Loại bỏ asen độc tính cao
Các nhà khoa học thuộc Phòng Hóa vô cơ, Viện Hóa học vừa nghiên cứu chế tạo thành công hệ thống xử lý nước nhiễm asen và kim loại nặng sử dụng công nghệ Nano VAST, trong đó có sử dụng 2 loại vật liệu hấp phụ asen tiên tiến chế tạo trong nước là NC-F20 và NC-MF.
TS Phạm Văn Lâm, Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, NC-F20 là loại vật liệu lai tổ hợp giữa oxit sắt từ kích thước nano với cacbon hoạt tính trên nền montmorillonite. NC-F20 có màu nâu đen đến nâu đỏ.
Còn vật liệu xúc tác oxy hóa hấp phụ nanocomposite oxit phức hợp mangan sắt (NC-MF) là vật liệu lai tổ hợp giữa oxit phức hợp mangan sắt dạng vô định hình với carbon hoạt tính.
Cả hai vật liệu đều có khả năng hấp phụ cả hai loại asen 3, asen 5 và các ion kim loại như sắt, đồng, chì, crom... Hơn hữa, hai vật liệu này có thời gian sống cao khi làm việc liên tục, dễ sử dụng, dễ loại bỏ khi vật liệu hết tác dụng, thích hợp với các hệ thống nhỏ quy mô hộ gia đình, cơ quan xí nghiệp, chi phí hoạt động thấp và thân thiện môi trường.
Hiện nay, dạng asen phổ biến trong nước ngầm là asen 3. Chúng có độc tính cao và rất khó loại bỏ. Thông thường cần phải oxy hóa asen 3 thành asen 5 bằng các tác nhân hóa học như O2, ozon, H2O2, KMnO4, Cl2... Điều đó dẫn đến phức tạp hóa và chi phí cao cho hệ thống tiền oxy hóa.
Nhiệm vụ của hệ thống này là bão hòa oxy không khí nhằm tách loại triệt để sắt, mangan... và qua đó giảm tối đa nồng độ asen và các chất rắn lơ lửng. Hiệu quả làm việc của hệ thống này là rất quan trọng nhằm giảm tải và chống làm bẩn các chất hấp phụ. Tùy theo từng nguồn nước hệ thống được thiết kế khác nhau. Ưu điểm của hệ thống 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.
 |
| Lắp đặt thiết bị xử lý Asen trong nước tại Trạm y tế xã Nhân Khang, huyện Lý Nhân, Hà Nam. |
Sẽ lọc từ tầng nước ngầm
Hệ thống Nano Vast ban đầu đã được triển khai ứng dụng vào thực tiễn tại trạm xá xã Nhân Khang, Lý Nhân, Hà Nam, có khả năng loại bỏ asen từ 200ppb xuống dưới 5ppb (tiêu chuẩn là 10ppb) với công suất xử lý 1,5m3/h đạt tiêu chuẩn về asen trong nước ăn uống. Hệ thống được thiết kế dạng modul chuẩn giúp cho việc lắp ghép dễ dàng. Hệ thống được điều khiển theo hai chế độ: Tự động hoàn toàn hoặc bằng tay. Đến nay, hệ thống Nano Vast đã được triển khai và nhân rộng tại nhiều địa bàn trong cả nước với các công suất là 0,8m3/h, 1,2m3/h và 1,5m3/h.
Ưu điểm nổi bật của hệ thống là không dùng hóa chất, điều khiển hoàn toàn tự động hoặc bán tự động, giảm đến mức tối đa can thiệp của các thao tác vận hành. Chất lượng nước sau xử lý đảm bảo tiêu chuẩn nước ăn uống với hàm lượng asen < 5microgam/l. TS Phạm Văn Lâm cho biết, việc kết nối Nano VAST với hệ thống tiền xử lý thông thường (oxy hóa, lắng, lọc) có một nhược điểm là 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...).
Hiện nhóm nghiên cứu đang phát triển công nghệ theo hướng chuyển toàn bộ quá trình oxy hóa và lọc thực hiện trên mặt đất như đang tiến hành theo cách thông thường vào tầng nước ngầm. Tầng nước ngầm dưới lòng đất được sử dụng như một hệ thống phản ứng sinh hóa tự nhiên. Lợi thế lớn nhất của việc kết hợp này là không phải xử lý bùn, không sử dụng hóa chất, đơn giản và dễ dàng vận hành, chi phí vốn và chi phí hoạt động nhỏ. Việc thực hiện thành công ý tưởng này sẽ mở ra một hướng mới đầy tiềm năng trong lĩnh vực xử lý nước đảm bảo vệ sinh an toàn cho cộng đồng.
Mức độ ô nhiễm đặc biệt cao ở các tỉnh Hà Nam, Hà Nội, Hưng Yên, Hà Tây, Vĩnh Phúc, Long An, Đồng Tháp, An Giang và Kiên Giang... Do đó, việc loại bỏ asen và các kim loại nặng trong nước ăn uống trở thành nhu cầu cấp thiết, đòi hỏi phải có một giải pháp về công nghệ có hiệu quả, phù hợp với thực tiễn của Việt Nam và có tính khả thi cao.