-du-an-be-xu-ly-arsen-quy-mo-ho-gia-dinh&catid=4:khoa-hoc-cong-n ghe&Itemid=136

http://tailieu.vn/tag/tai-lieu/c%C3%B4ng+ngh%E1%BB%87+x%E1%BB%AD+l%C3

%BD+n%C6%B0%E1%BB%9Bc+ng%E1%BA%A7m.html