Xử lý nước nhiễm kim loại nặng ? Đầu tiên kim loại nặng là gì ? Kim loại nặng là có khối lượng riêng >5g/cm3 như thủy ngân , cadimi , chì , Asen , Thiếc, Crom, đồng, kẽm , mangan,..v.v. Thường không tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hóa của các thể sinh vật. Độ hòa tan trong nước các kim loại này cao chúng có thể hấp thụ vào cơ thể sinh vật. Tích lũy diễn ra với nồng độ vượt quá giới hạn cho phép gây ra nhiễm độc và tổn hại trầm trọng đến sinh vật.
Các kim loại nặng đều được tìm thấy ở trên Trái Đất. Sự tích lũy nồng độ chúng đang hình thành số lượng lớn do các hoạt động chung của con người . Từ công nghiệp khai khoáng mỏ, nguồn thải từ các nhà máy công nghiệp, các chế phẩm công nông nghiệp.
1. Nguyên nhân dẫn đến nguồn nước bị nhiễm kim loại nặng .
Kim loại nặng khi có nồng độ vượt quá 5g/cm3 sẽ ảnh hưởng nguy hiểm đến môi trường và sức khỏe con người. Suy giảm sự tăng trưởng và phát triển của cơ thể . Tổn thương hệ thần kinh cũng như các cơ quan,gây ung thư .
Trẻ em bị hấp thụ kim loại nặng từ thực phẩm cao hơn người lớn vì nhu cầu thức ăn cho trẻ em cao. Triệu chứng có thể khác nhau tùy theo hợp chất kim loại, và liều lượng thời gian tích lũy. Kết quả cuối cùng là ảnh hưởng nghiêm trọng tới hệ thần kinh trung ương và ngoại biên, hệ thống tuần hoàn .
Hấu hết ô nhiễm kim loại nặng đến từ ngành công nghiệp và nước thải chứa chất kim loại nặng. Quá trình mạ điện và xử lý bề mặt kim loại tạo ra lượng đáng kể các chất thải chứa các kim loại nặng : Cd, Zn, Pb, Cr, Ni,…
2. Phương pháp xử lý nước nhiễm kim loại nặng hiệu quả.
Những năm gần đây, phương pháp hấp phụ đã trở thành một trong những biện pháp xử lý hiệu quả, việc tìm kiếm các chất hấp phụ kim loại nặng có chi phí thấp nhưng vẫn đảm bảo liên kết kim loại nặng đã tăng lên. Các chất hấp phụ có thể có nguồn gốc khoáng chất, (polime), sản phẩm phụ nông nghiệp, chất thải nông nghiệp, sinh học.
Mặc dù có nhiều kỹ thuật có thể áp dụng trong việc xử lý hiệu quả sự ô nhiễm của kim loại nặng tuy nhiên với phương án cho nguồn nước gia đình chúng ta sẽ tìm hiểu một số cách cho phù hợp với nguồn nước hay điều kiện kinh tế, nhu cầu sử dụng riêng. Dưới đây là ba phương pháp phổ biến nhất hiện nay trong xử lý kim loại nặng.
2.1 Phương pháp kết tủa hóa học
Cơ chế của phương pháp này là việc bổ sung các hóa chất làm kết tủa các ion kim loại hòa tan trong nước. Sau đó loại bỏ chúng bằng hình thức lắng cặn hoặc lọc.
Kết tủa hóa học được sử dụng rộng rãi nhất là kết tủa hydroxit. Đối với các ion kim loại nặng có thể dựa vào tính chất hydroxit không tan trong nước để sử dụng các dung dịch kiềm như NaOH, Ca(OH)2, nâng pH để thu được kết tủa dạng hydroxit.
Mn+ + nNaOH → M(OH)n ↓ + nNa+
2Mn+ + nCa(OH)2 → 2M(OH)n ↓ + nCa2+
*M là ion kim loại nặng
Trong quá trình kết tủa hydroxit, bổ sung chất kết dính như phèn, muối sắt, có thể làm tăng khả năng loại bỏ các kim loại nặng. Mỗi kết tủa hydroxit kim loại sẽ có độ lắng đọng cực đại ở dải pH khác nhau.
* Ưu điểm:
– Đơn giản, dễ sử dụng với nguồn nguyên liệu dễ kiếm
– Xử lý được nhiều kim loại cùng lúc với hiệu quả xử lý cao.
* Nhược điểm:
-Tạo ra lượng chất kết tủa thải sau khi lắng cặn
– Khó điều chỉnh pH trong nước khi dùng tác nhân kết tủa là dung dịch kiềm.
– Không xử lý triệt để khi nồng độ kim loại quá cao.
– Giảm hiệu quả xử lý khi có mặt tác nhân tạo phức với hydroxit trong nguồn nước xử lý
Ngoài ra dựa vào đặc tính muối không tan của các kim loại nặng, có thể xử lý bằng cách kết tủa muối sunfua. Tuy nhiên nguy cơ tiềm ẩn là thực hiện kết tủa ở môi trường axit dẫn đến sự hình thành khí độc H2S. Phương pháp này có xu hướng hình thành dạng keo tụ. Gây khó khăn cho vấn đề lắng đọng tách cặn sau đó
2.2 Dùng phương pháp hấp phụ xử lý nước nhiễm kim loại
Sự hấp phụ hiện nay được công nhận là một phương pháp đạt hiệu quả cao và tính kinh tế trong xử lý nước nhiễm kim loại . Trong xử lý nước, hấp phụ là quá trình hút chất hòa tan lên bề mặt xốp. Vật liệu có khả năng hấp phụ kim loại nặng như : than hoạt tính, cát mangan, đá ong, chất hấp phụ sinh học,…
Cơ chế chung của hấp phụ là tương tác nhờ lúc hút tĩnh điện giữa ion kim loại nặng với các tâm hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ. Hay là sự liên kết thông qua phản ứng hóa học giữa ion kim loại nặng và các nhóm chức của tâm hấp phụ .
*Ưu điểm:
– Xử lý hiệu quả kim loại nặng ở nồng độ thấp và có tính chọn lọc cao.
– Đơn giản, dễ sử dụng với nguồn nguyên liệu đa dạng
* Nhược điểm:
– Chi phí xử lý cao.
– Định kỳ thay thế hoặc thực hiện tái sinh vật liệu hấp phụ.
2.3 Dùng phương pháp lọc màng để xử lý nước nhiễm kim loại .
Hiện nay công nghệ lọc màng đã được ứng dụng rất phổ biến. Ngành xử lý nước với các loại màng khác nhau cho thấy rất nhiều hứa hẹn trong việc loại bỏ Loại màng để loại bỏ kim loại khỏi nước thải như siêu lọc UF, lọc nano NF, thẩm thấu ngược RO .. Sau đây là giới thiệu sơ bộ về một số loại màng lọc:
– Màng siêu lọc UF là màng siêu lọc sợi rỗng thẩm thấu kích thước lỗ màng từ 0,1~0,001µm. Chủ yếu ngăn lại virus, vi khuẩn, bụi, hydroxit kim loại, chất keo, nhũ tương, chất rắn lơ lửng…
– Lọc nano NF công nghệ lọc cho phép loại bỏ các vật thể có kích thước từ 0,001- 0,01 µm. Ngoài ra vật liệu NF có thể phản ứng với các chất bề mặt hấp thụ các chất hóa học.
– Lọc thẩm thấu ngược RO loại bỏ được các vật thể có kích thước từ 0,0005µm ra khỏi dung dịch. Áp suất làm việc từ 2-70 bar. Công nghệ RO loại bỏ đến hơn 99 % các muối hòa tan, ion kim loại . Theo lý thuyết chỉ có phân tử nước có kích thước khoảng 0,0002µm có thể đi qua màng RO.
Ngoài ra :
Ngoài các phương pháp phổ biến trên, còn có nhiều các phương pháp xử lý kim loại nặng khác được sử dụng như : trao đổi ion, điện phân, điện thẩm tách, đông và kết tụ…
– Trao đổi ion đã được ứng dụng rộng rãi để loại bỏ kim loại nặng từ nguồn nước. Tuy nhiên, nhựa trao đổi ion phải được tái sinh bằng hóa chất và quá trình tái tạo có thể gây ô nhiễm thứ cấp nghiêm trọng. Và chi phí tốn kém cũng là một nhược điểm của phương pháp này.
– Sử dụng phương pháp xử lý nước nhiễm kim loại nặng bằng cách đông kết tụ có đặc điểm làm lắng cặn bùn và làm sạch nước tốt. Tuy nhiên, phương pháp này liên quan đến việc tiêu thụ hóa chất và tạo ra khối lượng bùn thải.
cửa hàng : Facebook website :karofidanang
