Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV)

1

MỤC LỤC

LI M U ......................................................................................................... 4
NG QUAN ....................................................................................... 5
1.1. Ô nhi lý .......................................................... 5
1.1.1 Dng tn ti ca Asen trong t nhiên ...................................................... 5
c tính ca Asen ................................................................................... 8
1.1.3 Tình trng ô nhim Asen ....................................................................... 10
1.1.4 Mt s công ngh x lý ô nhim asen ................................................... 17
1.2 Ô nhim photphat và  lý ............................................. 20
1.2.1 Ô nhim photphat .................................................................................. 20
1.2.2 X lý ô nhim photphat ........................................................................ 21
1.3 S dng Than hot tính và Zirconi trong hp ph x lý Asen và photphat 24
1.3.1 Than hot tính ........................................................................................ 24
1.3.2 C nh Zr trên ch loi b As và Photphat .......................... 27
C NGHIM ................................................................................. 35
2.1 Mc tiêu và ni dung nghiên cu ca lu .......................................... 35
2.1.1 Mc tiêu nghiên cu .............................................................................. 35
2.1.2 Ni dung nghiên cu ............................................................................. 35
2.2 Hóa cht, dng c ....................................................................................... 35
2

2.2.1 Dng c ................................................................................................. 35
2.2.2 Hóa cht và vt liu ............................................................................... 36
 dng trong thc nghim ............................ 38
nh PO
4
3-
................................................................. 38

nh As by ngân bromua ............................. 39
nh Zr bi arsenazo (III) ................... 41
2.4 C nh Zirconi trên than hot tính và nha XAD-7 .................................. 43
2.4.1 C nh Zr (IV) trên nha XAD-7 ........................................................ 43
2.4.2 Ch to vt liu than hot tính c nh Zr(IV) ...................................... 44
c tính ca vt liu hp ph .......................... 44
i trng hp ph ci.................................. 44
2.5.2 nh giá tr n ca vt liu .................................... 45
2.5.3 Nhiu x -ray diffactionXRD) ....................................... 46
n t quét (SEM).............................................. 48
2.5.5 t trng (TGA) ................................. 50
T QU VÀ THO LUN ............................................................. 51
3.1 Nghiên cu ch to vt liu hp ph ........................................................... 51
3.1.1 Kho sát ng ca n axit trong quá trình ch to vt liu
than hot tính c nh Zr (IV) ........................................................................ 51
3.1.2 Kho sát ng ca thi gian trong quá trình ch to vt liu than
hot tính c nh Zr (IV) ................................................................................ 53
3

3.1.3 Khc tính ca mt s loi vt liu .............................. 54
3.2 Kho sát kh p ph asen và phophat các vt liu ........................... 61
3.2.1 Kho sát ti trng hp ph photphat ca các vt liu ............................ 61
3.2.2 Kho sát ti trng hp ph As ca các vt liu ..................................... 68
 p ph photphat và asen ca các vt liu ............. 76
3.3 Nghiên cu kh ng dng x lý asen ca vt liu ............................. 79
3.3.1 Nghiên cu kh i hp tái s dng ca vt liu ........................ 79
3.3.2 Kho sát ng cn kh p ph As ca vt
liu .................................................................................................................. 80
3.3.3 Kho sát hp ph ng ca vt liu vi As ........................................... 83
3.3.4 Kt qu x lý mu thc t ..................................................................... 84

KT LUN ........................................................................................................... 85
TÀI LIU THAM KHO ..................................................................................... 87


4

LỜI MỞ ĐẦU
Hin nay, tình hình ô nhim ngu c nói chung và ngu c sinh
hot nói riêng bi asen là v toàn xã hi quan tâm khi nhu cu v chng
cuc sng ngày càng cao.
Theo các nghiên cu gi dân Hà Ni và mt s tnh min bc
(thung bng sông Hng), min nam (thung bng sông C
phi s dng asen cao gp t 10 n n tiêu chun
c sch. u này ng nghiêm trng và trc tip ti sc kho ca con
i, do s c hi ca asen mang li. Nó gây ra rt nhiu loi nguy hi
i.. ng vi chúng ta.
Vic loi b   c thi c   , nhà máy hay xí
nghic loi b c bit là nguc ngm là vô
cùng cn thit và cp bách.
Than hot tính t c s d làm sc. Tuy nhiên, ng
dng ca nó trong x c mi ch dng li  vic loi b các hp cht h
và mt s các thành phn không phân cng nh c.
Vi mng dng ca than hot tính trong vic
x c sinh hoc bit là loi b c hin
nghiên c  tài: Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong
nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV).

5

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1. Ô nhiễm Asen và phương pháp xử lý
1.1.1 Dạng tồn tại của Asen trong tự nhiên
Asen (s hiu nguyên t 33) là mt nguyên t rt ph bin và xp th 20
trong t nhiên, chim khong 0.00005% trong v t, xp th c
bin và th  i [4]. Nó có trong hu ht các loi hàm
ng t 0,n 2,5 mg/Kg. Asen  dng tinh th có màu xám bc, ròn và có
khng nguyên t là 74,9; trng riêng là 5,73, tan chy  nhi 817
0

i áp sut 28 atm), sôi  613
0
C và áp su 372
0
C. K t
  c tinh ch       i Albertus Magnus,
nguyên t này liên tc là trung tâm ca các cuc tranh lun.
Asen di chuyn trong t nhiên nh các hong ca thi tit, ca h sinh
vt, các ho     t phun trào núi la và các ho ng ca con
i. M t và thm th
8
và
2380x10
8
gam asen. Hu ht các v ng là kt qu ca s
n au kin t nhiên. Tuy nhiên, các hong khai thác
m, cùng vi khai thác nhiên liu hóa thch, s dng thuc tr sâu có asen, các
thuc dit c, các cht làm khô nông sn, các ph gia có asen trong th
o ra thêm nhng nh hng.
Arsen tn ti vi s oxi hóa -3, 0, +3 và +5. Các trng thái t nhiên bao
gm các asenious axit (H

3
AsO
3
, H
3
AsO
3
, H
3
AsO
3
2-
,), các asenic axit (H
3
AsO
4
,
H
3
AsO
4
-
, H
3
AsO
4
2-
, các asenit, asenat, metyl-asenic axit, dimethylarsinic axit,
  ng ng thy trong t nhiên ca arsen là asenit (AsO
3

3-
) và
asenat (AsO
4
3-
    sen (III) và Asen (V). Dng As (V) hay các
asenat gm AsO
4
3-
, HAsO
4
2-
, H
2
AsO
4
-
dng As (III) hay các asenit gm H
3
AsO
3
,
6

H
2
AsO
3
-
, HAsO

3
2-
và AsO
3
3-
. Các dng tn ti ca Asen trong t nhiên ph thuc
nhiu king.
1.1.1.1 Ảnh hưởng của pH [5]


Hình 1.1 Ảnh hưởng của pH đến dạng tồn tại của Asen
Mt s dng dng tn ti ca As: As (III), As (V), chu cân bng axit-b,
vì th s có mt ca các dng tn ti chính và các dng ph s da vào pH.
As(OH)
3
s phân ly liên ti
H
3
AsO
3
 H
2
AsO
3
-
+ H
+
pK
1
= 9,2

H
2
AsO
3
-
 HAsO
3
2-
+

H
+
pK
2
= 12,1
HAsO
3
2-

3
3-
+ H
+
pK
3
= 12,7
Hình 1.1 cho thy ti pH trung tính, H
3
AsO
3

chim t l chính trong khi
H
2
AsO
3
-
ch chim 1 t l rt nh (<1%) và s có mt ca HAsO
3
2-
và AsO
3
3-
là

As (V) là mt axit 3 n:
H
3
AsO
4
 H
2
AsO
4
-
+ H
+
pK
1
= 2,3
H

2
AsO
4
-

4
2-
+ H
+
pK
2
= 6,8
HAsO
4
2-

4
3-
+ H
+
pK
3
= 11,6
7

Ti pH 7, cân bng ch yu tn ti dng H
2
AsO
4
-

và HAsO
4
2-
.  pH < 5,
   còn dng H
2
AsO
4
-
, s có mt ca các dng khác không
.
1.1.1.2 Ảnh hưởng của pH-E
h

Th ôxi-hóa kh và pH là các yu t quyn dng tn ti ca Asen
trong.  u kin ôxi-hóa, và pH thp (nh ng H
2
AsO
4
-
chi,
trong khi  pH cao HAsO
4
2-
li chi (H
3
AsO
4
0
và AsO

4
3-
ch có th tn
tng axit u kin kh và pH
thp (nh n chi H
3
AsO
3
0
(Hình
1.2)[23]

Hình 1.2 Đồ thị E
h
-pH các dạng tồn tại của As trong hệ gồm As-O
2
-H
2
O tại 25
o
C
và áp suất 1 bar [23]
Quá trình hp ph t yu t quyn các dng tn ti ca
asen. Các phân t sc bit có kh p ph tt As vì vy nó là yu
t quyn s di chuyn cc ngng st
8

i ln mà nhiu vùng c ngm b ô nhi
khi qua quá trình x lý st (l t tiêu chuc
sch [7][22]. Hình 1.3 cho bit các dng tn ti ca As trong h As-Fe-H

2
O  
có n s hp ph asen trên FeOOH (Hfo).  th cho thy kh p ph
tt asen (asenate)  vùng pH gu kin ôxi hóa và kh yu. 
u kin ôxi hóa, dng tn ti ca As trong dung d c 2 vùng pH, khi
c gim.  u kin ôxi hóa mnh, các dng asenite chi 
mt vùng pH rng, do liên kt ca nó vi Hfo không nh [20].

Hình 1.3 Đồ thị E
h
-pH của hệ As-Fe-H
2
O [20]
1.1.2 Độc tính của Asen
i vi c thc vng vc chng minh là
nhân t i vic ca i vi sc khe con
i theo các m t tn và d dày.
c tính cnh ph thuc vào các dng tn ti ci
v sng, bao gng vt khác, nhng dng Asen vô
ng As h s LD
50
qua ming (ling gây
9

cht trung bỡnh 50% qun th nghiờn cui vng l 15-
293mg/kg v 11-150mg/kg th trng ca chung vt thớ nghim khỏc.
Tip xỳc vi 70-80 mg As
2
O
3

nh l nguy him
n tớnh mng i vi [5].
c tớnh ca cỏc hp
chi vi sinh vp cht
asen h bii sinh hc c i rt phc tp,
tu theo tng hp cht. Hia cú bin phỏp hu hiu cha bnh nhim
c asen.
Asen vụ c.
phỏ hu cỏc mụ trong h hụ hp, trong gan v thn. Nú
ng lờn cỏc enzim hom bo cho quỏ trỡnh hụ hp. Cỏc nghiờn cu
c chớnh ca asen l do s liờn kt ca nú vi cỏc nhúm
sunfuahydryl SH, lm mt chng ca enzim.

Asen(V) c ch ng cho t cỏc enzim sinh
ra ATP lm chu trỡnh xitric b kỡm hóm.

AsO
3
-3
SH
SH
As
O
-
Enzym
+ +
2 OH
-
Enzym
SH

SH
-
C
C
H
OPO
3
2-
H OH
O
+ PO
4
3-
C
C
O
OPO
3
2-
H OH
O
PO
3
2-
C
C
O
OPO
3
2-

H OH
O
AsO
3
3-
ATP
Phân huỷ thành sản
phẩm đầu
10

 Asen hữu cơ.
Các hp cht asen(V) (R-AsO
3
H
2
) ít nh hn hot tính ca enzim
u kin thích hp chúng có th kh v dc

Các hp cht asen(III) bao gm aseno và asenoso . Các hp cht aseno
(R-As=As-R) b oxi hoá d dàng ngay c khi có vt oxi, tính hong ca chúng
c cho là do s chuyn hoá thành các dn xut aseno tng. Các dn xut
này có th c chia thành các hp cht th mt ln và các hp cht th hai ln
theo phn ng ca chúng vi nhóm sunfuahydryl . Nhng hp cht th mt ln, ví
d R-As=O, phn ng vi enzim cha nhóm -SH.

Mt s enzim cha hai nhóm thiol có th phn ng vi hp cht asen th
mt ln, bo ra cu trúc vòng 5 cnh. Phn ng này thun nghch vi
n thiu trong s oxi hoá ca piruvate, b
c ch bng cách này bi liuzit (s dc).

1.1.3 Tình trạng ô nhiễm Asen
Hin nay do s bùng n dân s th gii, v cung cc sch cho
sinh hot v ln mà xã hi quan tâm. Trong khi ngun nc b
mt: sông, sui, ao, h  ô nhim nng bi nc thi sinh hot,
nc thi t các nhà máy công nghip thì vic s dng ngun nc ng là
mt gii pháp hu hiu cho vic cung c c s c ngm ít chu nh
ng b ng ca con ngi. Chng nc ngng t
R-As
O
+
2R'SH
R-As
SR'
SR'
protein
S
S
AsCH
CHCl
+
BAL
protein
SH
SH
+
ClCH
CHAsH
2
S
S

CH
CH
2
OH
CH2
11

cht lc b mc ngm, h không có các ht keo hay
cn lng, các ch tiêu vi sinh trong nc ng
khai thác ngun nc ngm, chúng ta ph i mt vi mt v r
ngc nhic kim loi nc bit là asen. Ngun asen có trong
c ngm ch yu do s hoà tan các hp cht có ch
trình phong hoá, hong núi la và mt phn do quá trình sn xut công, nông
nghip to ra
1.1.3.1. Ô nhiễm Asen trên thế giới
Hin nay trên th gii có hàng chc tri  bng
móng chân, s dng nguc sinh hot có nng
 Asen cao. Nhing Asen rt cao trong nguc
sinh ho       c, India, Thái Lan,
Bangladesh ... S có mt ca Asen  các vùng khác nhau trên th gic tng
hp trong bng 1 và hình 2 [20].
Bảng 1.1 Hàm lượng asen ở các vùng khác nhau trên thế giới

12


Hình 1.4 Bản đồ phân bố khu vực ô nhiễm asen trên thế giới [20]
 Trung Qung hp bnh nhân nhim c phát
hin t  liu thng kê cho thy 88% nhim qua thc phm, 5% t
không khí và 7% t c ui có 1546 nn nhân c

bnh Asenicosis (bnh nhi   n th   
hin 13500 bnh nhân trong s c kim tra  462 làng thuc 47
vùng b lit vào khu vc nhim Asen cao. Trên c c Trung Quc có ti 13 -
14 tri i sng trong nhng vùng có ngun gc b ô nhim Asen cao, tp
trung nhiu nht  tn Tây, Ni Mông, Ninh Hi
n 105 làng b ô nhing Asen tc
c ung là 4,43 mg/l gp ti 443 ln giá tr Asen cho phép ca t chc y
t th gii WHO (10g/l).
Khu vc có v ln nht là ng bng châu th sông Ganges nm
gia Tây Bengal ca  và Bangladesh (Chowdhury và cng s, 1999). 
Tây Bengal, trên 40 tric Asen do sng trong các
13

khu vc có n Asen cao. Ti b nhim và n
Asen t   c cao gp 370 ln n  cho phép ca WHO. Ti
ng hu tiên nhim Asen mc phát hi
 n nay có t i cht vì nhi c Asen m 
trim Asen. T chc Y t Th gi
nhic tp th ln nht trong lch s".


 

 
 

1.1.3.2. Ô nhiễm Asen tại Việt Nam
Do cu to t nhiên ca cht, nhiu vùng cc ngm b
nhim Asenic (thch tín). Theo th, hin có khou
ging khoan, nhiu ging trong s này có n  20-50 ln theo

tiêu chun ca B Yt 0,01mg/l, gây ng xn sc kho, tính mng ca
cc b nhim Asen cc ta khá rng nên vic cnh báo
nhic t c ging khoan cho khong 10 triu dân là rt cn thit.
Nhng nghiên cu gy vùng châu th sông Hng có nhiu
git quá tiêu chun ca T chc Y t Th
git quá tiêu chun B Y t Vit Nam (0,01mg/l). Nhng vùng b
ô nhim nghiêm trng nht là phía Nam Hà N
nh, Ninh Bình, Thái Bình và H (Hình 1.5).
14


Hình 1.5 Bản đồ ô nhiễm asen tại miền bắc
Nghiên cu, kho sát hin trng nhic ngm khu vc Hà
ni, t n 2004, các kt qu cho thy m nhim asen (trên 0,05
mg/L) trung bình khong 30% s m ging kho sát; và m trên 0,01 mg/L
là khong 50% (hình 1.6) [7]. Kho sát hin trng nhim asen trong tám bãi ging
c ngm phc v cho các nhà máy nc thuc Hà ni cho thy:
Ngun nc thô ti các bãi ging Mai Dch (I), Ng
g  không b nhim asen (di 0,05 mg/L); Các bãi ging còn l u b
nhim asen trên 0,05 mg/L, c bit là Yên Ph (III), H 
(VIII) b nhim khá nng ngun nc sau x lý có n asen gi
rõ rt, ch xp x trên mc tiêu chun (0,01 mg/L) hot tiêu chun nc
không nhim asen (Hong Con, Tran 2001). B nhim asen ca các bãi ging
c th hin trên hình 1.7.
15


Hình 1.6 Tình hình nhiễm asen ở Hà nội 12/1999
(A-Đông Anh, B-Từ Liêm, C-Gia Lâm, D-Thanh Trì)

Hình 1.7 Tình hình nhiễm asen trong nước ngầm tại một số bãi giếng khai thác
nước ngầm của Hà nội, 2001 (I. Mai Dịch, II. Ngọc Hà, III. Yên Phụ, IV. Ngô Sỹ
Liên, V. Lương Yên, VI. Hạ Đình, VII. Tương Mai, VIII. Pháp Vân)
16

Kho sát m  ô nhim asen ti 4 làng (Vinh Tru, Bo De, Hoa Hau,
Nhan Dao) thuc tnh Hà Nam, Pham Hung Viet et al [19] thy n asen có
c ngm  3 làng (Vinh Tru, Bo De, Hoa Hau) t quá nhiu ln tiêu
chun cho phép ca b y t. C th ng asen trung bình c ngm 
3 làng lt là: 348, 211, 325 µg/L. c
x lý bc cát gim rõ rt (hiu sut loi b asen t 70-98%)
  ng asen v tiêu chun cho phép ca b y t. Hàm
ng sc ngm rt cao ca 4 làng (Vinh Tru  18,1 mg/L, Bo De 
23,9 mg/L, Hoa Hau  23,1 mg/L, Nhan Dao  40,8 mg/L) là nguyên nhân chính
giúp quá trình lc hiu qu cao trong x lý asen.
 vùng ng bng sông Cu Long (Mekong) theo nghiên cu ma
Kim Phuong Nguyen et al, 2009 [8] , trong báo cáo này các tác gi iên cu
s có mt cc ngm, ti 47 ging khoan  12 vùng thuc các
tnh  ng bng sông Cu Long. Các kt qu nghiên cu cho thy: 38,3% các
mu nghiên cu có n t quá tiêu chun cho phép ca B Y T (<10
n 8,5% các mu có n As >100 µg/L, tp trung ch yu 
Tan Chau, An Phong, Lai Vung.
17


Hình 1.8 Bản đồ ô nhiễm As tại lưu vực sông MeKong –Việt Nam [8]
1.1.4 Một số công nghệ xử lý ô nhiễm asen
1.1.4.1 Công nghệ kết tủa, lắng/lọc
Hu ht các phx n quá trình kt ta và
lc, hoc s dng mui kim loi hoc làm mm nc bng vôi. Ph

lý này rt có hiu qu khi loi b các cht r
 c, st, mangan, pht phát và florua. Nó còn có hiu qu trong vic làm gim
mùi, mu và git ô nhim th cp. Quá trình kt ta
và l loi b  t lng nc.
18

Mui kim loi thng dùng là mui nhôm và mui st clorua hoc
sunphat. Hiu qu x lý asen bng mui nhôm hoc mui st  quy mô phòng thí
nghim có hiu qu x lý ti 99%  u kin ti u và n asen còn li
di 1mi vi các h x lý thc tin ngoài hin trng thì hiu qu x
lý thng t n 90%.
Trong quá trình keo t và lng/lc loi b 
chính:
o Kt ta: S hình thành ca các hp cht ít tan nh Al(AsO
4
) hoc
Fe(AsO
4
)
o Cng kt: Kt hp các dng asen tan vào các pha hydroxit kim loi
o Hp ph: S liên kn hc vt lý khác ca asen tan
vi b mt ca các ht hydroxit kim loi.
C  này có th s dc li vi quá trình loi b cht ô
nhim.
1.1.4.2 Công nghệ hấp phụ và trao đổi ion
Php ph là to ra các vt liu có din tích b mt ln, có ái
lc ln vi các dng asen hoà tan và s dng các vt li loi b asen ra
khc. Ngn ra kh p ph asen ct
hoá (Al
2

O
3
), các vt liu có cht, các loi qung st t nhiên:
limonit, laterit...
i ion có th c xem là mt dc bit cp
phi ion là quá trình thay th v trí ca các ion b hp ph trên b mt
cht rn bi các ion hoà tan trong dung dch. Nh   c s dng
rng rãi trong vic x lý n loi b các cht hoà tan không mong mun ra
khc. Các loi nha này có mt b khung polyme liên kc gi
là nng, nc to thành do polystyren liên kt ngang vi
en. Các nhóm chn liên kt vi nn thông qua các liên kt
19

cng hoá trt hiu qu trong vic loi b asen. Tuy nhiên,
nu trong dung dch, n  các ion cnh tranh vi asen (nh  
nitrat...) ln, hiu sut ca quá trình s gi.
1.1.4.3. Các phương pháp vật lý
Mt s t nhm thu ngc, màng ln thm tách có
kh i b tt c các dng asen cùng các mui khoáng hoà tan ra khc.
i ta cho nc chy qua mt màng lc bit, các cht
gây ô nhic gi li nh các t x c b
pháp lc màng, trc hi ta phi loi b các cht r
dng As(V).
1.1.4.4 Phương pháp sử dụng thực vật (phytoremediation)
X lý ô nhim bng thc vt là công ngh thân thin vng, ng
d lý As  nhng vùng ô nhic mt s
tác gi nghiên cu g   Pteris vittata  Trung Qu c
phát hin có kh ng li Asenic và có kh ng ln As
c. Kh  lý ô nhic s d
P. vittala c (Huang et al., 2004; Elless et al., 2005; Wei and Chen, 2006;

Anderson and Walsh, 2007) nghiên cu k [5].
Mt s y chúng có kh ng ln As
t  ng (Francesconi et al., 2002 a ,b; Meharg, 2003; Du et al., 2005;
Keller et al., 2007; Tripathi et al., 2007; Gonzaga et al., 2008; Zhang et al., 2008)
[5] chng chu vi As ca mi loi cây là khác nhau. Có gi thuyt cho
rng s hng ln As có liên quan vi các phân t vòng càng có trong
cytoplasm trong cây. Ví d, dng hong As (III)-glutaredoxin to thành t cây
 P. Vittata L. có kh u chng As trong t bào (Sundaram et
al., 2008) [5]. S d làm hp thu, loi b ng As
20

t yêu cu thi gian dài. Tuy nhiên li th c
thin vc các hóa cht x lý nào khác.
1.2 Ô nhiễm photphat và các phương pháp xử lý
1.2.1 Ô nhiễm photphat
Trong môi trng nc, P tn ti  các dng: H
2
PO
4
-
, HPO
4
2-
, PO
4
3-
, dng
polymetaphotphat nh: (NaPO
3
)

6
và photpho hu c. Muc
s dng rng rãi trong các ngành công nghip bao gm: sn phm làm sch, kem
t la, công nghip dt may, x c và phân bón.
Photpho là nguyên t rt quan trng i vi sinh vt. Chúng có mt trong
thành phn ATP, ADP, AMP, trong photpholipit, trong axit nucleic. Chính vì th,
photpho rt cn thit cho sinh vt.
    t quá nhiu , các ion photphat s kt
hp vi các ion kim lo    
3+
), st (Fe
3+
, Fe
2+
n
chai ct, tiêu dit mt s sinh vt có li, không tt cho cây trng phát trin .
s gây nên hing
ng.  ng t   i, hoà tan photphat t
dng kt ta hoc phc bn din ra t t, quá trình tiêu th photphat din ra cân
bng to s phát trin nh cho h sinh vt. ng photphat quá
c thn gây hing  c .
ng là hi ng phát trin  t, mnh m ca các loài sinh vt
thu  to S phát trin quá mnh m s gây nên s thi
h siu king. Vi m c, chúng ngn ánh
c. Khi ch xác ca chúng cn mt
ng oxi ln, làm cn kit ô nhic,
do các sn phm phân hu không hoàn toàn. Các xác cht cùng sn phm phân
hu to nên lp bùn dày  . C y, sau mt thi gian, quá trình phân
hu hiu khí chuyn thành phân hu ym khí  i lên các tng trên. Quá
21

trình phân hu ym khí to ra nhiu sn phm có tính kh, càng làm ô nhim môi
c, to ra các kc, các khí có mùi khó chu. Hu qu làm sinh vt
sc b cht,  m nh , i vc có dòng chy,
hing có th làm nghn dòng chy do s phát trin ca bèo, làm
c do bùn to thành quá dày, là môi trng sng ca các sinh vt
có hi

Hình 1.9 Sơ đồ quá trình gây ra hiện tuợng phú dưỡng
1.2.2 Xử lý ô nhiễm photphat
Bin pháp hiu qu nht hi   loi b photphat là to ra mui
photphat ít tan vi st, nhôm và canxi c. Trong mt s
ng hp có th s dp ph i ion.
1.2.2.1 Kết tủa photphat [1]
Kt tt phn loi các ion nhôm,
st, canxi to ra các mu tan thi dng
cht rn.
ng nht ca mt quá trình kt ta là tích s tan. Tích s
tan ca mt cht càng nh thì hiu qu cng
1.2 ghi giá tr tích s tan ca mt s hp cht liên quan trong quá trình x lý
photphat bng pt ta vi mui, nhôm, st, và canxi (vôi).








22

Bảng 1.2 Tích số tan của một số hợp chất photphat với canxi, sắt, nhôm ở 25
o
C
H T (tích s tan)

Fe.PO
4
.2H
2
O  Fe
3+
+ PO
4
3-
+ 2H
2
O 10
-23

AlPO
4
.2H
2
O 
3+
+ PO
4
3-
+ 2H

2
O 10
-21

CaHPO
4

2+
+ HPO
4
2-
10
-6,6
Ca
4
H(PO
4
)
3


2+
+ 3PO
4
3-
+ H
+
10
-46,9
Ca

10
(PO
4
)
6
(OH)
2
 10Ca
2+
+ 6PO
4
3-
+ 2OH
-
(hydroxylapatit) 10
-114

Ca
10
(PO
4
)
6
F
2

2+
+ 6PO
4
3-

+ 2F
-
(apatit) 10
-118
CaHAl(PO
4
)
2

2+
+ Al
3+
+ H
+
+ 2PO
4
3-
10
-39
CaCO
3

2+
+ CO
3
2-
10
-8,3
CaF
2

Ca
2+
+ 2F
-
10
-10,4
MgNH
4
PO
4

2+
+ NH
4
+
+ PO
4
3-
(struvit) 10
-12,6
Fe(OH)
3

3+
+ 3OH
-
10
-36
Al(OH)
3


3+
+ 3OH
-
10
-32

T bng 1.2 có mt s nhn xét sau:
o C 3 loi ion (Ca
2+
, Al
3+
, Fe
3+
u to ra các hp cht photphat có
 tan rt thc bit là hydroxylappatit và apatit. Phn ng này
to thành  vùng pH cao nên nhiu loi hp cht ca canxi vi
photphat có cha thêm nhóm OH.
o Hydroxit st, nhôm tan tr l   i dng ferrat hoc
aluminat [(Fe(OH)
4
-
, Al(OH)
4
-
)]  vùng pH cao (trên 8,5),  vùng
th   n ti  dng kt ta, keo t, hp ph có vai trò
quan tr s dng mui st, mui nhôm khi kt ta so
vi s dng vôi.
1.2.2.2 Sử dụng phương pháp sinh học [1]

c da trên hing là mt s loi vi sinh vt tích
 ng photpho nhi     chúng c  u kin hiu khí.
23

ng photpho trong t bào chim 1,5-2,5% khng t bào
thô, m s loi có th h 6-u kin ym khí chúng
li thi ra phn photpho ai d
4
3-
. Quá trình
loi b photpho da trên hi ng trên gi là loi b   ng.
 c tách ra kh c trc tip thông qua th     a
nhiu photpho) hoc tách i dng mui không tan sau khi x lý ym khí vi
mt h kt ta kèm theo (ghép h thng ph).
Nhiu loi vi sinh vt tham gia vào quá trình hp thu  tàng tr - thi
c quy chung v nhóm vi sinh bio-P mà vi sinh vt Acinetobacter là
ch yu. u kin hiu khí (O
2
) vi sinh vt Bio-
 chúng t n tc thi.
C
2
H
4
O
2
+ 0,16NH
4
+
+ 1,2O

2
+ 0,2PO
4
3-
 0,16C
5
H
7
NO
2
+ 1,2CO
2
+
0,2(HPO
3
) + 0,44OH
-
+ 1,44H
2
O
u kin ym khí, vi sinh vt trên hp thu cht hy
 bào và thi d.
2C
2
H
4
O
2
+ (HPO
3

) + H
2
O  (C
2
H
4
O
2
)
2
+ PO
4
3-
+ 3H
+

2
H
4
O
2
)
2
là cht h vi sinh vc
hp thu t ngoài vào.
1.2.2.3 Hấp phụ và trao đổi ion
Hp ph i ion là nh lý photphat rt có trin
v thu hi photphat mt cách chn lc, thu hi li t dung dch tái sinh và
tái s dng.
i các thành ph

+
,
NH
4
+
 to ra struvite MgNH
4
PO
4
hay kali trucvite MgKPO
4
dùng làm phân nh
chng nghiên cc chú ý t thp k c
m công ngh REMNUT có ng dng trong thc t công ngh gm
hai ci ion: ct clinoptiolit thu hi amoni, ct anionit thu hi photphat.
24

Dung dch sau khi tái sinh t 2 ct cha NH
4
+
, PO
4
3-
c kt t i dng
struvite [1].
Vt liu hp ph  loi b c nghiên cu nhiu
trong phòng thí nghim và trin vng c
sinh bùn thi pH ca dung dc x lý [29]. Rt nhiu
vt lic nghiên cu hp ph Tro bay [25][26 (bùn
thi ca quá trình khai thác qung bauxit) [26][27], nhôm hot tính [15], st oxit

[28], ngoài ra còn nhiu vt lic nghiên cu có bn cht là các kim
lo dng zirconi làm cht hp ph t trong
nhc mi c nghiên cu, và rt có trin vng [12][14].
1.2.2.4 Một số phương pháp khác
Tách lo  ng thi vi các tp cht khác qua quá trình màng
thích hp: Màng nano, màng thm thc, hon thm tích. V nguyên
tc hiu qu lc qua màng có hiu sut nên hu
y ng dng trong thc t.
1.3 Sử dụng Than hoạt tính và Zirconi trong hấp phụ xử lý Asen và photphat
1.3.1 Than hoạt tính
Vic s dng than (cacc bin t rt lâu. Ngun gc ca nó
không th tìm thy trong tài liu nào. Vi lc u
c t i Hindu   áp dng, than g c s dt hp
ph thuc và làm si Ai Cp bic Công
nguyên.
Ngành công nghip sn xut cacbon hot tính hic thành lp t
 -  thay th cho than- -char) dùng trong làm trng
ng. Than hot tính dng bt (PAC) lc sn xui (t
g)  châu Âu t u th k c s dng rng dãi trong ngành công
25

nghip sn xut ng. Than ho x c báo cáo lu
tiên  M 
Than hot tính là dng thô ca gra-phit vi cu trúc ngnh
hình vi nhiu l (khong trng) vc khác nhau t nhng vt nt nhìn
thn nhng vt ch vc ca phân t. Than hoc sn
xut t than da, than g, cht g li-nhin, than c
 tru, mía, h phm phân bón, ph phm lp cao
 (130000 t-nhin (50000 t
da (35000 t       ng nguyên li c

dùng ph bin nht [4].
B mt hóa hc ca Cacbon c xem xét. B mt này ph thuc vào
u kin hot hóa và nhi. S hot hóa làm ci tin cng. Các vi
cu trúc rn tích tip xúc lên ti 2000 m
2
/g. Theo phân loi
ca Steenberg thì có cacbon c hot hóa bng axit và cacbon c hot hóa
bng ba-t hóa bng axit hp ph các ion kim loi. Din tích b mt
ln có th không phi là yu t tiên quyt cho s hp ph ca cacbon hot tính.
Din tích b mt li kh p ph ln.
S hp ph các ion kim loi trên cacbon phc tp ph các cht
hc loi các ion này n gii pháp loi asen. Kh p
ph ph thuc vào các thuc tính ca cacbon hot tính, thuc tính ca các cht
hot hóa, pH, nhi mnh ct nhiu cacbon hoc sn
xu rt ít trong s chúng có th ch loi b các kim
loi nt. Bt chng ca cacbon trong vic x
c, giá thành ca nó vi mt s ng ln cacbon hot
tính. Các nguyên liu ci tic tìm kim. Các nguyên liu
thay th này phi sn có, r và trên ht là phi d sn xut nhng kh
.