CHƢƠNG 4 : PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH
4.6. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MƠ HÌNH XỬ LÝ NƢỚC NGẦM NHIỄM
chạy qua cột đƣợc đo và theo dõi để có thể dừng cột hấp phụ khi đạt cân bằng (nồng
độ đầu vào = nồng độ đầu ra). Các điểm nồng độ đầu ra của dung dịch tạo thành
đƣờng cong thoát với các điểm uốn tại vị trí Ce/C0 = 5% và Ce/C0 = 95% (theo lý thuyết). Thời điểm tại các điểm uốn đƣợc áp dụng để tính tốn các thơng số của mơ hình cột hấp phụ.
Khi tiến hành thí nghiệm, thể tích dung dịch đƣợc lấy để đo nồng độ đầu ra, phải
đƣợc lấy theo từng Bed – volume. Quá trình hấp phụ động đƣợc dừng lại khi hàm
lƣợng asen trong dung dịch đi qua cột hấp phụ bắt đầu tăng lên (cột hấp phụ đạt cân bằng).
4.6. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MƠ HÌNH XỬ LÝ NƢỚC NGẦM NHIỄM ASEN ASEN
Hiện nay công nghệ xử lý nƣớc uống bằng thẫm thấu ngƣợc (Reverse osmosis -
RO) đang đƣợc sử dụng rộng rãi trên tồn thế giới do tính năng có thể loại bỏ những vật chất hữu cơ hòa tan, những chất ô nhiễm và ion nhƣ natri, calci, Clo và kể cả
asen,... Tuy nhiên, giá thành của những thiết bị này khá cao chẳng hạn nhƣ máy lọc
nƣớc Kangaroo KG106UV giá 5.400.000 VNĐ [63], điều này làm cho các thiết bị này khó tiếp cận đến ngƣời dân nghèo vùng nơng thơn.
Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã chọn cột lọc asen tích hợp trong bình lọc nƣớc 2 tầng và thùng lọc asen vì đây là thiết bị lọc nƣớc phổ biến, dễ sử dụng, giá thành thấp phù hợp với điều kiện kinh tếở vùng nông thôn.
4.6.1. Cột lọc asen tích hợp trong mơ hình bình lọc nƣớc hai tầng 4.6.1.1. Thiết kế mơ hình 4.6.1.1. Thiết kế mơ hình
Sau khi tiến hành nghiên cứu hấp phụ cột bằng mơ hình Bed – Volume, trên cơ
sở đó chúng tơi tính tốn chiều cao vùng truyền khối, chiều cao cột hấp phụvà độ bền của vật liệu Ceramic – Bùn sắt để tiến hành xây dựng mơ hình cột lọc asen tích hợp trong bình lọc nƣớc hai tầng và cột lọc asen này đƣợc gọi là lõi lọc asen FC.
4.6.1.2. Vận hành mơ hình
Từ mơ hình thiết kế, chúng tơi tiến hành đánh giá khả năng hấp phụ asen qua cột lọc gốm (sứ) và qua lõi lọc asen FC đã thiết kế, khảo sát này đƣợc tiến hành với nồng
độ asen trong nƣớc giả lập là 50 ppb với tốc độ chảy của lõi lọc asen FC là 5 ml/phút, đƣợc thực hiện tài phịng Thí nghiệm Cơng nghệMơi trƣờng – SPKT Tp.HCM.
4.6.1.3. Nghiên cứu khảnăng xử lý asen qua các lần lọc đầu tiên
Chúng tôi tiến hành khảo sát hiệu quả xử lý asen của mơ hình với vật liệu mới hoàn toàn nhằm xác định thời gian cần thiết để lõi lọc đạt hiệu quả xử lý tốt. Với nồng
độ asen đầu vào nƣớc giả lập là 50ppb, tiến hành lọc 5 lần và mỗi lần 4 lít.
4.6.2. Cơng nghệ xửlý nƣớc ngầm nhiễm asen quy mơ hộgia đình
Từ những nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới và trong nƣớc về việc xửlý nƣớc cấp nói chung và nƣớc ngầm nói riêng, chúng tơi tiến hành nghiên cứu và đƣa ra quy trình cơng nghệ xửlý nƣớc ngầm nhiễm asen quy mô hộgia đình. Cơng nghệ này cho phép xử lý các nguồn nƣớc ngầm chứa nhiều asen hoàn toàn bằng oxy khơng khí và vật liệu Ceramic – Bùn sắt mà nhóm đã điều chế, mà khơng sử dụng bất kỳ hóa chất và vật liệu xúc tác nào nhằm cung cấp nƣớc sinh hoạt, sản xuất, kinh doanh đạt yêu cầu chất lƣợng theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc sinh hoạt QCVN 02 - 2009/BYT. Với mong muốn đem lại nguồn nƣớc sạch, bảo vệ sức khỏe ngƣời dân, giải quyết vấn đềnƣớc sạch, vệsinh môi trƣờng nơng thơn.
Từđó chúng tơi tiến hành thiết kế thùng lọc asen dựa trên mơ hình thực nghiệm Bed – Volume mà nhóm đã nghiên cứu và dựa trên các thơng số cũng nhƣ quy trình
cơng nghệđã đƣa ra. Thùng lọc asen này đƣợc thiết kế với mục đích loại bỏ asen trong
nƣớc ngầm phù hợp với hộ gia đình ở nơng thơn. Thùng lọc này đƣợc gọi là thùng lọc
asen FC thiết kếđơn giản, gọn nhẹ, dễ áp dụng, dễ lắp đặt, dễ sử dụng và chi phí thấp
ngƣời dân bình thƣờng cũng có thể tựlàm đƣợc.