›
›

Giáo trình Công nghệ xử lý nước cấp

docx 45 trang huongle 4400
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Công nghệ xử lý nước cấp", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docxgiao_trinh_cong_nghe_xu_ly_nuoc_cap.docx

Nội dung text: Giáo trình Công nghệ xử lý nước cấp

  1. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ASEN 2 1.1 NGUỒN GỐC CỦA ASEN 2 1.2 TÍNH CHẤT VẬT LÝ 4 1.3 TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ASEN 4 1.4 NHIỄM ĐỘC ASEN 6 1.5 TÌNH HÌNH Ô NHIỄM ASEN TẠI VIỆT NAM 6 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM 8 2.1 GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC NGẦM 8 2.2 PHẠM VI ÁP DỤNG 8 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN 8 3.1 PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 8 3.1.1 Oxi hóa và loại Asen bằng không khí 8 3.1.2 Oxi hóa và loại Asen bằng tác nhân hóa học 11 3.1.3 Oxi hóa và loại Asen bằng năng lượng mặt trời (SORAS) 13 3.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÍ: OXY HÓA KẾT HỢP VỚI KEO TỤ VÀ LẮNG 14 3.3 PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ 15 3.3.1 Hấp phụ lên vật liệu có phành phần là Fe 16 3.3.2 Phương pháp hấp phụ bằng vật liệu có thành phần Nhôm: 19 3.3.3 Hấp phụ bằng vật liệu có thành phần Mangan oxit: 21 3.3.4 Công nghệ Nano VAST 24 3.4 PHƯƠNG PHÁP LỌC 26 3.4.1 Màng vi lọc 26 3.4.2 Màng siêu lọc 27 3.4.3 Màng lọc nano 27 3.4.4 Màng lọc RO 31 3.4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của màng RO và Nano 39 3.4.6 So sánh khả năng lọc của các màng lọc 40 3.4.7 Rửa lọc 40 3.5 CHƯNG CẤT BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 41 3.6 TRAO ĐỔI ION 41 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 43 CHƯƠNG 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 1
  2. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 ĐẶT VẤN ĐỀ Asen và các hợp chất của Asen là những chất độc mạnh nhưng lại là một nguyên tố tồn tại rất phổ biến trong tự nhiên cả dạng vô cơ lẫn hữu cơ. Chúng có thể xâm nhập vào cơ thể thông qua rất nhiều con đường mà con người không thể nào nhận thấy bằng cảm quan được vì chúng vốn không màu, không mùi, không vị “gặm nhấm”, “thâm nhập” vào dần dần. Trên thế giới, tình trạng ô nhiễm Asen trong nước ngầm đã đạt đến mức đáng báo động, các nước Châu Âu, Nam Mỹ đang ra sức nghiên cứu để cải tiến các biện pháp phòng tránh cải thiện tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Ở các nước như Nga, Trung Quốc, Canada, Băng-la-đét tình trạng báo động về Asen đã được đưa lên mức cao nhất. Biểu đồ 1: Mức sản xuất Asen của Thế Giới năm 2006 Tại Việt Nam, nước ngầm nhiễm độc Asen đang là nỗi lo từng ngày của người dân, nhất là những vùng có nồng độ asen ô nhiễm cao. Ở Hà Nội và những vùng lân cận đã xuất hiện sự ô nhiễm Asen trong nước ngầm dưới đất với nồng vượt quá hàng chục lần tiêu chuẩn cho phép (Số liệu năm 2000) không chỉ vậy Asen còn có mặt trong nước mặt, nước thải và nước mưa. Khu vực phía Nam Hà Nội đã đạt đến mức ô nhiễm Asen cao nhất cả nước.  Tại đồng bằng Sông Cửu Long mức độ ô nhiễm Asen trong nước ngầm đặc biệt là nước giếng khoan là cực kỳ nghiêm trọng. Với độc tính chết người, khi xâm nhập vào cơ thể, Asen sẽ gây những bệnh cực kỳ đáng sợ như đột biến Gen, rối loạn thần kinh gây tổn hại não bộ, suy giảm miễn dịch, ung thư da, viêm tróc da, vẩy sừng, hoại tử và hàng loạt những chứng bệnh hiểm nghèo và cái chết là hậu quả cuối cùng nếu chúng ta không có hiểu biết để phòng tránh và giảm thiểu tác hại của chúng. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ASEN 1.1 Nguồn gốc của Asen - Asen hay còn được gọi là thạch tín. Là kim loại nặng rất phổ biến trong tự nhiên. - Tên gọi một số hợp chất thường gặp của Asen: 2
  3. Công nghệ xử lý nước cấp 2015  Thân hoa: có thành phần chủ yếu là As2O3 có thể coi là thạch tín thiên nhiên nhưng rất ít.  Độc sa: có thành phần chủ yếu là hợp chất lẫn sắt, asen và sunfua AsFeS.  Hùng hoàng: có thành phần chủ yếu là asen sunfua. - Asen hay tồn tại dưới dạng hợp chất asenua và asenat Hình 1.1: Mẫu Asen nguyên chất Asen là một trong những nguyên tố có nhiều khoáng vật nhất, tới 368 dạng trong đó các nhóm hydroarsen và arsenat – với 213 khoáng vật, sulfurarsenat – 73 khoáng vật, intêmtallit – 40 khoáng vật. Trong các đá phiến sét phần lớn As tồn tại trong silicat (85,5 – 92,5%), phần nhỏ còn lại ở dạng hợp chất khác như oxit, sulfat, arsenua (khoảng 7 - 14,5 %).Có nhiều quặng hoá nguồn gốc nhiệt dịch giàu arsen, hệ số làm giàu của chúng so với đá vây quanh từ hàng chục tới hàng trăm lần và đương nhiên độc tích sinh thái của các quặng này là lớn. Sự phân bố rộng rãi của nguyên tố asen được bắt nguồn từ quá trình địa hóa. Nồng độ của asen gia tăng khi càng xuống sâu dưới các tầng đất hoặc mạch nước ngầm. Hai môi trường có khả năng tích tụ nồng độ asen cao đó là tại khu vực vũng, vịnh kín ở miền khí hậu khô hạn đến bán khô hạn, và tại những tầng nước ngầm có tính khử mạnh, thường gặp ở vùng chứa nhiều lắng cặn phù sa với nồng độ sulphate thấp. Các tầng lớp lắng cặn mỏng ở địa vực thấp, nơi có độ nghiêng thủy vực thấp, là khu vực đặc trưng chứa nhiều asen trong mạch nước ngầm. 3
  4. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Các tầng nước ngầm có nồng độ asen cao thường ở độ sâu từ 20 đến 120m. Ở 20m, cấu trúc địa chất chứa nhiều đất sét pha cát trộn lẫn với kankar. Xuống đến độ sâu 120m, đất cát mịn pha sét có thể chứa nồng độ asen lên đến 550 µg/L. Ở dưới tầng đất ngầm, asen thường xuất hiện nhiều trong các hỗn hợp khoáng tạo đá (ví dụ: ô-xít sắt, đất sét, hoặc các hỗn hợp khoáng sulphide). Rất nhiều asen bị kết dính trong các hỗn hợp khoáng pyrite ở lưu vực phù sa. Trong quá trình bơm nước lên từ những khu vực giếng sâu làm hạ thấp mực nước ngầm; ô-xy theo đó sẽ xâm nhập vào thúc đẩy quá trìnhô-xy hóa khoáng pyrite. Quy trình phản ứng ôxy-hóa khoáng pyrite cũng đồng nghĩa với việc giải phóng nguyên tố asen vào môi trường nước. Càng xuống sâu dưới các tầng địa chất của một số địa vực đã nêu, nồng độ asen cao hơn. Ở trong những tầng địa chất này, phản ứng ô-xy hóa đối với khoáng chất sulphide diễn ra càngmạnh; và vì thế, giải phóng một lượng asen lớn hơn. Ở môi trường có độ ẩm càng cao, các hỗn hợp khoáng sulphide tham gia vào quá trình phong hóa càng nhanh chóng. Khoáng pyrite là một trong những điển hình của hỗn hợp khoáng kém ổn định nhất trong quá trình va chạm với phong hóa. Quy trình các phản ứng ô-xy hóa diễn ra: Ở dạng ion - 2- + FeAsS + O2+ H2O H2AsO4 + H3AsO3+ SO4 + H + FeOOH Ở dạng hoàn chỉnh FeAsS + O2+ H2O H3AsO4 + H3AsO3+ H2SO4 + FeOOH Lượng Asen trong đá magma từ: 0,5-2,8 ppm (Các As trong đá và quặng cacbonat: 2 ppm, Đá kết tinh: 1,2 ppm). As có 368 dạng khoáng chất khác nhau. Ở Việt Nam hàm lượng trung bình của As trong đất As trong đất và vỏ phong hóa Tây Bắc dao động khoảng 2,6 – 11 ppm. Trong trầm tích biển ven bờ Việt Nam có hàm lượng As trong trầm tích bời rời As (trao đổi ion) dao động trong khoảng 0,1-6,1 ppm. Dạng As tồn tại chủ yếu trong nước dưới đất là -1 As trong không khí và nước H3AsO4 (trong môi trường pH axit đến gần trung -2 tính), HAsO4 (trong môi trường kiềm). Cây trồng chứa một hàm lượng As nhất định, đôi khi As trong sinh vật khá cao: Trong lúa (khô) 110-200, ngô (khô) 30-40, bắp cải (tươi) 20-50. 4
  5. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 1.2 Tính chất vật lý - Màu sắc: Màu xám kim loại. - Khối lượng nguyên tử : 74,92160 đvc. - Khối lượng riêng: 5727 Kg/m3. - Trạng thái vật chất : rắn. - Độ cứng : 3.5. - Điểm nóng chảy: 1.0900K. - Điểm sôi: 8870K. - Nhiệt dung riêng: 328,88J/(Kg.K). - Độ dẫn nhiệt: 50.2 W/(m.K). 1.3 Tính chất hóa học của asen Hình 1.2: Asen trong phòng thí nghiệm hóa học Trạng thái ôxi hóa phổ biến nhất của nó là -3 (asenua: thông thường trong các hợp chất liên kim loại tương tự như hợp kim), +3 (asenat (III) hay asenit và phần lớn các hợp chất asen hữu cơ), +5 (asenat (V): phần lớn các hợp chất vô cơ chứa ôxy của asen ổn định). Asen cũng dễ tự liên kết với chính nó, chẳng hạn tạo thành các cặp As- 3- As trong sulfua đỏ hung hoàng (α-As4S4) và các ion As4 vuông trong khoáng coban asenua có tên skutterudit. Ở trạng thái ôxi hóa +3, tính chất hóa học lập thể của asen chịu ảnh hưởng bởi sự có mặt của cặp electron không liên kết. Asen về tính chất hóa học rất giống với nguyên tố đứng trên nó là phốtpho. Tương tự như phốtpho, nó tạo thành các ôxít kết tinh, không màu, không mùi như As2O3 và As2O5 là những chất hút ẩm và dễ dàng hòa tan trong nước để tạo thành các dung dịch có tính axít. Axít asenic (V), tương tự như axít phốtphoric, là một axít yếu. Tương tự như phốtpho, asen tạo thành hiđrua dạng khí và không ổn định, đó là arsin (AsH3). Sự tương tự lớn đến mức asen sẽ thay thế phần nào cho phốtpho trong các 5
  6. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 phản ứng hóa sinh học và vì thế nó gây ra ngộ độc. Tuy nhiên, ở các liều thấp hơn mức gây ngộ độc thì các hợp chất asen hòa tan lại đóng vai trò của các chất kích thích và đã từng phổ biến với các liều nhỏ như là các loại thuốc chữa bệnh cho con người vào giữa thế kỷ 18. Khi bị nung nóng trong không khí, nó bị ôxi hóa để tạo ra triôxít asen; hơi từ phản ứng này có mùi như mùi tỏi. Mùi này cũng có thể phát hiện bằng cách đập các khoáng vật asenua như asenopyrit bằng búa. Asen (và một số hợp chất của asen) thăng hoa khi bị nung nóng ở áp suất tiêu chuẩn, chuyển hóa trực tiếp thành dạng khí mà không chuyển qua trạng thái lỏng. Trạng thái lỏng xuất hiện ở áp suất 20 atm trở lên, điều này giải thích tại sao điểm nóng chảy lại cao hơn điểm sôi. Asen nguyên tố được tìm thấy ở nhiều dạng thù hình rắn: dạng màu vàng thì mềm, dẻo như sáp và không ổn định, và nó làm cho các phân tử dạng tứ diện As4 tương tự như các phân tử của phốtpho trắng. Các dạng màu đen, xám hay 'kim loại' hơi có cấu trúc kết tinh thành lớp với các liên kết trải rộng khắp tinh thể. Chúng là các chất bán dẫn cứng với ánh kim. Tỷ trọng riêng của dạng màu vàng là 1,97 g/cm³; dạng 'asen xám' hình hộp mặt thoi nặng hơn nhiều với tỷ trọng riêng 5,73 g/cm³; các dạng á kim khác có tỷ trọng tương tự. Tổng quát : . Tính axit- bazơ: Trong môi trường axit đặc As tồn tại dưới dạng cation (AsO)+ không màu. Acid Arsenơ H 3AsO3 là một acid rất yếu , tan trong nước. Trong dung - dịch kiềm ( pH >10) tồn tại dưới dạng anion Asennit ( AsO 2) , có cả (HAsO4). Asen oxyd ( As2O3 ) tan trong dung dịch HCl đặc. . Tính tạo phức - As(III) tạo phức với ion Cl trong dung dịch HCl: AsOCl, AsOHCl2, AsCl3 + - H3AsO3 + [H] +[Cl] AsOCl + 2H2O 2- As cũng tạo phức với ion (S) , vì vậy As2S3 và As2S5 cũng tan nhiều trong kiềm và sulful kiềm: 2- 3- As2S3 + 3(S) 2(AsS3) 2- 3- As2S5 + 3(S) 2(AsS4) . . Tính chất oxi hóa – khử Asen có thể bị khử thành asen AsH : + As + 3 (H) AsH3 Asen(III) có thể bị khử thành As : - + - (AsO2) + 4(H) + 3e As + 2H2O 6
  7. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 1.4 Nhiễm độc asen  Nhiễm độc cấp tính: Nếu bị ngộ độc cấp tính asen sẽ có biểu hiện: khát nước dữ dội, đau bụng, nôn mửa, tiêu chảy, mạch đập yếu, mặt nhợt nhạt rồi thâm tím, bí tiểu và tử vong nhanh.  Nhiễm độc mãn tính: Nhiễm độc asen mãn tính có thể gây ra các tác dụng toàn thân và cục bộ. Các triệu chứng nhiễm độc asen mãn tính xảy ra sau 2-8 tuần, biểu hiện như sau: - Tổn thương da. - Tổn thương các niêm mạc. - Rối loạn thần kinh. - Rối loạn dạ dày, ruột. - Tê đầu các chi, đau các chi, bước đi khó khăn, suy nhược cơ. - Ung thư da. - Asen có thể tác động đến cơ tim. 1.5 Tình hình Ô nhiễm Asen tại Việt Nam Tại Việt Nam nước sử dụng cho sinh hoạt là 70 % nước mặt và 30 % nước ngầm. Với tốc độ gia tăng dân số và phát triển kinh tế cao, nguồn nước ngầm của nước ta đang giảm cả về trữ lượng và chất lượng. Mức độ ô nhiễm arsenic trong nước ngầm ở nước ta là rất nghiêm trọng. Tỷ lệ mẫu nước giếng khoan ở đồng bằng sông Hồng có nồng độ arsenic cao hơn giới hạn cho phép tương đối cao, có nơi cao tới vài trăm lần. được biết, so với quy định của WHO và cộng đồng châu Âu, nồng độ arsenic cho phép có trong nước chỉ 10 g/l, nhưng một số nghiên cứu đã cho thấy nồng độ arsenic trong các mẫu nước ngầm ở Việt Nam cao hơn mức trên, trung bình trên 30g/l ở đồng bằng châu thổ sông Mêkông ở miền Nam và hơn 150g/l ở đồng bằng sông Hồng. Hà Nam là địa phương có mức độ nhiễm arsenic trong nước nặng nhất. 80% các giếng khoan có nồng độ arsenic cao ở mức nguy hiểm từ 100 g/l đến 500 g/l. Hà Tây, mức độ nhiễm arsenic trong nguồn nước ngầm cũng rất cao. Khi kiểm tra 11.500 mẫu nước ở 11 huyện thì phát hiện thấy gần 40% số mẫu bị nhiễm arsenic, có nơi nồng độ nhiễm cao hơn 0,05 g/l, trong khi theo quy định của WHO, hàm lượng arsenic trong nước sinh hoạt chỉ ở mức 0,01 g/l. Ô nhiễm asen trong nguồn nước ngầm ở Hà Nội có nơi lên gấp 40 lần so với mức cho phép. Ô nhiễm amôni cũng vượt mức cho phép từ 20 đến 30 lần. Giá trị nồng độ asen trong nước ngầm 10 µg/l và 50µg/l là tiêu chuẩn cho phép cấp nước ăn uống sinh hoạt QCVN 01/2009 và QCVN 02/2009 của Bộ Y Tế. Ô nhiễm asen tại các nhà máy cấp nước tập trung. 7
  8. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Tám nhà máy cấp nước của Hà Nội gồm: Mai Dịch, Ngọc Hà, Yên Phụ, Ngô Sỹ Liên, Lương Yên, Hạ Đình, Tương Mai, Pháp Vân được khảo sát vào thời điểm 1999. Kết quả cho thấy: đối với nước chưa qua xử lý tại các nhà máy trên, ô nhiễm asen ở mức 240-320 µg/l tại ba nhà máy và ở mức 37-82 µg/l tại các nhà máy còn lại. Các hệ thống cấp nước trên áp dụng công nghệ xử lý nước truyền thống: bão hòa khí và lọc cát, qua đó giảm thiểu được asen trước khi đến tay người tiêu dùng. Nước sau xử lý của các nhà máy trên còn bị ô nhiễm với mức nồng độ từ 25-91 µg/l. Nước giếng khoan dùng cho hộ gia đình tại vùng ngoại thành Hà Nội cũng được đánh giá về mức độ ô nhiễm asen, được các cơ quan UNICEF, trung tâm công nghệ môi trường và phát triển bền vững (Đại học Quốc gia Hà Nội) thực hiện vào thời điểm 1999-2001. Kết quả đánh giá có thể tóm tắt như sau: Bảng 1.1: Nồng độ asen trung bình (đo 3 đợt) tại các huyện ngoại thành Hà Nội Nồng độ trung bình Khoảng nồng độ Địa điểm Số lượng mẫu đo (µg/l) (µg/l) Đông Anh 48 31 <1-220 Từ Liêm 48 67 1-230 Gia Lâm 55 127 2-3050 Thanh Trì 45 432 9-3010 Tổng số 196 159 <1-3050 Kết quả đánh giá về ô nhiễm asen tại các huyện Đông Anh, Từ Liêm, Gia Lâm và Thanh Trì năm 1999 đối với mẫu nước chưa qua xử lý (lọc) được tổng kết trong bảng sau. Từ số liệu của bảng 2 cho thấy mức độ ô nhiễm asen tại Thanh Trì là cao nhất, ở huyện Đông Anh là thấp nhất. Số liệu trên cũng thể hiện được một phần bức tranh ô nhiễm của nước ngầm vùng ngoại thành Hà Nội. Chương 2 : TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM 2.1 Giới thiệu về nước ngầm Nước ngầm là một dạng nước dưới lòng đất; là nước ngọt chứa trong các lỗ rỗng của đất hoặc đá; tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát bột kết; trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bề mặt trái đất; hoặc có thể được chứa 8
  9. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 trong các tầng ngậm nước bên dưới mực nước ngầm. Các nguồn nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét, hay hàng trăm mét. Nước ngầm nhìn chung là nguồn nước tốt, thuận lợi khi khai thác sử dụng cho các mục đích sinh hoạt, ăn uống. Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc của nước ngầm, cấu trúc địa tầng của khu vực và chiều sâu địa tầng nơi khai thác nước. Ở các khu vực được bảo vệ tốt, ít có nguồn thải gây nhiễm bẩn, nước ngầm nói chung được bảo vệ về mặt vệ sinh và chất lượng khá ổn định. 2.2 Phạm vi áp dụng Vì các nguồn nước mặt hay bị ô nhiễm và lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào biến động theo mùa, còn nguồn nước ngầm thì ít chịu tác động bởi con người và chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt nhiều nên nguồn nước ngầm luôn là nguồn nước ưa thích được sử dụng trong cấp nước cộng đồng trên toàn thế giới. Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và chất lượng. Tuy nhiên việc khai thác sử dụng nước ngầm ở Việt Nam còn thấp so với nước mặt. CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN Nguyên tắc chung của xử lý asen : Asen trong nước tồn tại ở 2 dạng hóa trị: As(III) và As(V); trong nước ngầm As(III) trội hơn. Các phương pháp đơn giản loại trừ asen dựa trên khả năng tạo thành hợp chất ít tan của As(V), ví dụ: FeAsO4, Mn3(AsO4), AlAsO4. Bởi vậy, muốn loại trừ Asen phải chuyển nó tới dạng As(V). 3.1 Phương pháp hóa học Các công nghệ xử lý asen thường xử lý As(V) có hiệu quả hơn xử lý As (III). Vì vậy nhiều hệ thống xử lý bao gồm cả bước oxy hóa để chuyển As(III) thành Asen (V). Quá trình oxy hóa không loại bỏ asen ra khỏi dung dịch nhưng nâng cao hiệu quả các quá trình xử lý tiếp theo như cộng kết tủa lọc, hấp phụ Các tác nhân hóa lý thường được sử dụng để oxy hóa asenit thành asenat bao gồm: khí Clo, khí ozon, kali 2+ pemanganat, hydropeoxit, tác nhân penton’s (H2O2/Fe ), mangan oxit Ngoài ra người ta còn có thể xử lý trực tiếp các bức xạ từ mặt trời để oxy hóa asenit thành asenat với sự có mặt của các chất xúc tác đồng thể và dị thể. Khi sử dụng quá trình oxy hóa người ta phải kết hợp các quá trình keo tụ, hấp thụ hoặc trao đổi ion. 3.1.1 Oxi hóa và loại Asen bằng không khí  Nguyên lí hoạt động: Oxy trong không khí là một tác nhân của quá trình oxy hóa As(III),tuy nhiên tốc độ của quá trình diễn ra chậm, thời gian đến hàng tuần. Quá trình oxy hóa có thể được xúc tác bằng vi khuẩn, axit 9
  10. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 mạnh hoặc dung dịch kiềm , đồng, bột cacbon hoạt tính và nhiệt độ cao. Oxy trong không khí được dùng để tách Fe ra khỏi nước ngầm theo phản ứng: 2+ 3+ - 4Fe + O2 + 2 H2O → 4 Fe + 4 OH 3+ + Fe + 3 H2O → Fe(OH)3 ↓ + 3 H Sắt (III) hydroxit được hình thành sẽ cộng kết tủa với asenat As(V)  Ưu và nhược điểm: Ưu điểm Nhược điểm Đơn giản, dễ lắp đặt Hiệu suất xử lý không cao đối với nguồn nước nhiễm asen với nồng độ cao. Giá thành rẻ Chỉ có thể áp dụng với những nguồn nước Có thể tận dụng các công trình xử lý có nồng độ sắt lớn để có thể cộng kết tủa nhiễm phèn sắt và mangan đã có của hộ (hoặc phải bổ sung sắt). gia đình  CÔNG TRÌNH TIÊU BIỂU: GIÀN MƯA Làm thoáng tự nhiên: Sử dụng giàn làm thoáng 1 hay nhiều bậc với sàn tre gỗ, lưu lượng tưới 10 m 3/h và chiều cao 0,7m. Hàm lượng DO trong nước tương đối cao, lượng CO2 sau làm thoáng giảm 50%. Máng tràn nhiều bậc. 10
  11. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Làm thoáng cưỡng bước Cũng có thể dùng tháp làm thoáng cưỡng bức với lưu lượng tưới từ 30 đến 40 m3/h. Lượng không khí tiếp xúc lấy từ 4 đến 6 m 3 cho 1m3 nước. Lượng ôxy hoà tan sau làm thoáng bằng 70% hàm lượng ôxy hoà tan bão hoà. Hàm lượng CO 2 sau làm thoáng giảm 75%. Giàn mưa kết hợp lắng tiếp xúc 1. ống dẫn nước lên dàn mưa 2- máng chính chữ U 3- máng nhánh chữ V có răng cưa 4- là chớp 5- sàng tung 6- ngăn thu nước 7- ống dẫn nước vào bể tiếp xúc 8- ống trung tâm 9- máng thu 10- ống dẫn nước trong bể lọc 11- ống xả cặn 11
  12. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 3.1.2 Oxi hóa và loại Asen bằng tác nhân hóa học Oxy hóa trực tiếp bởi nhiều chất khác như Clo, hypoclorit, ozon, pemanganate, 2+ tác nhân Fenton ((H2O2/Fe ), H2O2  Clo và hypocloric Nguyên lí hoạt động: Clo là một chất oxy hóa mạnh ở bất cứ dạng nào dù là nguyên chất hay hợp chất khi tác dụng với nước đều tạo ra phân tử axit hypoclorit có tác dụng khử trùng . Tốc độ của quá trình khử trùng tăng khi nồng độ của chất khử trùng và nhiệt độ trong nước tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng không phân ly của chất khử trùng vì quá trình khuếch tán trong vỏ tế bào xảy ra nhanh hơn trong quá trình phân ly. Tốc độ khử trùng bị chậm rất nhiều khi trong nước có các chất hữu cơ, cặn lơ lửng và các chất khử khác Khi cho Clo vào nước xảy ra các phản ứng sau: Cl2 + H2O = HOCl + HCl. Hoặc ở dạng phương trình phân ly: + - - Cl2 + H2O = 2H + OCl + Cl Lượng Clo thêm vào phụ thuộc vào thành phần của nước. Cho vào nước khoảng 0,8 – 2 mg/l clo để tạo ra 0,2 mg/l clo dư dùng cho mục đích khử trùng sau khi xử lý. Ưu, Nhược điểm Ưu điểm Nhược điểm Đơn giản, dễ lắp đặt Có thể phản ứng với các chất hữu cơ tạo Giá thành rẻ ra các hợp chất cơ clo có hại (thí dụ Là chất oxy hóa mạnh và xử lý có trihalometan) hiệu quả Khó kiểm soát được lượng Clo dư  Hydro peroxit (H2O2) Nguyên lí hoạt động: 2+ + 3+ Fe (Dung dịch) + H2O2 + 2 H (dung dịch) → 2 Fe (dung dịch) + 2H2O (lỏng). Sắt (III) hydroxit được hình thành sẽ cộng kết với asenat. 12
  13. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Ưu nhược điểm Ưu điểm Nhược điểm Là chất oxy hóa có hiệu quả Cần bổ sung hóa chất H2O2 Không cần oxy hóa Fe2+ trước khi xử lý Cần bổ sung Sắt nếu hàm lượng sắt trong asen nguồn nước không đủ Có thể áp dụng cho các quy mô xử lý tập trung cũng như quy mô hộ gia đình Chi phí xử lý thấp  Kali pemanganate ( KMnO4) Nguyên lý hoạt động: Các phản ứng hóa học xảy ra giữa KMnO4 và As (III) - 3+ + 5+ 2+ 2MnO4 + 5As + 16H 5As + 2Mn + 8H2O ( pt.1) - 3+ + 5+ 2MnO4 + 3As + 8H 3As + 2MnO2 + 4H2O (pt.2) - 2+ - 2MnO4 + 3Mn + 4OH 5MnO2 + 2H2O (pt.3) (pt. 1) và (pt. 2) cho thấy KMnO4 có thể được giảm xuống Mn (II) hoặc MnO2 trong dung dịch axit, oxy hóa để chuyển As(III) thành Asen (V). Phản ứng giữa KMnO4 và Mn (II), thể hiện trong (pt.3), cũng có thể dẫn đến sự hình thành của MnO2. Các MnO2 mới được hình thành có thể hấp thụ thạch tín, vì vậy tổng nồng độ As giảm nhẹ. 13
  14. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 3.1.3 Oxi hóa và loại Asen bằng năng lượng mặt trời (SORAS) Đây là quá trình xử lý asen đơn giản trong cấp nước nông thôn từ nguồn nước ngầm. Phương pháp này, được gọi tắt là SORAS (solar oxidation and removal of arsenic), dùng tia tử ngoại(hình thành các gốc . .– . tự do (OH , O2 , NO , )) trong ánh sáng mặt trời để oxy hóa và loại trừ arsenic trong nước ngầm đựng trong bình nhựa PET (polyethylene terephthalate) trong suốt. SORAS do Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường Liên bang Thụy Sĩ (Swiss Federal Institute of Environmental Science and Technology) và Cơ quan Hợp tác và Phát triển Thụy Sĩ ở Bangladesh (Swiss Agency for Development and Cooperation, Bangladesh) sáng chế. Kết quả thực nghiệm ở Bangladesh cho thấy SORAS có thể giảm từ 45 đến 78% (trung bình 67%) nồng độ arsenic trong nước ngầm. Phương pháp SORAS gồm có các giai đoạn sau đây: 1. Cho 16 lít nước ngầm mới bơm vào bình nhựa PET dung tích 20 lít. 2. Cho vào bình PET 1 muổng cà phê nước chanh tươi. 3.Lắc bình PET khoảng 30 giây. 4. Ðặt bình nằm ngang và phơi nắng trong một ngày. 5. Lật bình đứng lên để lắng cặn trong một đêm. 6. Khi cặn đã lắng, rót nước trong ra khỏi bình PET.  Nguyên tắc của phương pháp là sử dụng phản ứng oxy hóa quang hóa As (III) thành As (V) nhờ ánh sáng mặt trời, sau đó tách As (V) ra khỏi nước bằng sự hấp thụ trên các hạt Fe(III) hydroxit. Hiệu suất của phản ứng oxy hóa quang hóa sẽ được tăng cường nếu nhỏ thêm vài giọt chanh, sẽ giúp cho quá trình tạo bông keo Fe(III). SORAS có hiệu quả khi hàm lượng sắt trong nước ngầm ít nhất là 3mg/l, cường độ bức xạ UV-A 50 Wh/m2. Nồng độ asen có thể giảm từ 500 ppb xuống 50ppb sau 2-3h. 14
  15. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 3.2 Phương pháp hóa lí: Oxy hóa kết hợp với keo tụ và lắng  Nguyên lí hoạt động: Phương pháp này dựa trên cơ chế chuyển hóa các hợp chất As(III) thành As(V) ( phương pháp Oxy hóa 3.1) Quá trình keo tụ và lắng xuống: Khi đưa các hợp chất keo tụ (muối sắt, muối nhôm, hydroxyt sắt, hydroxyt nhôm, ) vào nước, asen (V) bị hấp phụ và lắng xuống đáy bể, hay hấp phụ và bị giữ lại trên bề mặt các hạt cát trên bể lọc. Khi đưa Fe(III) (FeCl3) vào nước, sắt arsenat hình thành rất nhanh (khoảng 10 giây) thành không tan. Tích số tan của sắt là 10-20 mol2/l2, vì vậy nồng độ asen dư trong nước sau kết tủa là 0.0195µg/l. A. Sự pha trộn Fe3+ với B. Keo tụ C. Lắng D. Lọc nước ngầm nhiễm asen 15
  16. Công nghệ xử lý nước cấp 2015  Ảnh hưởng của pH (tối ưu pH=7) Môi trường kiềm: Tạo thành sắt arsenat còn các phản ứng cạnh tranh tạo ra sắt hidroxit và oxit. Môi trường axit: Asen nằm ở dạng trung hòa không tham gia phản ứng tạo kết tủa. Kết tủa asen dưới dạng sản phẩm không hòa tan chỉ có thể thực hiện được với As(V), nên cần oxi hóa triệt để As(III) thành As(V). Sau khi kết tủa asen, nước được lọc, hợp chất asen dạng keo được giữ lại trong tầng lọc theo cơ chế hấp phụ trên vật liệu lọc và với chính nó đã được hấp phụ từ trước đó.  Phạm vi áp dụng: Trong quá trình xử lý có thể loại bỏ một phần asen hoặc có thể bổ sung trực tiếp các yếu tố gây kết tủa từ ngoài. Kết tủa asen dưới dạng sản phẩm không tan chỉ có thể thực hiện được với asen(V).  Ưu điểm: có thể xử ký nhanh chóng asen.  Nhược điểm: Tiêu tốn nhiều hóa chất. Có thể làm tắc nghẽn các công trình phía sau. Ảnh hưởng đến nước sau xử lý. Cần oxi hóa triệt để asen (III) thành asen (V). 3.3 Phương pháp hấp phụ  Nguyên tắc loại asen bằng phương pháp hấp phụ: Hấp phụ là một quá trình xảy ra trên bề mặt tiếp xúc giữa hai pha dị thể (rắn khí, rắn lỏng, lỏng khí). 16
  17. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Các phần tử trên bề mặt khối vật chất tác dụng lên các phần tử của pha tiếp xúc với nó, tạo thành những lực hướng về phía mình nhằm cân bằng về lực theo mọi hướng Đây là nguyên nhân quá trình hấp phụ.  Quá trình hấp phụ gồm ba giai đoạn: Chuyển vật chất từ nước thải đến bề mặt hạt hấp phụ (khuếch tán ngoài ). Hấp phụ. Chuyển vật chất vào trong hạt hấp phụ (khuếch tán trong).  Ưu điểm quá trình hấp phụ: Phương pháp hấp phụ có khả năng làm sạch cao. Chất hấp phụ sau khi sử dụng đều có khả năng tái sinh điều này đã làm hạ giá thành xử lý và đây cũng là ưu điểm lớn nhất của phương pháp này. Hiệu quả xử lý của phương pháp này đạt khoảng 80 ÷ 95% , đây là hiệu quả làm sạch rất cao. 3.3.1 Hấp phụ lên vật liệu có phành phần là Fe: Sơ đồ cộng asen với sắt kim loại: Fe(II) + oxi không khí Fe(III) Fe(III) + As(III) Fe(II) + As(V) Fe(II) + oxi không khí Fe(III) Fe(III) + As(V) FeAsO4 ↓ FeAsO4 kết tủa cùng Fe(OH)3 và được lọc bỏ qua lớp cát. Quá trình loại bỏ asen bằng cách hấp phụ lên mạt sắt kim loại đã được nghiên cứu ở phòng thí nghiệm và áp dụng ngoài hiện trường. Hiệu quả loại bỏ asen vô cơ ra khỏi dung dịch của sắt đến 95%. Asen được hấp phụ lên bề mặt sắt ở trạng thái oxi hóa V. Phổ nhiễu xạ tia X cũng cho thấy trên bề mặt của mạt sắt có sự hiện diện của cả sắt kim loại, Fe3O4, Fe2O3 và cả sắt hydroxide. Mạt sắt (sắt kim loại), sắt hydroxide, các vật liệu phủ sắt, oxit sắt là những vật liệu được sử dụng cho quá trình hấp phụ asen từ nước ngầm.  Hydroxit sắt: dạng hạt Cơ chế: được sản xuất từ dung dịch FeCl 3 bằng cách cho phản ứng với dung dịch NaOH. Kết tủa tạo thành được rửa sạch, tách nước bằng quay li tâm và tạo hạt dưới áp suất cao. Những nghiên cứu địa hóa ở Bangladesh cho thấy hai mặt của quá trình vận chuyển asen do các khoáng vật của Fe gây ra. Quá trình hòa tan hydroxit đã giải phóng ra nước ngầm Fe2+ và các chất hấp phụ lên nó, trong đó bao gồm cả Asen, đây là nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm asen cho hầu hết các khu vực ô nhiễm nước ngầm. Ngược lại, các chất của Fe2+ được oxi hóa và bị thủy phân kết tủa thành Sắt(III) hydroxit làm giảm đáng kể lượng asen tan trong nước. Điều này chứng tỏ khả năng hấp phụ tốt asen của các khoáng vật chứa sắt. 17
  18. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Tại Đài Loan, các nhà khoa học đã chế tạo vật liệu sắt nano để hấp phụ asen, kết quả cho thấy vật liệu hấp phụ 43.62mgAs/g sắt ở pH=4, 42.73mgAs/g sắt ở pH=7, 37.48 mgAs/g ở pH=9.) - Phản ứng có thể xảy ra giữa các hợp chất asen vô cơ và sắt hydroxit Fe(OH)3 +H3AsO4  FeH2AsO4 + H2O + Fe(OH)3 +H3AsO4  FeHAsO4 +H + H2O + Fe(OH)3 +H3AsO4  FeAsO4 +2H + H2O Fe(OH)3 +H3AsO3  FeAsO3 + H2O + Fe(OH)3 +H3AsO3  FeHAsO3 + H + H2O (Các hợp chất sắt 3 hydroxit có trên bề mặt vật liệu) Trên thế giới cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng các hợp chất của Sắt để hấp phụ asen. Các nghiên cứu về sự hấp phụ asen ở cả 2 dạng As(III) và As(V) trên Sắt hydroxit vô định hình đã xác định rằng các vật liệu làm từ Sắt hydroxit vô định hình có khả năng hấp phụ asen cao gấp 5 đến 10 lần khả năng hấp phụ asen của nhôm oxit đã được hoạt hóa. Phương pháp cho Asen keo tụ với muối Sắt (III) sau đó tiến hành lọc cũng cho hiệu quả loại bỏ asen cao hơn so với việc sử dụng Nhôm. Oxit sắt (III) được sử dụng để loại bỏ asen khỏi nước ở dạng các hạt hydroxit sắt (III), hoặc các hạt chất hấp phụ được tạo nên từ 2 oxit của Fe-Si, Fe-Al, hoặc đồng kết tủa Asen với Sắt (III) clorua bằng NaOH. Ngoài vật liệu nhân tạo, người ta còn sử dụng các khoáng chất của sắt đã được biến tính để hấp phụ Asen. Trong số đó, limonit và laterit là 2 loại khoáng có khả năng hấp phụ Asen khá cao thường được nghiên cứu sử dụng( Tải trọng hấp phụ cực đại As(V) của Laterit là 6mg/g. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ asen của vật liệu: Thí nghiệm: Cho vào bình nhựa (PE) 40 mL dung dịch 125 mg Fe(III) L-1, 10 mL dung dịch 0,5 mgAs(III) L-1. Để các pH khác nhau, các thể tích axit (HNO3 0,02M) hoặc kiềm (NaOH 0,02M) từ 0 đến 20 mL được thêm vào bình nhựa trên. Để đảm bảo cường độ ion trong các mẫu thí nghiệm tương đương nhau, một lượng dung dịch muối NaNO3 0,02M được thêm vào sao cho thể tích của hệ đạt 100 mL. Sau thời gian đảm bảo hệ cân bằng một phần mẫu được ly tâm (3.000 vòng/phút), lọc dung dịch và xác định hàm lượng As bằng AAS, phần còn lại được đo pH bằng máy đo pH. Kết quả nghiên cứu cho thấy cho thấy khả năng hấp phụ asen bị ảnh hưởng rõ rệt bởi pH. Khi pH tăng dần từ 4 – 6,5 thì hàm lượng của asen còn lại trong dung dịch giảm mạnh từ 40,4µg L-1 xuống 1,2 µg L-1, chứng tỏ khả năng hấp phụ asen tăng mạnh khi pH tăng từ 4 – 6,5. Khi giá trị pH tăng từ 7 – 8 thì khả năng hấp phụ asen thấp hơn so với khoảng pH 5,0 – 6,5. Khi giá trị pH tăng từ 8 – 9 thì khả năng hấp phụ asen lại tăng nhưng tăng chậm hơn so với khoảng pH từ 5,0 – 6,5. Khả năng hấp phụ asen lớn nhất tại pH 6,0 – 6,5 vì tại pH này khả năng hình thành keo hydroxit Fe điện tích bề mặt dương là lớn nhất. Do vậy ở pH gần trung tính, khả năng hấp phụ asen của hydroxit Fe là tối ưu 18
  19. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Khả năng hấp phụ Hàm lượng asen còn lại Ảnh hưởng của tỉ lệ chất hấp phụ: Thí nghiệm: Tỷ lệ Fe/As: Với dung dịch có hàm lượng As(III) ban đầu là 0,5 mg L -1 trộn với dung dịch hydroxit Fe(III) có nồng độ từ 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80 và 90 mg Fe L-1 theo tỷ lệ 1:1. Khuấy đều dung dịch trong khoảng thời gian là 40 phút sau đó lọc và xác định hàm lượng As còn lại trong dung dịch. Ảnh hưởng của tỷ lệ Fe/As đến khả năng xử lý As trong nước được thể hiện tại pH của hệ ở thời điểm cân bằng xấp xỉ 6,5. Kết quả nghiên cứu cho thấy với nồng độ ban đầu là 50 µg As L-1, hiệu suất khử As khỏi dung dịch đạt đến 60% khi tỷ lệ Fe/As = 20, tỷ lệ Fe/As thì lượng As còn lại trong dung dịch cân bằng càng giảm, tương ứng với lượng bị hấp phụ bởi hydroxit Fe càng tăng. Để đạt giá trị nồng độ As trong nước dưới 10 µg L-1 thì tỷ lệ Fe/As > 30. Nhiều nghiên cứu gần đây cũng chỉ ra rằng, asen được loại bỏ với hiệu suất cao nếu tỷ lệ Fe/As > 20 và khả năng loại bỏ As lý tưởng nếu Fe/As > 50. Kết quả nghiên cứu về khả năng sử dụng hydroxit sắt để hấp phụ asen trong nước cho thấy khoảng pH tối ưu là 6,0 – 6,5, khả năng hấp phụ As bởi hydroxit sắt đạt 19,9 mg g-1.  Sử dụng viên sắt có chứa Clo: Cơ chế: Khi đưa những viên sắt vào trong nước, Clo có tác dụng làm chất oxy hóa, chuyển As(III) thành As(V). Sau đó As(V) sẽ bị hấp phụ lên các bông hydro sắt đã tạo thành. Sau đó khuấy trộn, để lắng rồi gạn nước trong hoặc lọc qua ống lọc. Cặn lắng chứa asen được thải ra bãi phế thải. Asen ở đây chuyển hóa sang thể bay hơi AsH3 và khuếch tán vào không khí. 19
  20. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 So sánh hiệu quả khử Asen bằng thiết bị keo tụ- lắng (Jar Test) với 3 loại phèn keo tụ khác nhau: FeCl3, FeSO4, Al2(SO4)3. Kết quả cho thấy FeCl3 cho phép đạt hiệu suất khử Asen cao nhất: hơn 90%.  Sử dụng mạt sắt kết hợp với cát: Cơ chế: Công nghệ này do các chuyên gia Trường ĐHTH Connecticut, Mỹ đưa ra. Người ta sử dụng cột lọc với vật liệu hấp phụ bằng mạt sắt trộn lẫn với cát thạch anh. Nước ngầm được trộn lẫn với Sulfat Bari và lọc qua cột lọc. Mạt sắt là các ion sắt hóa trị 0, khử asen vô cơ thành dạng kết tủa cùng với sắt, hỗn hợp kết tủa, hay kết hợp với sulfat tạo Pyrit Asen. Phương pháp này có thể được áp dụng để lắp đặt một thiết bị xử lí nước riêng biệt, hay lắp đặt như một chi tiết trong thiết bị xử lý nước giếng khoan. Asen trong nước sau xử lý đạt dưới 27mg/l. Kết hợp phương pháp oxi hóa, hấp phụ- lọc với cây trồng hay oxi hóa với lọc cát và trồng cây. Một số loài thực vật như thủy trúc (Cyperus Alternifolius hay cây Thalia dealbata) hoặc khoai nước Colocasia Esculenta cũng cho hiệu suất loại bỏ Asen khỏi nước. . Ưu điểm: Hấp phụ là một trong những phương pháp có nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác. Vì các vật liệu sử dụng làm chất hấp phụ tương đối phong phú, dễ điều chế, không đắt tiền, thân thiện với môi trường; Quá trình tương đối đơn giản; Các hóa chất thông dụng. . Nhược điểm: Tạo ra các chất thải rắn độc hại; Phải thực hiện quá trình oxi hóa trước khi xử lý. 3.3.2 Phương pháp hấp phụ bằng vật liệu có thành phần Nhôm: . Nguyên lý hoạt động: 20
  21. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Với các nguồn nước có độ khoáng cao phương pháp hấp phụ tỏ ra hiệu quả do tính tương tác đặc thù của hệ. Vật liệu hấp phụ được sử dụng là một số oxit kim loại như nhôm, sắt, mangan hay hỗn hợp các oxit kể trên. Asen (dạng asenat) hấp phụ các vật liệu oxit trên theo cơ chế tạo ra phức bề mặt trên chất rắn. Theo đó trước khi tạo ra liên kết hóa học chúng được hấp phụ và đây là giai đoạn chậm nhất của quá trình. Nhôm oxit dạng (Al2O3) là chất hấp phụ asen được sử dụng rộng rãi nhất. Vật liệu này thường là hạt cát có kích thước không lớn (0,3=0,6mm). Nhôm oxit có tính - - - - - chọn lọc đối với các anion theo: OH H2AsO4 Si(OH)O3 F HseO 3 2- 2- - - 3- - - SO4 CrO4 HCO3 Cl NO Br I . Nhôm oxit được dùng làm vật liệu hấp phụ asen là do độ chọn lọc cao của nó đối với hợp chất asen. Vì là quá trình tạo phức trên bề mặt cả chất rắn nên diện tích bề mặt của chất hấp phụ chỉ được sử dụng một phần, tại các trung tâm hoạt động có khả năng tạo liên kết chất phức, vì vậy nhôm oxit có diện tích bề mặt cao sẽ thuận lợi cho quá trình hấp phụ. Tuy vậy dung lượng hấp phụ của nhôm oxit với asen cũng không cao do nồng độ của asen trong nước thường rất nhỏ. Với nhôm oxit có diện tích 400m2/g dung lượng hấp phụ asen cũng chỉ đạt 1,4mg/As/ml nhôm oxit (xấp xỉ 1,6mg) tại pH = 6. pH thích hợp cho quá trình hấp phụ asen trên oxit nằm trong khoảng 5.5-6, tại pH cao hơn, vd: pH=8 dung dịch hấp phụ chỉ còn non một nửa so với nó tại pH=6. Dung lượng hấp phụ của nhôm oxit đó với As giảm rất mạnh khi có mặt sunfat nhưng hầu như không chịu tác động của ion clorua. Tạp chất hữu cơ, chất keo có mặt trong nước cũng ảnh hưởng xấu đến quá trình hấp phụ của asen trên nhôm oxit. . Khả năng tái sinh của vật liệu Nhôm oxit: Asen tạo phức trên bề mặt nhôm oxit khá bền vững nên khi tái sinh phải dùng dung dịch xút 4% sau đó trung hòa với axit sunfuric 2%. Tuy vậy dù có tăng nồng độ axit thì cũng chỉ tách được 50-70% lượng asen trong chất hấp phụ, do vậy dung lượng hoạt động của chu kỳ sau giảm 10-15% và nhôm oxit sẽ mất tác dụng sau vài chu kỳ hoạt động. Do khó khăn trong việc tái sinh và xử lý dung dịch tái sinh chứa nồng độ 21
  22. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 asen cao nên một số nhà công nghệ chỉ có ý định sử dụng cột một lần sau đó loại bỏ chất hấp phụ đã bão hòa asen. Ngoài ra, sắt oxit, mangan dioxit gần đây được sử dụng làm chất hấp phụ asen. Đặc biệt là mangan dioxit có khả năng oxy hóa trực tiếp As(III) thành As(V) ngay trong cột hấp phụ mà không cần oxy hòa tan. Do có nhiều chất có thể sử dụng làm chất hấp phụ asen mà những chất này có thể tồn tại sẵn ở trong nước(Fe,Mn) hoặc là hóa chất dùng để xử lý nước (phèn nhôm) nên người ta có thể tận dụng các yếu tố trên để xử lý asen đồng thời loại bỏ các thành phần đó. Để đạt hiệu quả tốt cần chú ý tới các điều kiện oxy hóa As(III) thích hợp vì tính hấp phụ của As(III) thấp hơn nhiều so với As(V). Dung dịch tái sinh nhôm oxit bão hòa asen có thể được xử lý như sau: dung dịch tái sinh kiềm và axit chứa một lượng nhôm tan đủ để kết tủa thành dạng hydoxit nếu sử dụng axit đưa pH của nó về 6,5 asen sẽ cùng kết tủa mang tính định lượng. Nước được tách khỏi chất rắn chứa nồng độ asen rất thấp. . Phạm vi ứng dụng: với các nguồn nước có độ khoáng cao phương pháp hấp phụ tỏ ra có hiệu quả do tính tương tác đặc thù của hệ. . Ưu điểm: - Ít bị ảnh hưởng nếu hàm lượng sunfat và cặn tan trong nước ít (nồng độ ion tổng) - Al2O3 có tính hấp phụ chọn lọc đối với các hợp chất của asen. . Nhược điểm: khó khăn trong việc tái sinh Al2O3. 3.3.3 Hấp phụ bằng vật liệu có thành phần Mangan oxit:  Cơ chế: Việc loại bỏ asen bởi MnO 2 bước đầu đã được nghiên cứu trên các tinh thể MnO2 tổng hợp trong phòng thí nghiêm. Phản ứng oxi hóa As(III) bởi MnO2 xảy ra theo 2 bước sau: - + 2MnO2 + H3AsO3 + H2O 2MnOOH + H2AsO4 + H + 2+ - 2MnOOH + H3AsO3 + 3H 2 Mn + H2AsO4 + 2H2O Mặc dù cơ chế phản ứng của As(III) với MnO 2 đã rõ ràng nhưng có rất ít thông tin về sự hình thành các hợp chất của As(V) sau quá trình oxi hóa As(III). Sử dụng quặng mangan đioxit tự nhiên và diatomit tự nhiên cho hiệu quả hấp phụ asen tương đối tốt. Tại Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam đã tổng hợp MnO 2 kích thước nanomet và nghiên cứu sử dụng vào hấp phụ asen trong nước đạt tải trọng 32,79mg asen/gam vật liệu. * Vật liệu tổng hợp từ Mangan đioxit có kích cỡ nanomet phủ lên chất mang Laterit có bề mặt xốp và có nhiều khe, lỗ hổng, đặc biệt trên đó cố định được các hạt Mangan đioxit kích cỡ nanomet hứa hẹn khả năng hấp phụ Asen cao. Trong điều kiện tĩnh, pH tối ưu cho sự hấp phụ của vật liệu: pH khoảng 6-8, thời gian đạt cân bằng hấp 22
  23. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 phụ là 6h, tải trọng hấp phụ đối với Asen: 25,71 mg/g. Nghiên cứu sơ bộ khả năng hấp phụ Asen trong điều kiện động, 1kg vật liệu có thể xử lý được 17,5 m 3 nước, với nồng độ Asen đầu vào khoảng 300ppb (Sắt 5,286 mg/l, Mangan 1,058 mg/l, độ cứng 196,52 mg/l). Vật liệu tổng hợp có khả năng tái sử dụng tốt, và sau khi hấp phụ Asen có thể dễ dàng giải hấp bằng dung dịch NaOH 1M với hiệu suất 97%. Tất cả kết quả trên thể hiện vật liệu có khả năng ứng dụng vào trong thực tế để xử lý nguồn nước bị nhiễm Asen. Qua các hình ảnh thu được: bề mặt vật liệu tổng hợp có rất nhiều khe hổng và lỗ xốp, bề mặt xốp hơn rất nhiều so với bề mặt Laterit chỉ biến tính nhiệt. Đặc biệt là trên bề mặt vật liệu tổng hợp còn xuất hiện các hạt MnO 2 kích thước chỉ khoảng vài chục nanomet được cố định trên các khe, lỗ đó và chính các hạt này sẽ trở thành các tâm hấp phụ, làm tăng hoạt tính hấp phụ Asen của vật liệu  Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của vật liệu: Cho vào 8 bình tam giác dung tích 250ml, mỗi bình 100ml dung dịch Asen (III) có nồng độ ban đầu là 1000ppb và 1gam vật liệu, điều chỉnh pH của dung dịch lần lượt theo các bình là 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Sau đó đặt lên máy lắc, lắc trong 5h rồi để lắng, lọc rồi lấy chính xác 50ml dung dịch đem phân tích xác định nồng độ Asen còn lại. Kết quả cho thấy ở cùng một điều kiện nhiệt độ, thời gian và tốc độ lắc như nhau, khả năng hấp phụ Asen bị ảnh hưởng rõ rệt bởi pH. Khả năng hấp phụ Asen tốt nhất 23
  24. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 của vật liệu là tại pH = 7, giảm dần trong môi trường axit và bazơ. Như vậy khoảng pH hấp phụ tối ưu của vật liệu từ 6 đến 8, hiệu suất hấp phụ đạt 85,23 ÷ 87,74%.  Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của vật liệu: Cho vào 10 bình tam giác 250ml, mỗi bình 100ml dung dịch Asen(III) có nồng độ ban đầu là 1000ppb. Sau đó thêm vào mỗi bình 1g vật liệu, lắc trên máy lắc trong các khoảng thời gian khác nhau rồi để lắng lọc và lấy chính xác 50ml dung dịch đem xác định nồng độ Asen còn lại.  Hiệu suất hấp phụ của vật liệu tăng dần theo thời gian, sau 6 h thì gần như không thay đổi. Như vậy thời gian đạt cân bằng hấp phụ của vật liệu là 6 giờ. Điều này cho thấy tốc độ khuếch tán của các ion arsenic xảy ra trên bề mặt vật liệu là khá nhanh, chứng tỏ rằng lớp hấp phụ phải mỏng, xốp, bề mặt hấp phụ của vật liệu phải rộng và lực hấp phụ là khá mạnh.  Khả năng giải hấp - tái sinh của vật liệu: Như vậy chỉ cần 60 ml dung dịch NaOH 1M thì lượng Asen hấp phụ trên vật liệu (5mg) được giải hấp gần như hoàn toàn (97,06 %). Để nghiên cứu khả năng tái sinh của vật liệu và tiếp tục tiến hành quá trình hấp phụ động như ở trên đối với vật liệu sau giải hấp lần 1. Sau đó tiếp tục cho 5 lít nước với nồng độ Asen đầu vào là 1000ppb chạy qua cột, kết quả phân tích cho dung dịch nước đầu ra nồng độ Asen vẫn đạt QCVN 09:2008/BTNMT. Tiến hành giải hấp lần 2 vật liệu hấp phụ bằng dung dịch NaOH 1M như trên, kết quả thu được: Từ kết quả thu được ta thấy, hiệu suất giải hấp lần 2 (95,8 %) vẫn rất cao, đạt gần bằng hiệu suất giải hấp lần 1 (97,06%), lượng Asen hấp phụ trên vật liệu gần như được giải hấp hoàn toàn. 24
  25. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Kết luận: Vật liệu tổng hợp từ Mangan đioxit có kích cỡ nanomet phủ lên chất mang Laterit có bề mặt xốp và có nhiều khe, lỗ hổng, đặc biệt trên đó cố định được các hạt Mangan đioxit kích cỡ nanomet hứa hẹn khả năng hấp phụ Asen cao. Nghiên cứu sơ bộ khả năng hấp phụ Asen trong điều kiện động, 1kg vật liệu có thể xử lý được 17,5 m3 nước, với nồng độ Asen đầu vào khoảng 300ppb (Sắt 5,286 mg/l, Mangan 1,058 mg/l, độ cứng 196,52 mg/l). Vật liệu tổng hợp có khả năng tái sử dụng tốt, và sau khi hấp phụ Asen có thể dễ dàng giải hấp bằng dung dịch NaOH 1M với hiệu suất 97%. 3.3.4 Công nghệ Nano VAST:  Cơ chế: Công nghệ NanoVAST là một hệ thống tiền xử lý truyền thống được lắp đặt trước hệ thống lọc tinh. Nhiệm vụ của hệ thống này là bão hòa oxy không khí nhằm tách loại triệt để Fe, Mn và qua đó giảm tối đa nồng độ asen và các chất rắn lơ lửng. Đồng thời kéo dài thời gian làm việc do nồng độ asen đầu vào của cột hấp phụ NC- F20 giảm, tăng thời gian sống của NC-MF và NC-F20 và giảm giá thành. Hệ thống này rất quan trọng, nó giúp giảm tải và chống làm bẩn các chất hấp phụ.  Có 2 loại vật liệu hấp phụ asen tiên tiến chế tạo trong nước là NC-F20 và NC- MF: Vật liệu hấp phụ asen hiệu năng cao NC-F20 Vật liệu hấp phụ asen NC–F20 là vật liệu Nanocomposite – Magnetite. Đây là loại vật liệu lai tổ hợp giữa oxit sắt từ kích thước nano với carbon hoạt tính trên nền montmorillonite. NC-F20 có màu nâu đen đến nâu đỏ; có khả năng hấp phụ cả hai dạng As(III) và As(V) dung lượng hấp phụ tĩnh đạt Q max = 30-35 g As(V)/kg vật liệu, ngoài ra vật liệu còn có khả năng hấp phụ hàng loạt các ion khác như Cu, Pb, Hg, Cr, ; thời gian tiếp xúc ngắn (10-15 phút) trở lực thủy lực thấp. Hình 3.2: Hình ảnh vật liệu NC-F20 Vật liệu xúc tác oxy hóa hấp phụ nanocomposite oxit phức hợp Mn- Fe (NC-MF) 25
  26. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Đây là vật liệu lai tổ hợp giữa oxit phức hợp Mn- Fe dạng vô định hình với carbon hoạt tính trên nền montmorillonite. Vật liệu thể hiện tính năng xúc tác oxy hóa và hấp phụ đồng thời. NC-MF có khả năng hấp phụ cả hai loại As(III) và As(V), Dung lượng hấp phụ tĩnh Q max = 100-120gAs(III) / kg, vật liệu còn có khả năng hấp phụ các ion kim loại khác: Fe, Cu, Pb, Cr ; tốc độ hấp phụ tương đối cao (20 phút tiếp xúc). Hình 3.3: Hình ảnh vật liệu NC-MF Dạng asen phổ biến trong nước ngầm là As(III), chúng có độc tính cao và rất khó loại bỏ. Thông thường cần phải oxy hóa As(III) thành As(V) bằng các tác nhân hóa học như O 2, O3, H2O2, KMnO4, Cl2 Điều đó dẫn đến phức tạp hóa và chi phí cao cho hệ thống tiền oxy hóa. Việc chế tạo thành công vật liệu xúc tác oxy hóa hấp phụ NC -MF đã giải quyết triệt để vướng mắc này.  Ưu điểm: Tổ hợp vật liệu NC-MF và NC-F20 hấp phụ với tốc độ nhanh với dung lượng rất cao, khi cân bằng nồng độ asen trong nước nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép (10 ppb). Việc ghép nối hệ thống tiền xử lý với hệ thống lọc nano trên nền vật liệu NC-F20 và NC-MF cho phép kéo dài thời gian làm việc do nồng độ asen đầu vào của cột hấp phụ NC-F20 giảm, tăng thời gian sống của NC-MF và NC-F20 và làm giảm giá thành. Không phải xử lý bùn, không sử dụng hóa chất, chi phí đầu tư giảm đáng kể và cách vận hành đơn giản, tự động hoặc bán tự động rất thuận lợi. Thực hiện thành công ý tưởng này không chỉ tạo ra công nghệ thân thiện với môi trường, mà điều có ý nghĩa là tạo ra nguồn nước sạch cho người dân ở các vùng nông thôn; góp phần chăm sóc và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.  Nhược điểm: 26
  27. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Việc kết nối Nano VAST với hệ thống tiền xử lý thông thường (oxy hóa, lắng, lọc) vẫn sinh ra nhiều cặn rắn (trong bể lắng) chứa nồng độ cao của asen và chi phí sẽ tăng lên do tốn thiết bị (thiết bị lắng. Thiết bị lọc thô và vật liệu CIM ).  Kết luận: Vật liệu hấp phụ oxit kích thước nanomet được sử dụng làm chất hấp phụ xử lý ô nhiễm môi trường vì đây là vật liệu dễ điều chế, không đắt tiền, thân thiện với môi trường. Chính vì vậy, nghiên cứu chế tạo và nghiên cứu khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ oxit kích thước nanomet đang được phát triển mạnh trên thế giới. Trên thế giới đã có nhiều tác giả chế tạo được vật liệu oxit nano MnO2, Fe2O3 bằng các phương pháp sol-gel, đốt cháy tổng hợp, phản ứng oxi hóa khử và đã nghiên cứu khả năng hấp phụ của chúng với các ion kim loại nặng, các chất phẩm nhuộm mang màu. 3.4 Phương pháp lọc: Lọc màng (Membrain): Lọc Membrain là phương pháp sử dụng các màng bán thấm, dựa vào sự ngăn cản của màng lọc để tách chất rắn hòa tan cũng như asen ra khỏi nước. Phương pháp này loại bỏ asen thông qua cơ chế lọc, lực đẩy tĩnh điện và hấp thụ các hợp chất mang arsenic. Hình dạng, kích thước và tính chất hóa học các thành phần asen là những yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ của màng. Có nhiều quy trình ứng dụng phát triển lọc màng màng cho việc loại bỏ asen từ nước cấp mà người ta chia thành hai loại lớn: lọc màng áp suất thấp và lọc màng áp suất cao. Lọc màng áp suất thấp (10-30 psi) bao gồm vi lọc và siêu lọc, trong khi màng lọc áp lực cao (75- 250 psi áp lực) bao gồm thẩm thấu ngược và lọc nano. Việc khử Asen qua màng không đơn giản chỉ bằng lọc màng được tiến hành nhờ hấp phụ và điện tích của hạt. Do vậy những yếu tố quan trọng để khử asen ở đây là độ lớn của hạt hợp chất asen và của màng, đặc tính hóa học như tính thân nhựa và điện tích bề mặt của hai nhân tố trên. Hiệu suất và chi phí cho quá trình lọc màng phụ thuộc vào chất lượng nước nguồn và yêu cầu chất lượng nước sau xử lý. Thông thường, nếu nguồn nước càng bị ô nhiễm, yêu cầu chất lượng nước sau xử lý càng cao, thì màng lọc càng dễ bị tắc bởi các tạp chất bẩn, cặn lắng và cặn sinh vật (tảo, rêu, vi sinh vật ). 3.4.1 Màng vi lọc - Vi lọc là quá trình lọc màng thực hiện ở áp suất (5-100 psi). Vi lọc không làm biến chất các thành phần dung dịch lọc, chỉ giữ lại các hạt huyền phù và những hạt keo lớn mà có trọng lượng phân tử trên 50000 hoặc có kích thước lớn hơn 0,05µm, các vi khuẩn (nhưng không loại bỏ được virus). - Các đặc tính cụ thể: + Loại màng: xốp, đối xứng. Độ dày của màng: 10-150µm. Kích thước lỗ xốp: 0,05-10µm. 27
  28. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 + Áp suất động lực: 0,1-2 bar, tốc độ lọc >0,5m3/m2.ngay.bar + Cơ chế hoạt động: rây lọc + Vật liệu chế tạo màng: polyme, sợi gốm sứ. + Loại bỏ được: các chất rắn lơ lửng TSS, một số keo, vi khuẩn, nguyên sinh động vật, độ đục, các chất vô cơ, độ cứng Hình3.4: Cấu trúc phóng đại của màng vi lọc 3.4.2 Màng siêu lọc Màng siêu lọc có cấu trúc rất mềm, thường được sử dụng để tách các cấu từ có khối lượng trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ như: vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét Siêu lọc thực hiện ở áp suất thấp (20-100 psi). Hình 3.5: Cấu trúc phóng đại của màng siêu lọc 28
  29. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 3.4.3 Màng lọc nano - Màng lọc nano là một lớp màng vật liệu mỏng có khả năng phân tách vật chất theo đặc tính vật lý và hóa học, có kích thước lỗ rỗng khoảng 0,001µm, hoạt động dưới áp suất thông thường từ 100 – 600 psi. Hình 3.6: Hình dạng màng lọc Nano - Hình dạng màng lọc Nano: Màng lọc nano có thể được chế tạo theo dạng tấm mỏng, hoặc dạng ống nhỏ. Màng lọc ống rỗng có kích thước khe lỗ dày hay thưa như dạng tấm lọc. Loại màng ống rỗng có kích thước lỗ lớn và bên ngoài là lớp màng lọc dày hơn. Ưu điểm của loại màng lọc dạng ống là diện tích lọc (diện tích bề mặt) trên một đơn vị thể tích lớn hơn dạng tấm. - Cấu tạo màng lọc Nano: Màng lọc được chế tạo từ các vật liệu có nguồn gốc vô cơ như gốm nung chảy, các hợp chất cacbon, silic, zicron hoặc từ nguồn gốc hữu cơ như cao su, vải amiăng, axetat xellulo, polyethylen, polypropylen. Các lỗ nhỏ trên màng đươc chế tạo bằng cách chiếu tia phóng xạ, lazer, các phản ứng hóa học Hiện nay hai vật liệu làm nano chiếm phần lớn trên thị trường đó chính là cellulose acetate và polyamide. Hai loại vật liệu này chứng tỏ ưu thế rất lớn của mình so với các chất liệu khác như: cấu trúc rất bền, kích thước lỗ đồng đều, dễ vệ sinh . Hai loại vật liêu này đều có ưu và khuyết điểm riêng: 29
  30. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 + Màng cellulose acetate có lưu lượng xử lí cao hơn, có khả năng chống lại sự phá hủy của gốc Cl tự do Tuy vậy cũng có những khuyết điểm như: dễ bị phá hại do nguyên nhân sinh học, nhiệt độ làm việc thấp, khoảng pH làm hẹp . + Màng polymide có rất nhiều ưu điểm như: chịu được nhiệt độ cao, chống chịu tốt với sự phá hủy của sinh học, áp lực làm việc cao, khoảng pH làm việc rộng (4-11) . Khuyết điểm: không chống chịu cao với Cl, giá thành cao - Nguyên tắc và cơ chế lọc màng Nano:  Nguyên tắc tách giữ các chất của màng lọc nano: Nguyên tắc cơ bản của màng lọc nano là việc sử dụng áp lực để tách các chất hòa tan trong nước bằng cách sử dụng một màng bán thấm. Theo đó màng sẽ tách loại theo cơ chế giữ lại những phần tử có kích thước lớn hơn kích thước lỗ rỗng màng. Như vậy dòng chất lỏng dẫn vào màng sẽ được phân ra hai dòng khác nhau: Dòng thải bao gồm nước và các phân tử vật chất có kích thước lớn hơn kích thước lỗ rỗng, hàm lượng chất bẩn trong dòng này lớn hơn trong dòng chất lỏng đầu vào. Dòng sản phẩm thu được sau lọc bao gồm nước và những phần tử vật chất có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ rỗng, hàm lượng chất bẩn trong dòng này sẽ nhỏ hơn so với dòng chất lỏng đầu vào. Tùy theo nhu cầu xử lý để lựa chọn quá trình màng phù hợp. Các quá trình màng có thể bố trí hoặc theo cách lọc trượt hoặc theo cách lọc chặn. Lọc chặn: Trong lọc chặn, toàn bộ nước đưa vào bề mặt màng được ép qua màng. Trong khi nước được chảy qua màng thì một số chất rắn và thành phần khác sẽ bị giữ lại trên màng, phụ thuộc vào kích thước lỗ xốp của màng. Do vậy, nước phải chịu một sức cản lớn để đi qua màng. Khi trở lực của màng tăng lên, tốc độ dòng chảy sẽ giảm xuống, và sau thời gian nhất định, tốc độ dòng chảy thấp đến mức cần phải làm sạch màng. 30
  31. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Hình 3.7: Sơ đồ lọc chặn Trong lọc chặn, toàn bộ năng lượng thấp hơn lọc trượt. Áp lực cần thiết để ép nước qua màng (Trans Membrane Pressure - TMP) được định nghĩa là gradient áp suất của màng hoặc là giá trị trung bình của hiệu số giữa áp suất dòng nạp và áp suất dòng thấm qua. Trong quá trình rửa màng, các chất bẩn được loại bỏ bằng rửa với nước, hóa chất hoặc bằng biện pháp cơ học. Màng được phục hồi khả năng làm việc sau quá trình rửa. Như vậy lọc chặn là quá trình không liên tục và vận hành được chia thành thời gian lọc và thời gian rửa màng. Lọc trượt: Trong kỹ thuật lọc trượt luôn có một lượng nước nạp được hồi lưu. Nước nạp tròng vòng tuần hoàn chảy song song với màng, chỉ một phần nhỏ nước nạp được chảy qua màng và phần lớn thoát ra khỏi module. Do vậy lọc trượt gây tổn hao năng lượng lớn do phải tạo áp lực cho toàn bộ nước nạp. Hình 3.8 : Sơ đồ lọc trượt 31
  32. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Tốc độ dòng chảy của nước nạp song song với màng tương đối cao, vì vậy các chất rắn lơ lửng ít có cơ hội lắng và kết tụ trên bề mặt của màng mà chảy cùng với dòng nước và như thế độ dày của lớp cặn lặn được kiểm soát. Lọc trượt có thể đạt tốc độ dòng thấm ổn định, tuy nhiên màng vẫn phải được rửa theo chu kỳ nhất định bằng phương pháp phun ngược hoặc hóa chất. Lọc trượt được áp dụng cho thẩm thấu ngược, lọc nano, siêu lọc và vi lọc, dựa trên kích thước lỗ xốp của màng. - Cơ chế hoạt động : Lõi lọc Nano được cấu tạo từ vật liệu dạng xốp siêu rỗng (dạng tổ ong ) có kích thước nhỏ từ 10 – 100 nanomet để tăng bề mặt tiếp xúc với nước. Cơ chế này hoạt động theo ba nguyên tắc chính: cơ chế hấp thụ, cơ chế hấp phụ và cơ chế diệt vi khuẩn, nấm. Cơ chế hấp thụ: Bề mặt tiếp xúc lõi nước của lõi lọc Nano được phủ lên nhiều kim loại nam châm. Mỗi loại nam châm này có chức năng hút và giữ 1 số ion kim loại có trong nước. Cơ chế hấp phụ : Nhờ cấu tạo từ vật liệu siêu rỗng nên mỗi khi có nước đi qua lõi nano lại “ngậm” và giữ các chất bẩn, chất hữu cơ. Cơ chế diệt khuẩn: Dạng vật liệu xốp siêu rỗng của lõi lọc Nano có một phần các hại Nano bạc có kích thước từ 10 – 30 nanomet. Sự hoạt động của các hạt “bạc” sẽ phá hủy màng Protein của vi khuẩn, vius. Vì vậy khi dòng nước đi qua lớp vật liệu này thì vi khuẩn, vius sẽ bị tiêu diệt. 3.4.4 Màng lọc RO  Định nghĩa màng lọc RO Màng lọc R.O có kích thước lỗ rỗng nhỏ hơn 0,0001µm, chúng hoạt động dưới áp suất cao, thông thường từ 400 – 1000 psi, cho phép loại bỏ hầu hết các thành phần có trong nước như cacbuahydrat, phân tử chất, cặn lơ lửng, các chất khoáng, các ion, amino acid , gần như chỉ còn nước nguyên chất chảy qua. 32
  33. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Hình 3.9: Hình dạng màng lọc RO  Cấu tạo màng lọc RO Màng lọc được chế tạo từ các vật liệu có nguồn gốc vô cơ như gốm nung chảy, các hợp chất cacbon, silic, zirconq, hoặc từ nguồn gốc hữu cơ như cao su, vải amiang, axetat xellulo, polyethylene, polypropylene. Các lỗ nhỏ trên màng được chế tạo bằng cách chiếu các tia phóng xạ, lazer, các phản ứng hóa học Hiện nay ba vật liệu là, RO chiếm phần lớn trên thị trường đó chính là cellulose acetate và polyamide và composite (TFC). Ba loại vật liệu này chứng tỏ ưu thế rất lớn của mình so với các chất liệu khác như: cấu trúc bền, kích thước lỗ đồng đều, dễ vệ sinh Ba loại vật liệu này đều có ưu và khuyết điểm riêng: Màng cellulose acetate có lưu lượng xử lý cao hơn, có khả năng chống lại sự phá hủy của gốc Cl tự do Tuy vậy cũng có những khuyết điểm như: dễ bị phá hoại do nguyên nhân sinh học, nhiệt độ làm việc thấp, khoảng pH làm việc hẹp 33
  34. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Màng polyamide có rất nhiều ưu điểm như: chịu được nhiệt độ cao, chống chịu tốt với sự phá hủy của sinh học, áp lực làm việc cao, khoảng pH làm việc rộng ( 4-11) khuyết điểm: không chống chịu cao với Cl, giá thành cao Màng composite (TFC) có rất nhiều ưu thế như: có thể cấu tạo chuyên biệt cho từng dòng nước đạc thù, độ bền cao, áp suất làm việc tốt khuyết điểm của TFC đó chính là giá thành khá cao, công nghệ sản xuất , vận hành tôn nhiều chi phí, chưa được nghiên cứu nhiều.  Nguyên tắc và cơ chế màng lọc RO Các tạp chất có mặt trong nước có kích thước rất khác nhau và hầu hết chúng có kích thước lớn hơn phân tử nước. Nguyên tắc hoạt động của công nghệ R.O chủ yếu dựa vào hiện tượng thẩm thấu ngược. Nước sẽ được đẩy từ nơi có hàm lượng tạp chất cao thấm qua màng lọc với các kích thước lổ khác nhau để đến nơi có ít hoặc không có tạp chất thông qua một màng bán thấm (tương tự nano). Với việc thiết kế các lỗ có có kích thước phù hợp các tạp chất sẽ bị loại bỏ.  Khái niệm thẩm thấu ngược Thẩm thấu ngược là dùng một áp lực đủ để đẩy ngược nước từ nơi có hàm lượng muối/ khoáng cao “thấm” qua một loại màng đặc biệt để đến nơi không có hoặc có ít muối/ khoáng hơn. Thẩm thấu ngược (RO) là một một quá trình tách biệt bằng màng lọc trong đó nước cấp chảy dọc theo bề mặt màng lọc dưới áp lực. Nước tinh khiết sẽ thấm qua màng RO và được dùng để sử dụng, còn nước thải, nước có chứa vật chất hòa tan và chất không hòa tan sẽ không chảy qua màng lọc, được thải ra theo đường nước thải Cơ chế hoạt động của RO sử dụng tính chất màng bán thấm, tất cả các chất hòa tan bị giữ lại, trừ một vài phần tử hữu cơ rất gần với nước có khối lượng mol nhỏ, phân cực mạnh. Khi có sự chênh lệch về thế năng hóa học thì xu hướng làm nước chuyển từ ngăn có thế năng hóa học thấp sang thế năng hóa học cao để pha loãng, đó là hiện tượng thẩm thấu tự nhiên. Nếu muốn cản lại sự khuếch tán này, cần phải đạt một áp suất lên mặt dung dịch có thế năng hóa học thấp, sự chênh lệch áp suất được tạo ra gọi là áp suất thẩm thấu ngược của hệ thống. Yếu tố quyết định sự thành công của công nghệ thẩm thấu ngược chính là kích thước của nó. Với công nghệ R.O kích thước lỗ trên màng có thể đạt 0.001 micromet nhỏ hơn gấp nhiều lần so với các tạp chất có trong nước như muối khoáng, phân tử hữu cơ , kim loại, vi khuẩn, vi hữu cơ 34
  35. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Với kích thước lỗ siêu nhỏ, khi nước được thấm qua màng RO hầu hết các tạp chất như: chất rắn lơ lửng, kim loại, muối khoáng, vi khuẩn đều bị giữ lại trên màng chỉ có các phân tử nước mới có thể lọt qua màng nhờ áp lực dư.  Đặc tính màng Màng lọc có thể được chia ra màng đối xứng và không đối xứng. Màng đối xứng là màng đồng chất có các lỗ rỗng được tạo thành do kỹ thuật bắn phá bằng chùm tia, sau đó cho hoá chất tác dụng cố định lại. Hình 3.10: Màng đối xứng, bề mặt và mặt cắt ngang của nó Màng không đối xứng là màng hỗn hợp, thường làm từ vật liệu là polyme, composite gồm nhiều lớp mỏng có kích thước lỗ rỗng khác nhau theo thứ tự giảm dần độ rỗng xếp chồng lên nhau, giữa các lớp là các sợi đỡ; mục đích nhằm ngăn cản các phần tử có kích thước khác nhau và chúng được phân bố đồng đều trên tất cả các lớp. Loại màng này thường có độ bền cơ học cao và được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ lọc màng hiện nay. 35
  36. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Hình 3.11: Mặt cắt ngang của màng không đối xứng Để đảm bảo cường độ nước tuần hoàn trên bề mặt màng lọc, tránh hiện tượng phân cực nồng độ gây tắc, hỏng màng lọc, đồng thời tăng tối đa diện tích bề mặt tiếp xúc với nước và giảm kích thước thiết bị, người ta thường sản xuất các module màng lọc và ghép chúng lại với nhau. Các module này có thể được sản xuất dưới dạng tấm phẳng, ống, cuộn hay sợi rỗng.  Các dạng Modun màng Các thiết bị tách đơn sử dụng các màng ngăn được thiết kế cần đạt hai mục đích cơ bản: Bảo đảm ở ngay bề mặt của màng ngăn có sự lưu thông chất lỏng đủ lớn để hạn chế hiện tượng phân cực nồng độ và các hạt kết tủa. Các mô đun được chế tạo gọn, chắc, có bề mặt trao đổi cực đại cho một đơn vị thể tích. Hai mục đích này nhằm giảm giá thành trong sản xuất một thể tích chất lỏng cần xử lý đã cho, giúp quá trình rửa lọc, tháo lắp được thực hiện dễ dàng; nhưng các mô đun cũng đồng thời gây lên tổn thất áp lực lớn do vận tốc dòng chảy cao do đó tiêu tốn nhiều năng lượng (điện năng). Có 4 loại mô đun thông dụng: môđun dạng tấm, mô đun dạng cuốn xoáy ốc, môdun dạng ống và mô đun sợi rỗng. 36
  37. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Màng có thể là đồng chất, nhiều thành phần khác nhau hợp thành. Mô đun màng có 4 loại chính: dạng khung tấm, dạng ống rỗng, dạng dây cuốn xoắn, dạng ống và dạng sợi rỗng. Mô đun dạng khung tấm Mô đun dạng khung tấm là dạng đơn giản nhất, thường có 2 tấm bản đáy, màng lọc dạng bản mỏng, và miếng đệm. Mô đun được cấu tạo từ việc gắn các màng lên các tấm đỡ, thiết kế theo nguyên lý lọc ép. Chất lỏng xử lý được lưu thông giữa các màng của hai tấm kề nhau. Bề dày của lớp chất lỏng từ 0,5 - 3mm, các tấm phẳng là giá đỡ cho màng và rút nước đã thấm qua màng. Diện tích tiếp xúc bề mặt của màng lọc/khối tích dạng tấm trung bình đạt từ 100 – 400 m 2/m3. Sự bố trí các tấm đỡ cho phép nước lưu thông song song hoặc nối tiếp. Với độ xiết chặt trung bình, các mô đun có ưu điểm là dễ tháo gỡ, cũng như thay thế các màng và khi cần thiết có thể làm sạch toàn bộ. Chiều dài và hình ngoằn ngoèo của máng vận chuyển làm cho tổn thất tải tương đối lớn. Hình 3.12: Mô đun dạng khung tấm 37
  38. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Mô đun dạng ống rỗng Với mô đun dạng ống rỗng, màng thường được đặt trong một ống và dung dich lọc sẽ được bơm vào bên trong ống. Với môdun dạng này, các màng được đặt trong lòng một ống có khoan các lỗ thoát với đường kính lỗ khoan từ 10 - 40mm. Các ống tiếp theo được đặt song song hay nối tiếp trong vỏ hình trụ tạo thành môdun đơn vị.Chế độ thuỷ động lực của dòng chảy trong môđun dạng ống được thực hiện thuận lợi, vận tốc dòng chảy có thể đạt tới 6m/s, có thể tạo thành chế độ chảy rối trong lòng ống. Diện tích tiếp xúc bề mặt của màng lọc/khối tích dạng ống trung bình đạt dưới 300m2/m3. Ưu điểm của môđun dạng ống là khi xử lý chất lỏng không cần thiết phải phải thêm thiết bị lọc thô và dễ làm sạch, chúng đặc biệt phù hợp cho xử lý chất lỏng có độ nhớt lớn. Nhược điểm của chúng là độ chặt sít thấp và giá thành cao. Hình 3.13: Mô đun dạng ống rỗng Mô đun dạng quấn xoắn Dạng mô đun phổ biến nhất dùng cho màng lọc RO là mô đun dạng quấn xoắn, cấu tạo gồm có màng lọc dạng tấm cuốn quanh một lõi rỗng là ống có đục lỗ để dẫn dung dịch sau lọc. Một lá xốp mềm đặt giữa 2 màng phẳng được gắn kín 3 mép, mép còn lại được gắn với ống thu hình trụ có khoan lỗ theo chiều dọc của ống, giữa các lớp như vậy được cố định và ngăn cách bằng bằng một lưới chất dẻo mềm. Ở đây nước 38
  39. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 đầu vào sẽ chảy vào một phía của màng lọc và nước sau lọc thu vào ống trung tâm. Chất lỏng cần xử lý được đi trong lưới, thẩm thấu qua màng, hướng tâm tới ống thu. Diện tích tiếp xúc bề mặt của màng lọc/khối tích dạng tấm trung bình đạt: 100 – 400 m2/m3. Hình 3.14: Mô đun dạng quấn xoắn Mô đun dạng sợi rỗng Sợi rỗng được chế tạo bằng máy ép đùn qua khuôn hình vành khuyên. Sợi có đường kính thay đổi từ vài chục micromet đến vài milimet, nó có khả năng tự chống đỡ với áp lực từ bên trong hay bên ngoài. Những sợi rỗng được tập hợp thành một bó có từ hàng nghìn đến hàng triệu sợi rỗng. Dòng chất lỏng cần xử lý có thể chảy từ ngoài vào trong hoặc từ trong ra ngoài sợi rỗng. Do độ chặt sít của bó sợi nên diện tích tiếp xúc bề mặt của sợi rỗng/khối tích đạt giá trị rất cao, từ vài ngàn đến 30.000 m2/m3. Trường hợp dòng chảy từ ngoài vào trong: các sợi rỗng được bó chặt một đầu và gắn chặt bằng nhựa, còn đầu kia được cố định nhưng đầu rỗng của sợi sẽ được mở tự do để thu sản phẩm sau quá trình lọc.Trường hợp dòng chảy từ trong ra ngoài: bó sợi được sắp xếp theo hình chữ U và dòng chảy đi ngược lại với trường hợp trên. Ưu điểm khác của môdun kiểu sợi rỗng là nó cho phép rửa sạch cặn sau một chu kỳ lọc bằng phương pháp rửa ngược. Chu trình rửa ngược được thực hiện ngược với chu trình lọc bằng chất lỏng đã được lọc sạch dưới áp lực cao hơn, sự thay đổi 39
  40. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 hướng dòng chảy qua thành sợi rỗng cho phép gỡ các cặn bám trên thành ống, cặn được chuyển ra ngoài một cách dễ dàng. Các môdun dạng này nhỏ gọn, dễ lắp đặt, dễ sửa chữa thay thế, tốn ít diện tích xây dựng. Mô đun dạng sợi rỗng được dùng nhiều trong quá trình khử mặn nước biển, bao gồm một bó nhiều ống có đường kính nhỏ đặt bên trong một thùng áp lực. Tuy nhiên trong xử lý nước thải mô đun sợi rỗng thường được đặt trực tiếp trong nước thải mà không cần thùng áp lực, và nước sau lọc được thu ở đầu cuối của sợi màng. Hình 3.15: Mô đun dạng sợi rỗng 3.4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của màng RO và Nano Áp suất làm việc và độ dày của màng - Độ dày của màng có ảnh hưởng rất lớn đế áp suất làm việc, nếu tăng độ dày của màng sẽ dẫn đến tổn thất áp suất lớn và ngược lại - Áp suất làm việc là yếu tố rất quan trọng,nó quyết định hiệu quả của màng, lưu lượng nước ra, cấu tạo của màng,độ dày,thời gian vệ sinh, - Thông thường người ta đặt áp suất P gấp từ 2 2,5 lần so với áp suất thẩm thấu. - Tùy theo yêu cầu thiết kế cũng như vận hành mà áp suất làm việc: + Hệ thống R.O chạy từ: 400 – 1000 psi. + Hệ thống Nano chạy từ: 100 - 600 psi. 40
  41. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Ảnh hưởng nhiệt độ - Khi tăng nhiệt độ, độ nhớt và khối lượng riêng của dung dịch giảm nên làm tăng độ thấm qua. Nhưng đồng thời áp suất thẩm thấu lại làm giảm độ thấm qua. - Mặt khác, khi nhiệt độ tăng, các mao quản của màng bị co ngót, thắt lại làm giảm độ thấm qua, đồng thời cũng làm giảm tuổi thọ của màng. Ảnh hưởng của bản chất và nồng độ chất cặn - Nồng độ dung dịch tăng dần sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu của dung môi, tăng độ nhớt của dung dịch và tăng sự phân cực nồng độ, dẩn đến giảm sự thẩm thấu qua và độ chọn lọc - Bản chất của chất tan có ảnh hưởng tới tốc độ chọn lọc. Với khối lượng phân tử như nhau, chất vô cơ bị giữ lại trên màng tốt hơn chất hữu cơ. Ảnh hưởng của điều kiện thủy động - Trong quá trình lọc, khi nước dịch chuyển, các phần tử và ion giữ lại có xu hướng tích tụ dọc theo màng có vai trò như lớp vật liệu lọc, nhưng áp suất thẩm thấu lại tăng lên. Khi đó cần đặt một áp suất lớn hơn để thắng áp suất thẩm thấu nên chi phí năng lượng cao hơn. - Để giảm sự phân cực nồng độ, tiến hành tuần hoàn để tăng mức độ xoáy của lớp chất lỏng gần màng để giảm sự đóng cặn của màng. Có thể dùng bộ phận khuấy trộn cơ học, bộ phận tạo rung để làm tăng tốc độ dòng chảy. 3.4.6 So sánh khả năng lọc của các màng lọc 41
  42. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 3.4.7 Rửa lọc Nên rửa màng khi lưu lượng nước giảm không quá 20%. Khi lưu lượng nước giảm quá lưu lượng trên, việc xử lý nước đóng cặn trên màng khó hơn nhiều. Xác định nguyên nhân gây tắc : Có 2 nhóm nguyên nhân gây tắc chính đó là: Nhóm ion kim loại, oxit kim loại và chất rắn hòa tan Nhóm vi sinh vật : vi khuẩn, rêu tảo Nguyên tắc rửa lọc Đối với nhóm ion kim loại, oxit kim loại và chất rắn hòa tan, dùng axit ( không dùng các nhóm gốc Clo ) hòa tan vào nước tinh khiết , dùng bút đo pH đo pH sao cho không thấp hơn 2,5. Ngâm màng trong dung dịch này 1 giờ, sau đó lắp bơm tuần hoàn chạy trong vòng 1 giờ. Đối với nhóm vi sinh vật : vi khuẩn, rêu tảo, dùng kiềm (vd : NaOH) hòa tan vào nước, pH không vượt quá 11. Ngâm màng trong dung dịch 1 giờ, sau đó lắp bơm tuần hoàn, chạy trong vòng 1 giờ. Có thể xử lý nhóm kim loại trước hoặc nhóm vi sinh trước. Nhưng giữa 2 lần này, phải rửa màng thật sạch bằng nước tinh khiết trong vòng 30 phút ( bơm tuần hoàn ) nhằm tránh việc axit và bazo phản ứng trên mặt màng. 3.5 Chưng cất bằng năng lượng mặt trời  Nguyên lí hoạt động Nước cần xử lý được nung nóng lên và bay hơi nhờ năng lượng mặt trời, sau đó ngưng tụ lại trên bề mặt phía trong thiết bị thu nước dạng tấm và chảy vào bể. Tuỳ thuộc vào lượng ánh sáng mặt trời, một tấm bề mặt thu nước kích thước 2x10 m có thể cung cấp nước uống cho 20 - 50 người sử dụng trong một ngày đêm với tiêu chuẩn 4l/ ng/ngày.  Ưu điểm Lợi ích về kinh tế vì chi phí thấp, có thể sử dụng các vật liệu địa phương để chế tạo Chất lượng sau khi xử lí tốt Có thể áp dụng để cung cấp nước uống cho các vùng sâu, vùng xa.  Nhược điểm Lưu lượng nước được xử lí thấp Phụ thuộc vào điều kiện thời tiết. 3.6 Trao đổi ion Trao đổi ion là một dạng đặc biệt của phương pháp hấp phụ. Đây là quá trình trao đổi giữa các ion trong pha rắn và pha lỏng. 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. Phương pháp này rất hiệu quả trong việc loại bỏ asen, tuy nhiên nếu trong dung dịch, các ion cạnh tranh với asen (như sunfat, florua, nitrat ) có nồng độ lớn, hiệu suất của - quá trình tách loại sẽ giảm đi đáng kể. Khi đó các anionit chuyển từ gốc H 2AsO4 sang 2- + H2AsO4 , giải phóng H , pH bị hạ thấp xuống. Nồng độ sulfate ảnh hưởng tới vận tốc phản ứng: tốc độ phản ứng càng cao khi lượng sulfate càng cao. 42
  43. Công nghệ xử lý nước cấp 2015  Nguyên lí hoạt động: Nếu nguồn nước chứa As có độ khoáng thấp ( 250mg/l và tổng lượng cặn tan vượt 500mg/l; Tiềm ẩn nguy cơ đẩy asen ra khỏi nhựa trao đổi. Nhựa trao đổi Nhựa trao đổi ion còn gọi là ionit, các ionit có khả năng hấp thu các ion dương gọi là cationit, ngược lại các ionit có khả năng hấp thu các ion âm gọi là anionit. Còn các ionit vừa có khả năng hấp thu cation, vừa có khả năng hấp thu anion thì được gọi là ionit lưỡng tính.  Về cấu tạo: 43
  44. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 Trong cấu tạo của chất trao đổi ion, có thể phân ra hai phần. Một phần gọi là gốc chất trao đổi ion, một phần khác gọi là nhóm ion có thể trao đổi (nhóm hoại tính). Chúng hóa hợp trên cốt cao phân tử. + Màu sắc: vàng, nâu, đen, thẫm. Trong quá trình sử dụng nhựa, màu sắc của nhựa mất hiệu lực thường thâm hơn một chút; + Hình thái: nhựa trao đổi ion thường ở dạng tròn; + Độ nở: khi đem nhựa dạng keo ngâm vào trong nước, thể tích của nó tăng; + Độ ẩm: là % khối lượng nước trên khối lượng nhựa ở dạng khô (độ ẩm khô) hoặc ở dạng ướt (độ ẩm ướt); + Tính chịu nhiệt: các loại nhựa bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ đều có giới hạn nhất định, vượt quá giới hạn này nhựa bị phân giải không sử dụng được. Nhiệt độ hoạt động tốt từ 20-50oC; + Tính dẫn điện: chất trao đổi ion dẫn điện tốt, tính dẫn điện của nó phụ thuộc vào dạng ion; + Kích thước hạt: Resin có dạng hình cầu d=0,04-1,00mm.  Tốc độ trao đổi ion Như trong quá trình hấp phụ, tốc độ trao đổi ion tùy thuộc trên tốc độ của các quá trình thành phần sau: + Khuếch tán của các ion từ trong pha lỏng đến bề mặt của hạt rắn; + Khuếch tán của các ion qua chất rắn đến bề măt trao đổi ion; + Trao đổi các ion (tốc độ phản ứng); + Khuếch tán của ion thay thế ra ngoài bề mặt hạt rắn; + Khuếch tán của các ion được thay thế từ bề mặt hạt rắn vào trong dung dịch.  Điều kiện sử dụng của nhựa trao đổi ion + Nhựa chỉ sử dụng để trao đổi ion chứ không dùng để lọc huyền phù, chất keo và nhũ màu. Sự có mặt các chất này có thể rút ngắn tuổi thọ của nhựa. + Loại bỏ các chất hữu cơ bằng nhựa rất phức tạp, cần có nhiều nghiên cức đặc biệt + Sự có mặt cửa khí hòa tan trong nước với lượng lớn có thể gây nhiễu loạn hoạt động của nhựa. + Các chất oxi hóa mạnh Cl2, O3 có thể tác dụng xấu lên nhựa. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Như vậy nước là một nguồn tài nguyên thiên nhiên không thể thiếu đối với sự sống của mọi loài sinh vật. Không có nước cuộc sống trên trái đất không tồn tại. Tuy nhiên, với tốc độ phát triển kinh tế, bùng nổ dân số và sự biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay thì ô nhiễm và khan hiếm nguồn nước là vấn đề không thể tránh khỏi. Do đó, việc bảo vệ, sử dụng, khai thác hợp lý nguồn tài nguyên nước luôn là vấn đề đặt lên hàng đầu. Tùy vào đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội, phong tục tập quán, mục đích và yêu cầu khác nhau mà việc lựa chọn nguồn nước cấp và công nghệ xử lý nước cấp sẽ khác nhau. Như đề cập ở trên, thì hiện nay, có rất nhiều công nghệ để xử lý nước cấp. Song, mỗi công nghệ lại có những ưu và nhược điểm riêng. Vì vậy, để lựa chọn được một 44
  45. Công nghệ xử lý nước cấp 2015 công nghệ phù hợp và đạt hiệu quả cao trong xử lý nước cấp, tránh lãng phí tài nguyên và tiền bạc đòi hỏi phải có sự hiểu biết rõ về đặc điểm các nguồn nước, các thông số chất lượng nước, nguyên lý hoạt động và khả năng ứng dụng của từng loại công nghệ. Vì thế phải lựa chọn nguồn nước cấp phù hợp. Cần sự hiểu biết về đặc điểm nguồn nước, thông số chất lượng . Lựa chọn phương pháp phù hợp tránh lãng phí. CHƯƠNG 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. ThS. Nguyễn Thị Kim Dung, Ks. Nguyễn Thị Như Ngọc, Ks. Đoàn Hà Huyên Tổng hợp vật liệu mangan dioxit kích cỡ nanomet trên chất mang laterit và nghiên cứu khả năng hấp phụ của vật liệu đối với asen. 2. ThS. Đỗ Trà Hương. Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số loại kim loại nặng của vật liệu oxit nano MnO2, FeO3 và thăm dò xử lí nguồn nước bị ô nhiễm 3. Nguyễn Minh Quang P.E. Phương pháp đơn giản và rẻ tiền để loại trừ hoặc giảm bớt arsenic(thạch tín) trong nước ngầm ở Việt Nam 4. Các trang web: oxit-hon-hop-fe-mn-51681/ trao-doi-ion-trong-xu-ly-nuoc-45653/ A%B7t_Tr%E1%BB%9Di nguoc-ro.html 45