Chương 1 : TỔNG QUAN
1.2. Ô nhiễm Asen và phương pháp xử lí
1.2.4. Một số công nghệ xử lý ô nhiễm As
Hiện nay vấn đề xử lý nước ngầm bị ô nhiễm As được cộng đồng thế giới đặc biệt quan tâm. Khi nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý, loại bỏ As trước tiên phải căn cứ vào trạng thái tồn tại, mức độ hay nồng độ của nó trong nước, các yếu tố và điều kiện địa phương... Một số phương pháp chủ yếu được ứng dụng để xử lý As đã có hiệu quả cao như [11]:
- Kết tủa
- Hấp phụ và trao đổi ion - Tách lỏng/rắn
- Các phương pháp vật lý - Quá trình xử lý sinh học - Q trình kết tủa và cộng kết • Cơng nghệ kết tủa, lắng/lọc
Hầu hết các phương pháp xử lý As đều liên quan đến quá trình kết tủa và lọc, hoặc sử dụng muối kim loại hoặc bằng vơi. Phương pháp này khơng những rất có hiệu quả trong việc loại bỏ As mà cịn có thể loại bỏ các chất rắn lơ lửng như hợp chất ít tan của sắt, mangan, phốt phát và florua.
Hiệu quả xử lý As bằng muối nhôm hoặc muối sắt ở qui mơ phịng thí nghiệm có hiệu quả xử lý tới 99% ở các điều kiện tối ưu và nồng độ As cịn lại dưới 1µg/l. Cịn đối với các hệ xử lý thực tiễn ngồi hiện trường thì hiệu quả xử lý thấp hơn khoảng từ 50 đến 90%.
Trong quá trình keo tụ và lắng/lọc, As được loại bỏ thơng qua ba cơ chế chính: - Kết tủa: Sự hình thành các hợp chất ít tan như Al(AsO4) hoặc Fe(AsO4). - Cộng kết: Kết hợp các dạng As tan vào các pha hydroxit kim loại.
- Hấp phụ: Sự liên kết tĩnh điện hoặc các lực vật lý khác nhau của As với bề mặt của các hạt hydroxit kim loại.
• Q trình tách lỏng /rắn
Quá trình này thường được sử dụng để tách ra khỏi dung dịch các chất rắn sau khi được kết tủa hoặc keo tụ. Các kỹ thuật tách thường thấy là lắng và lọc, trong đó, phương pháp lọc bằng một lớp cát dày thường cho hiệu quả cao.
• Các q trình vật lý
Một số kĩ thuật như: thẩm thấu ngược, màng lọc nano, điện thẩm tách có khả năng loại bỏ tất cả các dạng As hồ tan ra khỏi nước. Trong q trình này, người ta cho nước chảy qua một màng lọc đặc biệt, các chất gây ô nhiễm được giữ lại nhờ các tương tác vật lý. Để xử lý nước bằng phương pháp lọc màng, trước hết người ta phải loại bỏ các chất rắn lơ lửng và đưa As về dạng As(V).
• Q trình xử lý sinh học
Vi khuẩn có vai trị quan trọng trong việc gây xúc tác cho các q trình trên và nó có khả năng để loại bỏ As ra khỏi nước. Hầu hết các công nghệ xử lý As đều sử dụng kết hợp nhiều quá trình hoặc đồng thời hoặc nối tiếp nhau. Các cơng nghệ xử lý sẽ có hiệu quả kinh tế cao nếu có thể xử lý các chất ô nhiễm khác không mong muốn cùng với As.
Trước đây công nghệ thông dụng để xử lý As là kết tủa với muối kim loại, làm mềm bằng vôi, xử lý cùng với sắt/mangan. Nhưng kể từ khi có sự khuyến cáo về tiêu chuẩn As trong nước uống giảm từ 50 ppb xuống 10 ppb năm 2003 và một số quốc gia cũng hạ thấp tiêu chuẩn As xuống thì q trình keo tụ nhiều khi khơng thể loại bỏ As xuống tới mức cho phép này. Kết quả là rất nhiều công nghệ tiên tiến được nghiên cứu phát triển để phù hợp với tiêu chuẩn mới. Những công nghệ mới này bao gồm trao đổi ion, sử dụng nhơm hoạt hố và phương pháp màng như thẩm thấu ngược và lọc nano. Trong khi những cơng nghệ này tỏ ra có hiệu quả ở quy mơ phịng thí nghiệm hoặc các nghiên cứu thực nghiệm thì vẫn cịn có những hạn chế đối với các hệ ở thực tế.
• Q trình hấp phụ và trao đổi ion
Phương pháp hấp phụ là tạo ra các vật liệu có diện tích bề mặt lớn, có ái lực lớn với các dạng As hoà tan và sử dụng các vật liệu đó để loại bỏ As ra khỏi nước. Người ta đã phát hiện ra khả năng hấp phụ As của nhơm oxit đã hoạt hố (Al2O3), các vật liệu có chứa oxit, hyđroxit sắt, các loại quặng sắt tự nhiên: limonit, laterit...
Trao đổi ion có thể được xem là một dạng đặc biệt của phương pháp hấp phụ. Trao đổi ion là q trình thay thế vị trí của các ion bị hấp phụ trên bề mặt chất rắn bởi các ion hoà tan trong dung dịch. Nhựa trao đổi ion được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý nước để loại bỏ các chất hồ tan khơng mong muốn ra khỏi nước. Các loại nhựa này có một bộ khung polyme liên kết ngang, được gọi là nền. Thông thường, nền này được tạo thành do polystyren liên kết ngang với divinylbenzen. Các nhóm chức tích điện liên kết với nền thông qua các liên kết cộng hoá trị. Phương pháp này rất hiệu quả trong việc loại bỏ As. Tuy nhiên, nếu trong dung dịch, nồng độ các ion cạnh tranh với As (như sunfat, florua, nitrat...) lớn, hiệu suất của quá trình sẽ giảm đi một cách đáng kể.