Theo các nhà chuyên môn, hiện nay tồn tại khá nhiều công nghệ khử asen trong nước dưới đất. Để lựa chọn công nghệ phù hợp cần nghiên cứu cụ thể các
11
điều kiện như loại nguồn nước, đặc điểm thành phần hóa học của chúng; điều kiện địa chất thủy văn, khí tƣợng. Các nguyên tắc để chọn công nghệ phải đạt đƣợc các tiêu chí: Chất lượng nước sau xử lý phải đạt yêu cầu sử dụng; công nghệ đơn giản; giá thành thấp; không sử dụng hoặc yêu cầu điện năng tối thiểu; có khả năng áp dụng cho các loại nguồn nước khác nhau, với công suất cấp nước qui mô phục vụ khác nhau; sử dụng đƣợc các nguyên vật liệu nhân công địa phương; được cộng đồng chấp nhận.
1.1.5.1. Công nghệ kết tủa, lắng, lọc
Phần lớn các phương pháp xử lý asen đều liên quan đến quá trình kết tủa và lọc, hoặc sử dụng muối kim loại hoặc làm mềm nước bằng vôi. Phương pháp xử lý này rất có hiệu quả khi loại bỏ các chất rắn lơ lửng và hoà tan ngoài asen nhƣ độ đục, sắt, mangan, phốt phát và florua. Nó còn có hiệu quả trong việc làm giảm mùi, mầu và giảm nguy cơ hình thành các chất ô nhiễm thứ cấp.
Muối kim loại thường dùng là muối nhôm và muối sắt clorua hoặc sunphat. Hiệu quả xử lý asen bằng muối nhôm hoặc muối sắt ở quy mô phòng thí nghiệm có hiệu quả xử lý tới 99% ở các điều kiện tối ƣu và nồng độ asen còn lại dưới 1mg/L. Còn đối với các hệ xử lý thực tiễn ngoài hiện trường thì hiệu quả xử lý thấp hơn khoảng từ 50 đến 90%.
Trong quá trình keo tụ và lắng/lọc, asen đƣợc loại bỏ thông qua ba cơ chế chính:
+ Kết tủa: Sự hình thành của các hợp chất ít tan nhƣ Al(AsO4) hoặc Fe(AsO4).
+ Cộng kết: Kết hợp các dạng asen tan vào các pha hydroxit kim loại.
+ Hấp phụ: Sự liên kết tĩnh điện họăc các lực vật lý khác của asen tan với bề mặt của các hạt hydroxit kim loại.
Cả ba cơ chế này có thể sử dụng độc lập đối với quá trình loại bỏ chất ô nhiễm.
1.1.5.2. Oxi hoá/khử [16]
Hầu hết các công nghệ xử lý asen chỉ có hiệu quả cao đối với việc loại bỏ
12
asen ở dạng As(V), vì vậy As(III) thường được oxi hoá lên trạng thái As(V) trước khi xử lý. Các tác nhân hoá học thường được sử dụng để oxi hoá asenit thành asenat bao gồm khí clo, khí ozon, kali pemanganat, hydro peoxit, tác nhân Fenton‟s (H2O2/Fe2+)... Một số chất rắn nhƣ mangan oxit cũng đƣợc sử dụng để oxi hoá asen.
Ngoài ra người ta còn có thể sử dụng trực tiếp các bức xạ từ mặt trời để oxi hoá asenit thành asenat với sự có mặt của các chất xúc tác nhƣ sunfua, Fe3+, xitrat...
Nếu chỉ sử dụng quá trình oxi hoá thì không thể loại bỏ asen ra khỏi dung dịch. Vì thế, quá trình này thường phải kết hợp với các quá trình kết tủa, hấp thụ hoặc trao đổi ion.
1.1.5.3. Công nghệ hấp phụ và trao đổi ion
Sử dụng phương pháp hấp phụ là tạo ra các vật liệu có diện tích bề mặt lớn, có ái lực lớn với các dạng asen hoà tan và sử dụng các vật liệu đó để loại bỏ asen ra khỏi nước. Người ta đã phát hiện ra khả năng hấp phụ asen của nhôm oxit đã hoạt hoá (Al2O3), các vật liệu có chứa oxit, hyđroxit sắt, các loại quặng sắt tự nhiên: limonit, laterit...
Phương pháp trao đổi ion có thể được xem là một dạng đặc biệt của phương pháp hấp phụ. Trao đổi ion là quá 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 hoà tan không 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 đivinylbenzen. 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 asen. Tuy nhiên, nếu trong dung dịch, nồng độ các ion cạnh tranh với asen (nhƣ sunfat, florua, nitrat...) lớn, hiệu suất của quá trình sẽ bị giảm.
1.1.5.4. Các phương pháp vật lý
Các phương pháp như: thẩm thấu ngược, màng lọc nano, điện thẩm tách có
13
khả năng loại bỏ tất cả các dạng asen cùng muối khoáng hòa tan ra khỏi nước.
Trong quá 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 xứ lý nước bằng phương pháp lọc màng, trước hết người ta phải loại bỏ các chất rắn lơ lửng và đưa asen về dạng As(V) [21].
Tóm lại, dựa vào các điều kiện cụ thể của mỗi địa phương, cần lựa chọn một công nghệ xử lý asen trong nước phù hợp. Có thể kết hợp các phương pháp để tăng hiệu quả loại bỏ asen trong nước đồng thời giảm giá thành sản phẩm và tiện dụng.