6 cách xử lý nước thải nhiễm asen hiệu quả

Có hai loại hợp chất asen chính:

• Asen hữu cơ: Loại này thường không gây hại đối với sức khỏe con người và tồn tại trong nhiều mô động thực vật.

• Asen vô cơ: Các hợp chất asen vô cơ thường có độc tính cao, thường được tìm thấy trong các loại đá và khoáng sản, đặc biệt từ quá trình công nghiệp và sản xuất.

Nước ngầm, giếng nước, nước thải từ công nghiệp và nước sinh hoạt tại nhiều khu vực hiện đang chứa nồng độ asen rất cao. Trong nhiều trường hợp, người dân sử dụng nước từ các nguồn này mà không biết cách xử lý nước thải nhiễm asen, gây ảnh hưởng đến sức khỏe.

Nguyên nhân khiến nước bị nhiễm asen

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm asen trong nước xuất phát từ hoạt động của con người, bao gồm một loạt các hoạt động như khai thác khoáng sản, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và việc xử lý chất thải.

Trong đó, hoạt động khai thác mỏ là nguyên nhân chính, do quá trình này liên quan đến việc sử dụng các hóa chất chứa asen trong quá trình khai thác và luyện kim để sản xuất các sản phẩm như đồng, sắt, kẽm và chì. Quá trình này có thể dẫn đến sự phóng thải và rò rỉ asen vào môi trường.

Phương pháp keo tụ-kết tủa

Phương pháp này dựa trên sự kết hợp giữa các hợp chất keo và các chất kết tủa để loại bỏ asen khỏi nước thải. Các hợp chất keo như sulfate nhôm (Al2(SO4)3) hoặc polyaluminum chloride (PAC) được thêm vào nước để tạo ra các kết tủa với asen. Sau đó, các kết tủa này có thể được tách ra khỏi nước thải bằng các phương pháp kết tủa như lọc hoặc lắng.

Phương pháp keo tụ - kết tủa không chỉ giúp loại bỏ asen khỏi nước thải mà còn có thể loại bỏ các chất độc hại khác như kim loại nặng và các chất hữu cơ. Tuy nhiên, để thực hiện phương pháp này cần có sự đầu tư tài chính khá lớn, yêu cầu chuyên môn cao trong vận hành và bảo trì hệ thống.

Phương pháp này thường được áp dụng trong các cơ sở công nghiệp và xử lý nước thải quy mô lớn, nơi hiệu quả và an toàn là ưu tiên hàng đầu.

Phương pháp hấp phụ

Các vật liệu hấp phụ như oxit sắt, oxit titan, hematite, oxit silic, bauxite, nhựa tổng hợp, quặng oxit mangan, xenlulo, dioxit mangan, chitin, chitosan… có khả năng hấp phụ rất tốt asen từ nước thải.

Một trong những vật liệu hấp thụ phổ biến nhất là vật liệu hấp thụ nhôm hoạt tính. Nhôm hoạt tính được sử dụng rộng rãi do khả năng xử lý nước thải có hàm lượng chất rắn hòa tan cao. 

Nhôm hoạt tính có thể hấp phụ và khử asen trong nước với hiệu suất từ 5-10%. Phương pháp này tương đối dễ thực hiện và thường được áp dụng trong xử lý nước thải ở quy mô vừa và nhỏ.

Phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion là quá trình các ion được chuyển đổi giữa pha rắn và pha lỏng. Tuy công nghệ này có tính phức tạp, nhưng nó vẫn rất hiệu quả trong việc loại bỏ asen. 

Phương pháp này thường không phù hợp với quy mô vừa và nhỏ do tính phức tạp và yêu cầu tài chính. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng các vật liệu trao đổi anion có tính axit mạnh, bạn có thể dễ dàng loại bỏ ion asen khỏi nước thải.

Nếu sử dụng các vật liệu trao đổi ion này, bạn có thể sử dụng dung dịch muối NaCl để hoàn nguyên chất asen bão hòa trong nước thải. Sau quá trình xử lý, nồng độ asen có thể được giảm xuống dưới mức < 2 ppb, đảm bảo rằng nước đã qua xử lý đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn cho sức khỏe con người và môi trường.

Phương pháp lọc

Trong xử lý asen, có hai phương pháp lọc cơ bản được sử dụng:

Phương pháp lọc trong bộ lọc cát: Trong phương pháp này, nước thải chứa asen được đưa vào bộ lọc cát, và trong quá trình này, kết tủa sắt (III) được tạo ra và lắng đọng trên bề mặt của các hạt cát. Sắt (II) trong nước thải ban đầu tồn tại dưới dạng hòa tan và sau đó được oxy hóa để tạo thành sắt (III).

Đồng thời, sắt (III) sẽ được hấp phụ trực tiếp trên bề mặt của lớp cát, làm cho asen trong nước thải được hấp phụ vào lớp Fe (OH)3 và lưu lại trong lớp lọc. Sau khi nước thải đã qua bể lọc cát, hàm lượng asen trong nước thải sẽ được dễ dàng loại bỏ.

Phương pháp lọc bằng màng bán thấm: Phương pháp này sử dụng các loại màng lọc đặc biệt như màng vi lọc, thẩm thấu ngược, thẩm thấu điện, lọc siêu mỏng, lọc nano, vv. Các màng này có khả năng tách và loại bỏ asen cũng như các chất rắn hòa tan khác từ nước thải. 

Phương pháp này phù hợp cho các ứng dụng cần sự linh hoạt và hiệu quả trong việc xử lý nước thải chứa asen.

Phương pháp kích hoạt Alumina

Sử dụng chất Alumina (Al2O3) với bề mặt hấp phụ tốt, có khả năng hấp phụ từ 200-300m2/g là một trong những phương pháp hiệu quả để loại bỏ asen từ nước thải. Trong quá trình này, nước thải được đi qua cột chứa nhôm đã được hoạt hóa, và asen sẽ dễ dàng bị hấp phụ trên bề mặt của các hạt nhôm đã được hoạt hóa.

Quá trình này thường được thực hiện bằng cách tiếp xúc alumina với dung dịch xút ăn đắng (NaOH) có nồng độ trung bình từ 2% đến 4%. Để đạt hiệu suất loại bỏ asen tốt, giá trị pH của dung dịch cần được kiểm soát ở mức dưới 8,2, vì giá trị này thường được coi là lý tưởng cho quá trình xử lý asen.

Phương pháp oxy hóa

Trong môi trường có giá trị pH dưới 9,2, hầu hết asen tồn tại dưới dạng arsenite với hóa trị III.  Để loại bỏ chúng cần các phương pháp xử lý đặc biệt, bao gồm các công nghệ tích điện. Các công nghệ xử lý khác thường hiệu quả hơn trong việc xử lý asen hóa trị V (arsenate).

Chính vì thế cần áp dụng oxy hóa trở để chuyển đổi asen từ dạng arsenite sang arsenate, sau đó có thể loại bỏ chúng khỏi hỗn hợp nước thải.

Hy vọng rằng bài viết này đã giúp bạn định hướng và chọn lựa phương pháp phù hợp để kiểm soát tối ưu nguồn nước thải nhiễm asen. Nếu bạn cần thêm thông tin hoặc tư vấn về các phương pháp xử lý nước thải nhiễm asen, hãy liên hệ ngay với ETM qua hotline 0923 392 868 để nhận báo giá ưu đãi và cạnh tranh nhất.