1.1.4.1. Phương pháp hấp phụ
Hấp phụ l phương ph p t ch c c chất trong đ c c chất ô nhiễm dạng l ng hoặc khí bị gi lại trên bề mặt r n x p và trong các ng mao quản c a chất hấp phụ.
Chất hấp phụ thường có bề mặt riêng lớn, từ v i trăm đến vài nghìn m2/g, có các ng mao quản đ lớn đ các phân t bị hấp phụ đến đƣợc bề mặt, hay gặp nhƣ than hoạt t nh silicagel zeolit .. Tùy thuộc vào m i liên kết gi a các phân t bị hấp phụ với các ti u phân ở bề mặt phân chia pha mà quá trình hấp phụ là hấp phụ vật lý (l c liên kết Van der Waals) hay hấp phụ hóa học (liên kết hóa học bền v ng nhƣ liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết ph i trí,..) [8].
Nghiên c u ng ụng phương ph p hấp phụ trong x l ho chất BVTV có một s c ng tr nh tiêu i u nhƣ:
Rojas v cộng s đ nghiên c u s ụng c c vật liệu gi rẻ như: v hạt hướng ương v trấu n compose đ loại thu c trừ s u ra kh i nước ằng phương ph p hấp phụ. Kết quả c a nghiên c u đ ch ra rằng v trấu c khả năng hấp phụ t t nhất đ loại thu c trừ s u ra kh i nước [9].
reerachakul v cộng s đ nghiên c u s ụng kết hợp hấp phụ ằng than hoạt t nh với x c t c quang (XTQ) đ loại thu c iệt c ra kh i nước. Khi s ụng hệ th ng kết hợp than hoạt t nh hoạt động hấp phụ 2 lần: 1 lần hấp phụ tr c
tiếp 1 lần hấp phụ sau khi thu c iệt c ị x l qua qu tr nh x c t c quang. Hiệu quả c a qu tr nh kết hợp cho thấy loại đƣợc trên 90% sau khi chạy hệ sau 10 phút [10].
Moussavi v cộng s 2013 đ nghiên c u loại thu c trừ s u iazinon ra kh i nước nhiễm ằng c ch s ụng phương ph p hấp phụ ằng than hoạt t nh c ch a NH4Cl. Kết quả ch ra rằng t i đa c 97 5% iazinon 20 mg/L ị hấp phụ lên than hoạt t nh c ch a NH4Cl [11].
T m lại phương ph p hấp phụ ch l giải ph p ph n t ch v c lập c c h a chất BVTV chƣa x l triệt đ sau đ vẫn phải p ụng c c c ng nghệ kh c đ ph n h y th nh c c sản phẩm kh ng g y hại ra m i trường.
1.1.4.2. Phương pháp màng lọc
Phương ph p m ng lọc l phương ph p ph n t ch c c phần t trong nước qua một lớp v ch ngăn m ng lọc nhờ l c t c ụng. L c t c ụng c th l chênh lệch p suất ∆P điện thế ∆E n ng độ ung ịch ∆C nhiệt độ ∆T gi a 2 phía c a lớp m ng lọc. Vật liệu chế tạo m ng lọc c th l polymer hoặc ceramic.
Hình 1. 4. Mô tả màng lọc
Do phần lớn c c ho chất BVTV thường l ạng t tan trong nước v c k ch thước rất nh , do vậy đ loại được lượng ho chất BVTV trong m i trường ằng phương ph p m ng lọc người ta thường s ụng c c loại m ng c k ch thước lỗ rất nh nhƣ m ng lọc nano Nanofiltration - NF hoặc thẩm thấu ngƣợc Reverse Osmosis - RO). Cho đến nay đ c nhiều c ng tr nh nghiên c u s ụng phương ph p m ng lọc đ x l ho chất BVTV tiêu i u nhƣ:
Dòng hỗn hợp đầu vào
Dung dịch sau màng lọc
Phần t gi lại trước màng
Plakas v cộng s đ nghiên c u loại thu c trừ s u ra kh i nước ằng phương ph p lọc NF và RO. Nghiên c u ngo i việc ch ra khả năng loại thu c trừ s u ằng phương ph p m ng c n đưa ra c c yếu t ảnh hưởng tới khả năng loại thu c trừ s u c a phương ph p: vật liệu cấu tạo c a m ng k ch thước lỗ m ng khả năng kh mu i c a m ng [12].
Mehta v cộng s đ nghiên c u s ụng m ng RO đ loại 2 loại thu c trừ s u thuộc họ phenyl l iuron v isoproturon. Kết quả nghiên c u cho thấy rằng c tới hơn 95 thu c trừ s u ị loại ra kh i nước thải n ng nghiệp. Nghiên c u c ng ch ra rằng c c axit h u cơ c trong nước kh ng c ảnh hưởng nhiều tới việc loại hai loại thu c trừ s u [13].
Kosutic v cộng s đ nghiên c u loại Asen v thu c trừ s u ra kh i nước u ng ằng c ch s ụng m ng lọc NF. Nghiên c u đ ch ra rằng khả năng loại thu c trừ s u v anion asen ra kh i nước c a m ng lọc NF l tương đ i cao. Ngoài ra, t c giả c n tiến h nh so s nh hiệu quả c a m ng lọc NF với m ng RO kết quả cho thấy rằng việc s ụng m ng lọc NF gi p giảm được năng lương tiêu thụ v chi ph năng lƣợng so với khi s ụng m ng lọc RO [14].
Tuy nhiên, c ng gi ng như phương ph p hấp phụ qu tr nh m ng lọc c ng ch ph n t ch v c lập c c h a chất BVTV ch chƣa x l triệt đ sau đ vẫn phải p ụng c c c ng nghệ kh c đ ph n h y th nh c c sản phẩm kh ng g y hại.
1.1.4.3. Phương pháp sinh học
X l ho chất BVTV ằng phương ph p sinh học l qu tr nh s ụng c c loại VSV c khả năng ph n huỷ c c chất h u cơ ền ở trong th nh phần c a thu c BVTV. Shawaqfeh đ nghiên c u s ụng hệ th ng kết hợp gi a qu tr nh khị kh v qu tr nh hiếu kh đ x l thu c trừ s u trong nước. Nghiên c u đ thiết lập hai hệ th ng riêng iệt đ đ nh gi hai qu tr nh x l kị kh v hiếu kh . Kết quả cho thấy rằng trên 96 thu c trừ s u ị loại kh i nước sau 1 khoảng thời gian 172 ng y đ i với hệ hiếu kh v 230 ng y đ i với hệ kị kh . Khi kết hợp hai hệ th ng cho hiệu quả t t hơn so với ng riêng iệt từng hệ th ng. Cụ th nghiên c u ch ra
rằng ch cần thời gian lưu trong hệ hiếu kh l 24 giờ sau đ chuy n qua hệ kị kh 12 giờ l c th thấy đƣợc khả năng loại thu c trừ s u c a hệ kết hợp [15].
Nhược đi m c a phương ph p n y l phải t m ra được ch ng VSV th ch hợp đ ph n h y c c h a chất BVTV v hầu hết c c h a chất BVTV l ―độc t ‖ đ i với các VSV o đ đ y vẫn đang v sẽ l một hướng nghiên c u mới.
1.1.4.4. Phương pháp Oxy hóa nâng cao
Phương ph p oxy h a n ng cao vance Oxi ation Process – AOP) là phương ph p s ụng g c t o hy roxyl OH c t nh oxy h a c c mạnh Thế oxy h a kh E = 2 7 V/ESH đ oxy h a c c chất nhiễm ở nhiệt độ v p suất m i trường. Tuy thời gian t n tại c a c c g c OH l rất ng n c 10-9 giây nhưng c c g c OH c th oxy h a c c chất h u cơ với hằng s t c độ phản ng rất lớn từ 106 đến 109 L.mol-1.s-1 [16 . Qu tr nh oxy h a c c hợp chất h u cơ RH hay PhX cơ kim loại v chất v cơ c th đƣợc th c hiện ởi 3 cơ chế sau [17]:
i) T ch 1 nguyên t hy ro đề hy ro h a :
OH + RH → R + H2O (1) ii) Phản ng cộng ở liên kết chƣa no hy roxylation :
OH + PhX → HOPhX 2 iii) Trao đổi electron oxy h a - kh :
OH + RH → RH+° + HO- (3)
OH + RX → RXOH° → ROH+° + X- (4)
Hiện nay c c qu tr nh OP được xem như l nh m c c phương ph p x l rất hiệu quả c c chất nhiễm h u cơ ền POPs - Persistant Organic Pollutants kh hoặc kh ng ị ph n h y sinh học trong nước th nh CO2, H2O v c c chất h u cơ ng n mạch hơn t độc hơn v c th ị ph n h y sinh học [17 -19] trong đ c c c hóa chất BVTV [20 . T y theo c ch th c tạo ra g c OH m OP đƣợc chia th nh c c phương ph p kh c nhau như h nh 1.5 ưới đ y:
Hình 1. 5. Các quá tr nh ch nh tạo ra gốc OH trong AOP 21]