Tiểu luận công nghệ xử lý asen trịnh thị hà thu

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ASEN
MÔN HỌC

: CẤP NƯỚC NƯỚC QUY MÔ NHỎ

GVHD : PGS.TS. TRẦN THỊ HIỀN HOA
SVTH

: TRỊNH THỊ HÀ THU

MÃ SỐ : 2011124
LỚP

: CHTN2011


Nội dung chính

1 Tổng quan về Asen
2 Ảnh hưởng của Asen
3 Cơng trình xử lý Asen
4 Kết luận & Kiến nghị


1. Tổng quan Asen


1. Tổng quan Asen (Thạch tín)
Thạch tín (Arsenic (As)) là một nguyên tố có trong tự nhiên và ở trên bề mặt của
vỏ trái đất chiếm khoảng 1 đến 2 mg Asen/kg.
Arsenic là chất không mùi, không màu, không vị, chính vì vậy, bằng các giác

quan thơng thường, chúng ta không thể phát hiện ra dư lượng này trong nước uống.

Arsenic tồn tại phổ biến trong môi trường xung quanh, và mọi người đều tiếp xúc với một lượng nhỏ của chúng


1. Tổng quan Asen

Nồng đồ các hợp chất Asenat phụ thuộc vào PH ở điều kiện 25ºC và pE bằng 4
Xác định Asen bằng chương trình PHREEQC. Tổng nồng độ Asen = 1,33 x 10-5 mol kg-1.
“Speciation and Removal of Arsenic in column packed with chitosan
Article in Water Practice & Technology · December 2006
DOI: 10.2166/wpt.2006.089”


1.1. Tác dụng của Asen

✘Sản xuất thuốc trừ sâu, diệt cỏ, chất độc
✘Gốm và thủy tinh, bán dẫn, điện tử, Y học, Hóa chất,
…

✘Bảo quản gỗ
✘Sử dụng trong kỹ thuật mạ đồng và pháo hoa
✘Từ TK XVII-XX, sử dụng làm thuốc chữa bệnh, điều trị
giang mai, bệnh trùng mũi khoan..
Asen dùng làm thuốc trừ sâu


1.2. Nguồn gốc ô nhiễm As trong nước
Trong tự nhiên

Nhân tạo

As chủ yếu trong môi trường là các mỏ, các đá

Hoạt động con người: Khai thác, chế biến, vận

và khoáng vật chứa As cũng như hoạt động núi

chuyển quặng chứa As

lửa.

Thuốc trừ sâu, diệt cổ, chất độc, thuốc nhuộm, dược

Vi khuẩn tăng mức Asen trong nước.

phẩm


1.2. Nguồn gốc ô nhiễm As trong nước

As từ môi trường xâm nhập vào cơ thể người
chủ yếu qua chuỗi thức ăn và nước uống như
hình bên cạnh.


2. Ảnh hưởng của Asen


2. Ảnh hưởng của Asen

Hợp chất ơxit của Asen hóa trị III (As2O3). Ôxit này màu trắng, dạng bột, tan được trong nước, rất độc. Khi uống phải một lượng
thạch tín bằng nửa hạt bắp, người ta có thể chết ngay tức khắc, là một chất rất độc, độc gấp 4 lần thủy ngân.
Asen tác động xấu đến hệ tuần hoàn, hệ thần kinh. Nếu bị nhiễm độc Asen một cách từ từ, mỗi ngày một ít, tùy theo mức độ bị
nhiễm và thể trạng mỗi người, có thể xuất hiện nhiều bệnh như: rụng tóc, buồn nơn, sút cân, ung thư, giảm trí nhớ... Asen làm thay đổi cân
bằng hệ thống enzim của cơ thể, nên tác hại của nó đối với phụ nữ và trẻ em là lớn nhất.
Theo tổ chức y tế thế giới 0,05mg/l nước có hàm lượng Asen < 0,1 mg/l thì khơng có khả năng tăng nguy cơ nhiễm ung thư)
Tiêu chuẩn As trong máu cho phép theo qui định:Theo bảng tiêu chuẩn, nồng độ gây độc cho cơ thể là 2mcrg/lít máu; nếu xét
nghiệm nước tiểu thì nồng độ gây độc là 50mcrg/lít nước tiểu…


2. Ảnh hưởng của Asen
Nhiễm Asen mãn tính cao gấp 3 lần so với người nghiện thuốc lá nặng


Vùng màu đỏ là vùng ô nhiễm Asen
cao,
Vùng màu cam ô nhiễm mức trung
bình,
Vùng vàng Asen thấp,
Vùng trắng là vùng chưa khảo sát

Bản đồ các vùng ô nhiễm Asen trong nước ngầm tại Việt Nam (2018)


Bản đồ các vùng ô nhiễm Asen trong nước sinh hoạt tại Hà Nội xét nghiệm bởi Enterbuy Việt Nam (2019)


3. Công nghệ xử lý Asen

3. Các phương pháp xử lý Asen trong nước

3.1

Phương pháp keo tụ - kết tủa

3.2

Phương pháp oxy hóa

3.6

Phương pháp trao đổi ion

3.3

Phương pháp lọc màng

3.7

Phương pháp sinh học

Phương pháp làm mềm nước kết hợp loại bỏ As bằng vôi

3.4

3.5

Phương pháp hấp phụ

3.1. Phương pháp keo tụ - kết tủa
Nguyên tắc: Tạo chất kế tủa với ion trong dung dịch
Phương pháp: Dựa trên cơ chế chuyển hóa các hợp chất As (III) lên As (V) (oxy hóa) keo tụ và lắng xuống khi bị các hợp chất keo tụ (muối
sắt, muối nhôm, hydroxyt sắt, hydroxyt nhôm,…) hấp phụ và lắng xuống đáy bể, hay hấp phụ và bị giữ lại trên bề mặt hạt cát trên bể lọc. Trường
ĐHKHTN năm 2000 - 2002 cho thấy cơng nghệ hiện đại có tại các nhà máy nước ở Hà Nội, chủ yếu để xử lý sắt và mangan, cho phép loại bỏ 50 80% Asen có trong nước ngầm mạch sâu khu vực Hà Nội. Khi cho các chất keo tụ như muối nhôm, muối sắt vào nước, chúng sẽ bị thủy phân tạo
ra các hydroxyt hấp phụ các hợp chất As và lắng xuống.
Ngồi ra người ta cịn dùng muối sắt, nhơm để kết tủa các hợp chất As:


3.1. Phương pháp keo tụ - kết tủa
Các bước tiến hành keo tụ các chất trong nước theo quy trình sau:
Đầu tiên là giai đoạn hóa chất keo tụ được tiếp xúc và pha trộn với nước. Kế đó các chất keo tụ bị thủy phân, làm hệ keo mất tính ổn định và bắt
đầu hình thành bơng căn.
Phương pháp keo tụ đơn giản nhất là sử dụng vôi sống (CaO) hoặc vôi tôi (Ca(OH) 2 (ở pH=10,5) để kết tủa hợp chất Arsen. Nồng độ Asen
ban đầu khoảng 50µg/l Hiệu suất đạt khoảng 40 - 70%. Nhược điểm: của phương pháp này là tạo ra lượng cặn lớn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ là pH, nồng độ chất keo tụ, thời gian tiếp xúc với chất keo tụ,…


3.1. Phương pháp keo tụ - kết tủa

Nguyên lý hoạt động phương pháp keo tụ-kết tủa


3.2. Phương pháp Oxy hóa
Phương pháp: Dựa trên cơ sở sử dụng các tác nhân oxy hóa mạnh (Chlorine, Permaganate, Ozone, Oxy, Fenton, điện hóa, quang
hóa, song âm, nước siêu tới hạn,…) để chuyển hóa As (III) thành As(V), sau đó sự dụng phương pháp keo tụ, kết tủa, hấp phụ để loại bỏ nó ra
khỏi nước.

a. Oxy hóa bằng chlorine:


3.2. Phương pháp Oxy hóa
b. Oxy hóa bằng permanganate:

c. Oxy hóa bằng ozone:


3.2. Phương pháp Oxy hóa
d. Oxy hóa bằng oxy


3.2. Phương pháp Oxy hóa
e. Oxy hóa bằng Fenton:


3.2. Phương pháp Oxy hóa
f. Oxy hóa bằng quang hóa:
Chiếu tia cực tím vào nước rồi sau đó lắng
Chất OXH có thể là oxy tinh khiết hoặc sục khí
Chết hấp phụ quang hóa có thể là Fe(II), Fe(III), Ca(II)
Có thể sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn tia cực tím
Phản ứng có thể xảy ra ở nhiệt độ trong phịng và ánh sáng thấp, khơng địi hỏi các thiết bị phức tạp


3.3. Phương pháp Lọc màng
Công nghệ lọc qua lớp vật liệu lọc là cát:
Asen được loại bỏ khỏi nước trong bể lọc cát là nhờ sự đồng kết tủa với Fe(III) trên bề mặt của các hạt cát và không gian
giữa các lỗ rỗng trong lớp cát. Fe(II) ở dạng hịa tan trong nước, sẽ bị oxi hóa bởi oxi của khơng khí để tạo thành Fe(III). Hidroxit

Fe(III) sẽ được hấp phụ trên bề mặt các hạt cát và tạo thành một lớp hấp phụ mỏng. Asen (V) và Asen(III) trong nước sẽ hấp
phụ vào lớp Fe(OH)3 đó và bị giữ lại ở lớp vật liệu lọc. Kết quả, nước ra khỏi bể lọc đã được giải phóng khỏi sắt và Asen.


3.3. Phương pháp Lọc màng
Công nghệ lọc màng: Sử dụng các màng bán thấm, chỉ cho phép nước và một số chất hịa tan đi qua, để làm sạch
nước. Cơng nghệ lọc màng cho phép có thể tách bất cứ loại chất rắn hòa tan nào ra khỏi nước, kể cả Asen. Tuy nhiên,
phương pháp này thường rất đắt và do đó thường được sử dụng trong những trường hợp cần thiết, bắt buộc, khó áp dụng
các phương pháp khác như khử muối, loại bỏ một số ion như Asen… Có nhiều loại màng lọc được sử dụng như vi lọc, thẩm
thấu ngược, điện thẩm tách, siêu lọc và lọc nano.
Hiệu suất và chi phí cho q trình lọc màng phụ thuộc vào chất lượng nước nguồn và yêu cầu chất lượng nước sau
xử lý. Thông thường, nếu nước nguồn 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 …).