Các phản ứng khử hoặc ôxi hoá các chất sẽ làm thay đổi tính chất hoá học của chúng. Hầu hết các công nghệ xử lý asen đều có hiệu quả khi xử lý asen hoá trị năm (arsenate) còn dạng asen hoá trị ba (arsenite) phần lớn không tích điện ở pH dưới 9.2. Vì vậy nhiều hệ thống xử lý bao gồm cả bước ôxi hoá để chuyển arsenite thành arsenate. Quá trình ôxi hoá sẽ không thể loại bỏ asen ra khỏi dung dịch mà phải đi kèm với các quá trình xử lý khác như kết tủa, hấp phụ hoặc trao đổi ion, quỏ trỡnh này thường được sử dụng để tạo thuận lợi cho các quá trình tiếp theo.
Ôxi hoá asen bằng không khí
Ôxi không khí là tác nhân của quá trình ôxy hoá, tuy nhiên động học của quá trình ôxi hoá bằng không khí của asen lại rất thấp và thời gian diễn ra hàng tuần. Khi nước được bão hoà oxi từ không khí thay vì ôxi nguyên chất thì mức độ ônxy hoà tan thấp hơn nên tốc độ ôxi hoá chậm hơn. Quá trình ôxy hoá bằng không khí của arsenite có thể được xúc tác bằng vi khuẩn, axit hoặc kiềm, đồng, bột các bon
50
hoạt tính và nhiệt độ cao. Quá trình khử asenate khi thiếu ôxy xảy ra chậm mặc dù có sự trợ giúp của quá trình nhiệt động.
Ôxi hoá asen bằng phương pháp hóa học
Arsenite có thể bị ôxy hoá trực tiếp bởi nhiều chất hoá học khác bao gồm khí
clo, hypochlorit, ozon, permanganate, H2O2, và phản ứng Fenton (H2O2/Fe2+). Một
vài chất rắn như ôxit mangan cũng có thể ôxy hoá được arsenite. Sự bức xạ của tia cực tím có thể xúc tác quá trình ôxy hoá arsenite khi có mặt các chất ôxy hoá như ôxi. Quá trình ôxi hoá trực tiếp bằng tia cực tím của arsenite xảy ra chậm nhưng có
thể được xúc tác bằng sulfit, sắt hoặc muối citrat. Clo là chất ôxi hoá mạnh và có
hiệu quả nhưng nó lại tạo ra chất độc cơ clo. Lượng clo thêm vào phụ thuộc vào thành phần của nước.
Ozon cũng được coi là chất ôxi hoá mạnh. Khi cho ozon vào nước với hàm lượng 2 mg/l tiếp xúc với nước khoảng 1 phút trước khi lọc sẽ có hiệu quả rất cao trong việc ôxi hoá sắt và mangan, loại bỏ asen và các kim loại khác tới dưới giới hạn cho phép. Với cùng liều lượng ôzon thì arsenite có thời gian chuyển hóa khoảng 4 phút. Ozon cũng là chất sát khuẩn mạnh nhưng không giống như clo, dư lượng của nó không tồn tại lâu ở trong nước đã xử lý.
Permanganate có hiệu quả ôxi hoá arsenite cao cùng với Fe(II) và Mn(II).
KMnO4 phổ biến ở các nước đang phát triển, nó được sử dụng như là chất kháng
sinh cục bộ. Xử lý mangan dư trong nước không được vượt quá khuyến cáo của WHO 0,5 mg/L.
Hydroxyl peroxit (H2O2) cũng là chất ôxi hoá có hiệu quả nếu trong nước có
chứa sắt hoà tan nồng độ cao và nhiễm asen. Các ion sắt (III) được hình thành sẽ kết
tủa trực tiếp với asen bị ôxy hoá. MnO2 dạng rắn cũng có khả năng ôxy hoá asen.
Hiện nay MnO2 đã được sử dụng trong các hệ thống xử lý asen trong nước, các lớp
vật liệu lọc có chứa MnO2 sẽ chuyển arsenite thành arsenate. Quá trình ôxi hoá có
hiệu quả ở khoảng pH rộng và không để lại lượng mangan quá mức trong dung dịch. Những nghiên cứu gần đõy đã cho thấy tốc độ ôxi hoá xảy ra rất nhanh.
51