Nghiên cứu chế tạo các loại vật liệu hấp phụ trên cơ sở phế thải nông nghiệp và ứng dụng trong xử lý các nguồn nước bị ô nhiễm dầu và kim loại nặng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
%
£
#«1««1«>
1#iịậ >
1#4ỈỊ »1#
• * » f ĩ » « • 9T*

NGHIÊN CỨU CHÊ TẠO CÁC LOẠI VẬT LIỆU HẤP PHỤ
TRÊN C ơ SỞ PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP VÀ ỨNG DỤNG TRONG x ử LÝ
CÁC NGUỔN NƯỚC BỊ Ô NHIEM d ầ u v à k i m l o ạ i n ặ n g
MÃ SỐ: QT-04-10

CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: TS. NGUYỄN

HÀ NỘI - 2005

văn nội


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
fN f p

tỉế

OT*

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CÁC LOẠI VẬT LIỆU HÂP PHỤ
TRÊN C ơ SỞ PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP VÀ ÚNG DỤNG TRONG x ử LÝ

CÁC NGUỔN NƯỚC BỊ Ô NHIẺM d ầ u v à k i m l o ạ i n ặ n g
MÃ SỐ: QT-04-10

CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: TS. NGUYEN

văn nội

CÁC CÁN BỘ THAM GIA:

Nguyễn Đắc Vinh

TS

Khoa Hoá học

Trần Đình Trinh

BSc

Khoa Hoá học

Nguyễn Minh Phương

BSc

Khoa Hoá học

Trịnh Thăng Thuỷ

BSc

Khoa Hoá học

HÀ NỘI - 2005


1. BÁO CÁO TÓM TẮT
a. Tên đề tài:
T iếng V iệt: N ghiên cứu chế tạo các loại vật liệu hấp phụ trên cơ sở phế thải
nông nghiệp và ứng dụng trong xử lý các nguồn nước bị ô nhiễm dầu và kim loại
nặng

Tiếng Anh: Development of sorbents from agricultural by-products and
their use in the treatment o f oil and heavy metal contaminated wastewaters

Mã số: QT-04-10
b. Chủ trì đề tài (hoặc dự án): Nguyễn Văn Nội
Học vị: TS
Đơn vị công tác (Khoa): Khoa Hoá học
Tel: 8253 503; M obile: 0904 22 95 65; Email: noinv@ ncst.ac.vn

c. Các cán bộ tham gia
- TS. N guyễn Đắc Vinh
- CN Trần Đình Trinh
- CN N guyễn Minh Phương

- CN Trịnh Thăng Thuỷ
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Mục tiêu đề tài:
N ghiên cứu khả năng sử dụng một số vật liệu từ các loại phế thải để chế tạo

vật liệu hấp phụ ứng dụng trong quá trình xử lý các nguồn nước bị ô nhiễm dầu và
kim loại nặng. Bước đầu nghiên cứu tìm các điều kiện thích hợp để tách loại dầu và
kim loại nặng trong các nguồn nước bị ô nhiễm.

Nội dung nghiên cứư:
+ Tổng quan tài liệu
+ Chế tạo vật liệu
+ Đánh giá mức độ ô nhiễm tại một số địa điểm thuộc Hà N ội
+Khảo sát khả năng xử lý của vật liệu chế tạo được

e. Các kết quả đạt được
Đã chế tạo được một sổ loại vật liệu hấp phụ từ các nguồn nguyên liệu tự
nhiên lõi ngô và vỏ trấu.
Đã tiến hành nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách loại và
thu hồi dầu của vật liệu hấp phụ và đã đưa ra các thông số tối ưu để xử lý nước ô

l


nhiễm dầu trên vật liệu chế tạo được. Đồng thời, đã tiến hành xử lý mẫu pha dưới
dạng nhũ tương dầu-nước trên vật liệu chế tạo được.
Đã tiến hành nghiên cứu các thông số động học ảnh hưởng tới quá trình xử
lý và hấp phụ các ion kim loại nặng bằng các vật liệu hấp phụ che tạo từ vỏ trấu và
lõi ngô. Từ đó, đã xác định và đề xuất các điều kiện tối ưu về mặt công nghệ cho
quá trình xử lý nước ô nhiễm kim loại nặng. Đ ồng thời đã tiến hành xử lý mẫu
nước thải của nhà máy khóa V iệt Tiệp-Hà N ội.
Các nghiên cứu đã bước đầu khẳng định khả năng sử dụng các vật liệu hấp
phụ trên trong việc xử lý nước ô nhiễm dầu và kim loại nặng. Đây là một hướng
xử lý nước ô nhiễm có triển vọng trong hoàn cảnh V iệt Nam, trong điều kiện công
nghệ đơn giản và giá thành thấp do nguồn nguyên liệu chế tạo vật liệu là phế thải

nông nghiệp có sẵn.

f. Tình hình kinh phí của đề tài (hoặc dự án):
Số tiền (đồng)

Mục 109

Nội dung
Thanh toán dịch vụ công cộng

Mục 110

Vật tư văn phòng

100 000

3

Mục 112

Hội thảo

800 000

4

Mục 114

Chi phí thuê inướn

8 900 000

5

Mục 119

Chi phí nghiệp vụ chuyên môn của từng
ngành

8 800 000

6

Mục 145

Mua sắm TSCĐ dùng cho chuyên môn

STT

Mục

1
2

7

800 000

Hỗ trợ đào tạo và NCKH (3% tổng kinh phí,

600 000

mức tối đa không quá 10 triệu đồng/năm)
Tổng cộng:

20 000 000

KHOA QUẢN LÝ

CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI

(K ý và ghi rõ họ tên)

(K ý và ghi rõ họ tên)

C ơ QUAN CHỦ TRÌ ĐE TÀI


2. SUMMARY OF THE PROJECT
a. Project title:
Development of sorbents from agricultural by-products and their use
in the treatment of oil and heavy metal contaminated wastewaters
Numerical code: QT-04-10
b.Head of the Project: Dr. Nguyen Van Noi
Faculty of Chemistry, Hanoi University of Science - VNƯ
c.

Participants:
Dr. Nguyen Dac Vinh

Hanoi University of Science

BSc. Tran Dinh Trinh

Hanoi University of Science

BSc. Nguyen Minh Phuong

Hanoi University of Science

BSC. Trinh Thang Thuy

Hanoi University of Science

d. Targets of the Project:
+Development of adsorbents from natural materials (corncob, rice
hull) a nd t heir 1 1 se f or t he t reatment 0 f o il a nd heavy m etal c ontaminated
wastewaters
+ In v estig a tio n o f proper con d itio n s for th e treatm ent o f o il and h ea v y

metal contaminated wastewaters
e. Research activities of the Project:
+ Colleting the literature, materials relating to the resaerch topic of the
project
+ Investigation of proper conditions for making adsorbents from
natural materials
+ Research into suitable parametters, such as pH, additives,
temperature, and treatment time that are appropritae for the treatment
processes
+ Treatment of oil and heavy metal contaminated wastewaters in

laboratory scale
3


f. Results of the Project
+ Result o f Science and Technology: some adsorbents for the
treatment of oil and heavy metal contaminated wastewaters
+ Result o f training: 3 bachelors finished according to the research
activities of the Project
+ Publication: 2

4


M ở đầu
Nước sạch là nhu cầu thiết yếu, là nhân tố đảm bảo cho sự tồn tại và phát
triển của con người cũng như sinh vật. Các hội nghị về nước gần đây của Liên Họp
Quốc cho thấy nhu cầu sử dụng nước tăng gấp 3 lần trong giai đoạn 1950-2000, và
đến năm 2025 nhu cầu sử dụng nước sẽ tăng 65% so với hiện nay. Chính vì vậy,
vấn đề bảo vệ tài nguyên nước là mối quan tâm hàng đầu của các quốc gia trên thế
giới.Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp đã có những
ảnh hưởng tiêu cực tới chất lượng các nguồn nước. Trong đó, dầu mỏ và các kim
loại nặng độc hại là hai tác nhân có những ảnh hưởng to lớn và nguy hiểm nhất.
Tại Việt Nam, ngành công nghiệp khai thác và chế biển dầu khí đang ngày
càng phát triển, do đó vấn đề bảo vệ môi trường khỏi bị ô nhiễm bởi các sản phẩm
dầu mỏ ngày càng được quan tâm, nhất là sau hàng loạt các sự cố liên quan đến vận
chuyển dầu như các vụ tai nạn chở dầu trên sông Sài Gòn (1994), sông Đồng Nai
(1994), sông Lòng Tàu (1999). Bên cạnh đó, sự gia tăng nhanh chóng các cụm
công nghiệp, khu chế xuất với hàng loạt nhà máy luyện kim, cơ khí, các cơ sở mạ
điện đã và đang tăng cường nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng trong các nguồn nước.

Việc khắc phục và xử lý nguồn nước bị ô nhiễm dầu và kim loại nặng bao
giờ cũng là một công việc khó khăn và tốn kém. Chính vì vậy có rất nhiều nghiên
cứu khác nhau được triển khai nhằm đề xuất các qui trình xử lý ô nhiễm dầu và kim
loại nặng một cách hiệu quả. Nhàm đóng góp vào việc giải quyết những vấn đề nêu
trên, trong khuôn khổ đề tài NCKH này chúng tôi đề cập tới việc nghiên cứu sử
dụng các nguyên liệu rẻ tiền và sẵn có, đó là vỏ trấu và lõi ngô để xử lý nguồn nước
bị ô nhiễm dầu và các kim loại nặng.

5


1- Ô nhiễm dầu và một số phương pháp xử lý
1.1. Tinh trạng ô nhiễm
Hiện nay, dầu mỏ chiếm 60% nhu cầu tiêu thụ năng lượng của thế giới. Lượng dầu
tiêu thụ càng nhiều thì càng gây rò ri, thất thoát lớn. Tại Việt Nam, trong thời gian
gần đây, không ít các vụ tràn dầu do va đâm, đắm tàu, từ các hoạt động thăm dò
khai thác và các hoạt động công nghiệp trong đất liền gây hậu quả xấu một cách
nghiêm trọng về môi trường. Hàm lượng dầu trong nước tăng nhanh theo thời gian
và đang ở mức báo động.
1.2. Nguồn gây ô nhiễm.
1.2.1. Từ hoạt động thăm dò khai thác ngoài khơi.
Theo số liệu của Tổng Công Ty dầu khí Việt Nam, sản lượng dầu khai thác
ngày càng tăng, năm 1986 sản lượng dầu khai thác là 40.000 tấn, năm 1996 sản
lượng dầu khai thác tăng lên tới 8.800.000 tấn. Trong quá trình thăm dò và khai
thác dầu khí, lượng dầu tràn đã góp phần không nhỏ vào gây ô nhiễm biển. Trên
thực tế, giai đoạn 1992- 2001 có hơn 20 sự cố tràn dầu xảy ra, gần đây nhất là sự cố
tràn dầu xảy ra vào ngày 7/9/2001 tại vịnh Gành Rái tỉnh Bà Rịa, Vũng Tàu.
1.2.2. Tàu chở dầu
Theo tuyến hàng hải quốc tế, hàng năm có khoảng 200 triệu tấn dầu được
chuyển từ Trung Đông qua vùng biển nước ta đến Nhật Bản và Hàn Quốc. Lượng

dầu xuất khẩu, nhập khẩu ở Việt Nam tăng nhanh. Tàu chở dầu khi bị nạn gây tràn
một lượng dầu lớn và để lại hậu quả về mặt môi trường rất nghiêm trọng. Điển hình
là vụ tràn dầu (Khoảng 1700 tấn dầu diezen) do tàu chở dầu đâm vào cảng Cát Lái
vào ngày 03/10/1994. Hàng năm có khoảng 10 triệu tấn dầu thải ra biển do quá
trình bơm tháo, rót dầu và làm vệ sinh tàu tại các cảng, thậm chí có nhiền trường
họp các tàu không xử lý lượng dầu cặn này mà trực tiếp thải ra đại dương, đặc biệt

6


là tại khu vực hải phận quốc tế, nơi không thuộc chủ quyền quản lý của quốc gia

1.2.3. Sự cổ hàng hải.
Theo số liệu thống kê, nước ta có khoảng hơn 400 tàu có trọng tải tò 1.000 10.000 tấn. Theo số liệu của cục Hàng hải Việt Nam về sự cố hàng hải thì từ năm
1992 đến 1998 có tới 465 vụ tràn dầu trong đó có 55 vụ nghiêm trọng. Một số vụ
được thống kê dưới đây:
- Ngày 8-5-1994, tàu Uni Humanity (Đài Loan) đâm tàu Transco-01 của Hải
Phòng làm hom 130 tấn dầu FO tràn ra gây thiệt hại về kinh tế lên tới hàng chuc
triệu USD, còn thiệt hại về môi trường tự nhiên do tác động ô nhiễm dầu chưa thể
tính toán được.
- Ngày 3-10-1994, tàu

dầu Neptune Aries của Singapore đâm vào tàu

cảng Sài Gòn Petro tại Cát Lái trên sông Đồng Nai làm hơn 1700 tấn dầu Diesel
chảy ra sông Sài Gòn gây thiệt hại rất nghiêm trọng về mặt môi trường.
1.2.4. Hoạt động của các bến cảng
Hệ thống cảng biển nước ta có 60 cảng lớn nhỏ, trong quá trình hoạt động
các cảng này và các tàu thuyền tại cảng đã làm dầu tràn vói một lượng không nhỏ.
Theo số liệu của cảng vụ Hải Phòng thì tò năm 1994 đến 1997 đã xử phạt 17 tàu

hoạt đ ộn g ở cả n g làm tràn dầu.

1.2.5. Nguồn từ đất liền
Hệ thống sông ở Việt Nam có khoảng 250 con sông lớn nhỏ, cứ 15 - 20 km
bờ biển lại có một cửa sông đổ ra biển. Có thể nói hầu hết các ô nhiễm dầu và sản
phẩm dầu từ đất liền chảy vào các vùng ven biển ở Việt Nam theo các dòng sông là
chủ yếu.

7


Bên cạnh đó, việc sử dụng các sản phẩm liên quan đến dầu của các ngành
công nghiệp (các nhà máy ô tô, công nghiệp hoá chất, các cửa hàng máy móc v.v...)
cũng góp phần không nhỏ vào sự gia tăng ô nhiễm dầu đối với môi trường sống.
Lượng dầu gây ô nhiễm từ các nguồn khác nhau được trình bày ở bảng 1 (số
liệu của Cục Môi Trường- Bộ Tài nguyên và Môi trường)
Bảng 1. Các nguồn gây ô nhiễm dầu ở Việt Nam
Lượng dâu (tân)

Nguôn
1992

1995

2000

Giàn khoan ngoài khơi

200

270

550

Sự cô hàng hải

500

500

1500

Tàu chở dâu

2300

3500

7500

Hoạt động cảng

340

450

600

Nguôn từ đât liên

4040

5300

7500

7.380

10.020

17.650

m

A

Tông

1.3. Tác động của ô nhiễm dầu đến môi trường [2,10,14].
1.3.1. Tác động sinh học của ô nhiễm dầu đến thủy quyển.
+ Tác động sinh học của ô nhiễm dầu
Ảnh hưởng của ô nhiễm dầu đến cuộc sống sinh vật cả trực tiếp lẫn gián tiếp.
Các độc tố trong dầu gây rối loạn chức năng sinh lý, chức năng trao đổi chất và làm
sinh vật chết dần. Môi trường nước bị dầu che phủ làm thay đổi lượng oxy hoà tan
và cản trở ánh sáng chiếu xuống các vùng sâu hơn. Đặc biệt các hydrocacbon thơm
có số lượng nguyên tử Cacbon nhỏ hơn 10, các họp chất thơm này ảnh hưởng
nghiêm trọng đến sinh vật biển. Nếu nồng độ chất thom hoà tan bằng 0,1 ppm thì
các ấu trùng không tồn tại, nồng độ chất thơm 10-100 ppm sẽ phá hoại hệ thống
thần kinh và sự nhạy cảm của vi sinh vật.
Sự thấm dầu gây nguy hiểm cho các loài chim. Chim biển khi ướt dầu thì

chúng không bay được, bị chết vì đói và rét do hệ thống lông không còn khả năng

8


sưởi ấm. Nếu dầu ngấm vào cơ thể chim dẫn đến nhiều bệnh khác nhau do
hydrocacbon xâm nhập vào cơ thể hoặc khi chim rỉa lông cũng bị ngộ độc. Trứng
chim biển bị ướt dầu cũng rất khó nở thành chim non.
+ Tác động ô nhiễm đến đánh bắt thuỷ hải sản.
ô nhiễm dầu mỏ và sản phẩm của chúng làm thay đổi tính chất hoá lý của
nước ( thay đổi màu, mùi, vị ), tạo lóp màng mỏng phủ

đềumặtbiển, ngăn cách

biển với khí quyển trao đổi ôxy, nhiệt, làm lượng sinh vật phù du giảm, dẫn đến trữ
lượng đánh bắt hải sản giảm.
+ Tác động ô nhiễm đến công nghiệp.
Các trạm năng lượng hoạt động nhờ nước biển, nếu nguồn nước bị ô nhiễm
dầu sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của nhà máy. Các xưởng đóng tàu, vận chuyển
hàng hoá cũng bị trì hoãn vì hàm lượng dầu tràn.
+ Ảnh hưởng đến ngành du lịch.
Nhiều vụ tràn dầu gây ra ô nhiễm ở vùng ven biển, khu giải trí ở bãi biển,
điều này sẽ ảnh hưởng đến hoạt động vui chơi, giải trí. Nếu lượng dầu quá lớn, các
hoạt động du lịch có thể phải ngừng.
1.3.2. Ảnh hưởng đến địa quyển.
Sự cố tràn dầu tạo vết dầu loang bao phủ hàng ngàn hecta đất bồi cửa sông,
làm chết rừng ngập mặn, hoa màu, ruộng lúa, gây ảnh hưởng đến cư dân trong
vùng, khu vực dự án, có tác động lâu dài đến môi trường sống.
Khi trên mặt đất có một lóp dầu mỏng sẽ cản trở trao đổi chất của sinh vật
trong đất, làm đất thiếu ôxy, các sinh vật trong đất sẽ chết.

Sự sa lắng các thành phần rắn trong mùn khoan có lẫn dầu sẽ gây nên những
biến đổi về thành phần của trầm tích đáy xung quanh khu vực giàn khoan.

9


Dầu thấm trong đất và trong lòng đất sẽ chiếm chỗ các mao quản, đẩy nước
và không khí ra ngoài làm môi trường đất bị thiếu không khí và nước, ảnh hưởng
đến tính chất của đất và hệ sinh thái đất.
Dầu xâm nhập vào đất còn làm thay đổi cấu trúc của đất. Chúng biển hạt keo
thành trơ, không có khả năng hấp thụ và trao đổi. Vai trò đệm, tính ôxy hoá, dẫn
điện, dẫn nhiệt của đất thay đổi, giảm tính dẻo và tính dính.
Dầu thấm qua đất đến mạch nước ngầm làm ô nhiễm nước ngầm. Ngoài ra,
dầu là hợp chất có thể tiêu diệt trực tiếp hầu hết các thực vật, động vật, sinh vật
trong đất.
1.3.3. Anh hưởng đến nhiệt độ.
Tại những vùng biển ô nhiễm dầu nặng, nhiệt độ ở đó thấp hơn nhiệt độ
thường khoảng 2°c sau khoảng mười năm. Điều này liên quan đến màng dầu loang
ngăn cản sự bay hơi của nước, do đó ảnh hưởng đến trao đổi nhiệt giữa nước biển
và khí quyển. Quá trình đốt khí thải tại các mỏ ngoài khơi tạo ra khí C 0 2, NOx, S 0 2
góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính.
1.4. Phương pháp xử lý nước ô nhiễm dầu [10,12,13].
Dầu tràn trên mặt nước tham gia hàng loạt các quá trình biến đổi: lan truyền,
bay hơi, trôi dạt, phân tán vào trong nước tạo thành nhũ tương dầu trong nước, một
phần lóp dầu bề mặt cũng bị nước nhiễm vào tạo thành nhũ tương nước trong dầu,
phân hủy sinh học, lắng đọng, oxy hóa quang hóa. Để tách loại dầu trong nước ta
có các phương pháp như: phương pháp cơ học, phương pháp hoá lý, phương pháp
sinh học, phương pháp hấp phụ và phương pháp hoá học.
1.4.1. Phương pháp cơ học
Phương pháp cơ học áp dụng cho các vụ tràn dầu, có ba kỹ thuật chính:

+ Kỹ thuật dùng máy hút.
+ Kỹ thuật dùng phao ngăn dầu.

10


+ Kỹ thuật cơ học dùng thiêt bị tuyên nôi.
1.4.2. Phương pháp hoả lý
Một trong những phương pháp hoá lý dùng để tách loại dầu trong nước tồn
tại dưới dạng nhũ tương là phương pháp dùng chất đông tụ. Các chất đông tụ
thường dùng A12(S04)3, NaA102, A12(0H )5C1, KA1(S04)2, FeS04, PAC v.v... chất
đông tụ được dùng nhiều nhất là A12(S04)3 và FeSƠ 4 . A12(S04)3 tạo kết tủa gel
Al(OH)3 khi hoà tan vào nước.
A12(S04)3 + 3Ca(HC03)2 = 2A1(0H)3 + 3CaS04 + 6C 02T (1)
Phản ứng (1) xảy ra tốt nhất v ớ i pH trong khoảng 5 - 7,5. Nếu dùng FeS04
thì pH trong khoảng 8 - 9 . Các chất đông tụ này phá huỷ chất gây nhũ tương khi
trung hoà hoặc thay đổi điện tích hạt keo làm cho Al(OH)3 hấp phụ các hạt huyền
phù hay dầu mỏ rồi lắng xuống.
Khi keo tụ các tạp chất trong nước thải thì màu sắc, mùi vị, độ đục, các chất
huyền phù trong đó giảm xuống.
1.4.3. Phương pháp hoả học.
Phương pháp này áp dụng cho xử lý dầu ngoài khơi, đặc biệt khi việc thu
gom không thực hiện được nữa, sự phân huỷ tự nhiên xảy ra không triệt để. Đối với
dầu tồn tại dưới dạng nhũ tương hay dầu loang sẽ có những hoá chất khác nhau.
+ Xử lý dầu dưới dạng nhũ tương
Một số hoá chất được sử dụng:
+ Hoá chất hấp phụ Sanol adsorbents, Float adsoab.
+ Hoá chất khuếch tán : AB 2000 của hãng NEOS.
+ Hoá chất tạo kết tủa hay hoá chất nhấn chìm.
+ Hoá chất phá nhũ tương.

11


Các loại hoá chất này đều chung mục đích giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường,
bảo vệ sự sống cho sinh vật biển, hạn chế sự mất cân bằng sinh thái.
+ Xử lý dầu loang.
Mục đích xử lý dầu loang: Gia tăng tốc độ phân huỷ dầu, đề phòng thiệt hại
cho các loài chim, ngăn ngừa sự cấu thành khối hắc ín, đề phòng dính dầu và gây
bẩn cho tài nguyên cũng như sự sổng dưới biển khi nước thuỷ triều lên.
Thành phần then chốt của chất xử lý dầu loang là các chất hoạt động bề mặt.
Cấu trúc phân tử của chất này chứa một đầu ưa dầu, một đầu ưa nước. Ngay khi
chất xử lý được trộn với váng dầu, các phân tử của nó sẽ được sắp xếp trên bề mặt
phân cách dầu - nước, làm giảm sức căng bề mặt dầu - nước, tạo điều kiện hình
thành giọt dầu nhỏ tan lẫn trong nước biển với diện tích bề mặt tổng cộng lớn hơn
nhiều so với bề mặt dầu loang, sau đó vết dầu loang được phân tán. Hiện nay có hai
loại hoá chất chính được sử dụng, đó là:
+ Hydrocacbon hoặc chất xử lý gốc hydrocacbon hoà tan có chứa từ 15 - 25%
chất hoạt động bề mặt.
+ Các chất xử lý cô đặc trong hỗn họp tự nhiên với dung môi alcol hoặc glycol
có nồng độ chất hoạt động bề mặt cao. Các chất này có thể hoà tan với nước biển.
Sử dụng các hoá chất này còn có tác dụng làm sạch dầu trên đá, vách biển và các
kiến tạo khác.
Một số chất xử lý đang được sử dụng phổ biến và có hiệu quả cao, đó là :
+ Shell D isp ersan t Concentrate : Hoá chất xử lý đặc của Shell ở dạng lỏ n g có
thể bị phân huỷ do các quá trình sinh học, ít độc hại. Hoá chất này làm tan dầu khi
pha loãng với nước. Khi sử dụng hoá chất này tránh để dính vào mắt hoặc tiếp xúc
lâu dài với da hay bị nuốt phải.
+ Corroxit 9527 : Chất làm tan dầu đậm đặc, sản phẩm của công ty Exxon đã
góp phần không nhỏ vào xử lý nhiều vụ tá n dầu. Sản phẩm này hoà tan được cả

trong nước sạch, dung môi hydrocacbon nhưng hoà tan không hoàn toàn trong

12


nước muối. Chú ý phải sử dụng hoá chất Corroxit 9527 với dầu đang nổi trên mặt
nước, không có nước bao trên bề mặt dầu.
1.4.4. Phương pháp sinh học [3,4,5].
Đặc trưng của vi sinh vật là có tính thích nghi cao. Tại các vùng bị ô nhiễm,
vi sinh vật thực hiện cân bằng sinh thái một cách tự nhiên. Các vi sinh vật sử dụng
chất hữu cơ và một sổ muối khoáng như là nguồn thức ăn để xây dựng tế bào, sinh
trưởng, sinh sản và tăng sinh khối. Do đó tại các vùng bị ô nhiễm, nồng độ các chất
bẩn sẽ giảm đi một cách đáng kể nhờ vi sinh vật. Bản chất của vùng ô nhiễm dầu là
hàm lượng chất hữu cơ quá cao, do đó các vùng này sẽ sinh ra các vi sinh vật ăn

Một số nhà khoa học cho rằng tại những bãi biển trước đây bị ảnh hưởng của
dầu loang sẽ phục hồi nhanh hơn những khu vực chưa từng b ị ảnh hưởng. L ý do
chủ yếu là dầu trên các bãi biển được phân huỷ chủ yếu nhờ các vi khuẩn, chứ
không phải là nhờ các quá trình phi sinh học. Những vụ dầu loang như vậy cũng
thúc đẩy sự thay đổi tập tính của các loài vi sinh vật, khiến chúng thích nghi với
việc phá huỷ những hydrocacbon còn lại sau khi những phân tử nhỏ trong dầu thô
đã bay hơi.
Qua nghiên cứu, người ta thấy hai nhóm vi sinh vật dị dưỡng và tự dưỡng
cùng tham gia quá trình phân giải các chất gây ô nhiễm. Nhóm vi sinh vật dị dưỡng
gồm vi sinh vật hiếu khí, yếm khí và vi sinh vật tuỳ nghi. Các vi sinh vật hiếu khí
và vi sinh vật yếm khí được sử dụng phổ biến hơn.
- Quá trình phân huỷ hiếu khí bằng vi sinh vật: Quá trình này sử dụng các vi sinh
vật cần ôxy để thực hiện quá trình trao đổi chất. Các vi sinh vật này có thể thực
hiện quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ đến sản phẩm là C 0 2 và H20.
- Quá trình phân huỷ kị khí : Quá trình này sử dụng các vi sinh vật thực hiện quá

trình phân giải các chất ô nhiễm hữu cơ trong điều kiện thiếu hoặc không có oxy.
+Các giai đoạn của quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học.

13


Quá trình xử lý nước ô nhiễm này gồm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Khuếch tán chuyển chất từ nước thải tới bề mặt các tế bào vi
sinh vật do khuếch tán đối lưu và phân tử.
+ Giai đoạn 2: Chất bẩn từ mặt ngoài của tế bào được khuếch tán và hấp thụ
trong tế bào vi sinh vật do sự chênh lệch nồng độ các chất ở trong và ngoài tế bào.
+ Giai đoạn 3: Quá trình chuyển hoá các chất được khuếch tán và hấp thụ
trong tế bào v i sinh vật thành năng lư ợ n g và tổ n g hợp cá c chất m ới của tế bào.

Các giai đoạn nói trên có quan hệ rất chặt chẽ với nhau và quá trình chuyển
hoá các chất đóng vai trò chính trong quá trình xử lý nước thải.
Các hợp chất hoá học trải qua nhiều phản ứng chuyển hoá khác nhau trong
nguyên sinh chất của tế bào. Phương trình tổng quát của quá trình oxy hoá sinh hoá
ở điều kiện hiếu khí có dạng như sau :
CxHyOzN + (x + y/4 - z/2 - 3/4)02 Men vi sinh»xc o 2 + (y - 3)/2 H20 + NH3 +AH (2)

C xH y0 zN + NH3+ 0 2

Men vi sinh ^ CsH7N0 2 + C 02 + AH (3)

Trong phản ứng trên CxHyOzN là tất cả các chất hữu cơ của nước thải còn
C 5H 7N O 2 là cô n g thức th eo tỷ lệ trung bình các n g u y ê n tố chính trong tế bào v i sinh

vật, AH là năng lượng.
Phản ứng (2) là phản ứng ôxy hoá các chất hữu cơ đáp ứng nhu cầu năng

lượng của tế bào, còn phản ứng (3) là phản ứng tổng hợp để xây dựng tế bào.
Lượng oxy tiêu tốn cho các phản ứng này là tổng BOD của nước thải.
Nếu tiếp tục tiến hành quá trình oxy hoá, khi không đủ chất dinh dưỡng, quá
trình chuyển hoá các chất của tế bào bắt đầu xảy ra bằng oxy hoá các vật liệu tế bào
(tự oxy hoá).
_____

„

C5H 7N O 2 + O2

Men vi sinh

---------------------►

5C O 2 + N H 3

Men vi sinh

14

+ 2H 2O + A H

(4 )


+ Dinh dưỡng của vi sinh vật
Chất dinh dưỡng chứa cacbon
Prôtêin, axit nuclêic, hợp chất hữu cơ khác là họp chất xây dựng lên cơ thể vi
sinh vật đều là hợp chất cacbon. Tuỳ thuộc nồng độ trong môi trường mà một hợp

chất cacbon vừa là chất dinh dưỡng vừa là chất ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật.
Chất dinh dưỡng chửa nitơ
Các chất dinh dưỡng chứa nitơ cung cấp cho vi sinh vật để tạo thành nhóm
amin (NH-2), nhóm imin (-NH-), phân tử axit amin, các nucleotit, pirimidin, nhiều
vitamin trong một số họp chất của nguyên sinh chất.
Nguồn nitơ để hấp thụ đối với vi sinh vật: NH3, NH4+. Một số anion dễ làm
chua môi trường sinh lý, urê là nguồn thức ăn nitơ trung tính.
Chất dinh dưỡng khoáng.
Chất khoáng làm vi sinh vật phát triển, sinh trưởng, sinh sản. Nồng độ chất
khoáng là khác nhau đối với các loại vi sinh vật: p , K , M g : 0,2 - 0,5 mg/1;
nguyên tố vi lượng Mo, Cu, Co: 0,1 - 0,001 mg/1. Các nguyên tố khoáng trong tế
bào có chức năng chủ yếu là tăng cường hoạt hoá các loại men khác nhau.
Chất sinh trưởng
Các chất sinh trưởng : Vitamin, axit amin, purin, pirimidin và các dẫn xuất
của chúng rất cần cho tất cả các loại vi sinh vật. Các chất sinh trưởng trong thành
phần của men thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Mỗi loại vi sinh
vật cần một loại chất sinh trưởng khác nhau.
+ Mô hình bể lọc sinh học.
Quá trình xử lý diễn ra khi cho nước ô nhiễm tưới lên bề mặt của bể và thấm
qua lóp vật liệu lọc. ở lớp bề mặt của vật liệu lọc và khe hở giữa chúng, các cặn
bẩn được giữ lại, tạo thành màng gọi là màng vi sinh. Lượng ôxy cần thiết để ôxy

15


hoá các chất bẩn hữu cơ thâm nhập vào bể cùng nước ô nhiễm khi đưa vào, hoặc
qua khe hở thành bể, hoặc qua hệ thống tiêu nước từ đáy đi lên.
Vật liệu lọc: Có thể là than hoạt tính, đá dăm, cuội... Trong đó than hoạt tính
được sử dụng khá phổ biển. Than hoạt tính có khả năng hấp phụ tốt và khả năng
xúc tác làm tăng sinh khối. Vai trò xúc tác dựa vào các lỗ, rãnh, lỗ hổng, cấu trúc

ba chiều của cacbon. Khả năng xúc tác thể hiện ở khả năng chuyển hoá họp chất
Peoxit hữu cơ, các loại chất độc hại đối với vi sinh vật. Các chất gây ô nhiễm keo
tụ do hấp phụ trên than hoạt tính tạo màng bám tốt cho các vi sinh vật. Các vi sinh
vật này sẽ ôxy hoá các chất gây ô nhiễm hấp phụ trên than hoạt tính, do đó chúng
sẽ tái tạo lại bề mặt cacbon (than hoạt tính).
Bể lọc sinh học có hai loại:
Loại 1: Bể lọc sinh học nhỏ giọt: Dùng để xử lý sinh hoá nước thải hoàn toàn
với hàm lượng BOD của nước sau xử lý đạt 15mg/l, hiệu suất có thể đạt 90% (theo
BOD).
Loại 2: Bể lọc sinh học cao tải: Bể này có chiều cao công tác và tải trọng
tưới nước cao hơn bể nhỏ giọt. Kích thước hạt vật liệu từ 40 - 60mm nên giữa các
hạt có khe hở lớn. Điều kiện bể lọc sinh học cao tải là nước thải phải xử lý sơ bộ
trước khi lên bể, nồng độ nước nhiễm bẩn không vượt quá 200mg/l (theo BOD).
Ưu điểm bể lọc sinh học: cấu tạo đơn giản, quản lý thuận tiện, thích hợp với
nơi có nhiệt độ không khí cao, trình độ công nghiệp chưa phát triển, ở Việt Nam,
khí hậu nhiệt đới, nền công nghiệp phát triển chưa cao thì áp dụng bể lọc sinh học
để xử lý nước ô nhiễm có điều kiện phát triển thuận lợi.
Khi tiến hành xử lý bậc ba nước nhiễm dầu bằng cacbon hoạt tính có lóp
màng vi sinh, người ta nhận thấy ràng cacbon có lóp màng vi sinh có khả năng loại
bỏ chất hữu cơ gấp 2,6 lần khả năng loại bỏ chất hữu cơ của chính cacbon.
Bê Aeroten
Nguyên lý làm việc của bể Aeroten 2 bậc:

16


Quá trình ôxy hoá các chất bẩn hữu cơ trong bể được thực hiện qua từng giai
đoạn ở mỗi bậc riêng biệt.
Bậc 1: Quá trình bùn hoạt tính hấp phụ chất hữu cơ, ôxy hoá một phần chất
dễ bị ôxy hoá (chủ yếu là chất chứa cacbon). Hiệu quả xử lý 50% - 70%. Sau đó

quá trình xảy ra ở bề mặt bể Aeroten.
Bậc 2: Nước thải được làm sạch hoàn toàn. Trước khi nước thải được xả ra
ngoài, chúng được dẫn qua bể lắng.
Đặc điểm của phương pháp này là ở mỗi bể sẽ có các loại vi sinh vật đặc biệt
thích ứng với điều kiện nhất định và làm cho hiệu suất cao hơn.
Phương pháp xử lý này áp dụng cho nước thải có nồng độ cao, đặc biệt là
nước thải công nghiệp.
Oxyten:
Công trình xử lý Oxyten có hiệu quả cao, dùng để xử lý nước ô nhiễm bằng
phương pháp sinh học tăng cường với việc sử dụng oxy kỹ thuật và bùn hoạt tính
đậm đặc. Thiết bị luôn có vùng làm thoáng nên luôn giữ nồng độ oxy hoà tan ở lófp
nước trên cùng. Nhờ đó tốc độ oxy hoá chất hữu cơ tăng lên. Do lượng oxy hoà tan
tới mức bão hoà trong nước, bùn ở vùng lắng tiếp tục oxy hoá các chất nhiễm bẩn
hữu cơ còn lại.

ĐAI HOC QUÓC

HA

NÒI

TRUNG TÂM THÒNG TIN THƯ VIÊN
D

17

V

r

ữ


2- Ô nhiễm kim loại nặng và một số phương pháp xử lý
2.1. Tình trạng ô nhiễm
Hiện nay, sự phát triển mạnh mẽ của các khu công nghiệp, khu chế xuất đã
dẫn tới sự tăng nhanh hàm lượng các kim loại nặng trong các nguồn nước thải. Tại
các thành phố lớn như Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, hàng trăm các cơ sở sản
xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm các nguồn nước do không có các công trình
hay thiết bị xử lý các kim loại nặng. Hơn thế nữa, mức độ ô nhiễm kim loại nặng ở
các khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công nghiệp tập trung là rất lớn. Tại thành
phố Thái Nguyên, nước thải từ các cơ sở sản xuất giấy, luyện gang thép, kim loại
màu chưa đựơc xử lý thải trực tiếp ra sông cầu. Hàng trăm làng nghề đúc đồng,
nhôm, chì thuộc các tỉnh lưu vực sông cầu với lưu lượng hàng ngàn m3/ngày
không qua xử lý, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước và môi trường khu vực.
Theo các số liệu phân tích cho thấy, hàm lượng các kim loại nặng trong nguồn
nước nơi tiếp nhận nước thải đều xấp xỉ hoặc vượt quá tiêu chuẩn cho phép (xem
bảng 2).
Bảng 2. Hàm lượng kim loại nặng trong nguồn nước thải của các xí nghiệp
trong khu công nghiệp Thượng Đình
Nông độ (ppb)
STT

Công ty-Xí nghiêp
Pb

Fe

Zn

Cu

Cd

1

Nhựa Đại Kim

180

1

2

3

0

2

Công ty thủy tinh Hà Nội

320

350

280

7

0.6

3

Công ty Haso

1080

12

50

20

0

4

Công ty Bohemia

340

6397

2160

40

5

Công ty cơ khí Hà Nội

100

50

120

19

0

6

Công ty giày Hà Nội

230

1

80

40

50

7

Công ty dệt len mùa đông

341

9

270

38

16

18

As

138

Hg

2.7
6.8

92

3.5

74

4.8

8

HAPULICO

850

12

75200

60

14

68

6.3

9

Công ty cao su Sao vàng

740

127

270

20

0

101

0.8

10

Viện nghiên cứu thủy tinh

2300

4570

2240

80

100

11

Xí nghiệp cơ khí chính xác

1260

1

5

2

2

12

TCVN- 5945-1995

1000

100

1000

200

10

50

5

2.2. Nguồn gây ô nhiễm [20,28,23, 30]
2.2.1. Hoạt động khai thác mỏ
Khoa học càng phát triển, nhu cầu của con người và xã hội ngày càng cao
dẫn tới sản lượng kim loại do con người khai thác hàng năm càng tăng lên. Sản
lượng chì khai thác hàng năm khoảng 2 triệu tấn. Trong khoảng thời gian 19351980 sản lượng cadmi và coban tăng 10-16 lần. Thuỷ ngân và bạc tăng 2,5 lần. Sản
lượng sắt tăng từ 182 triệu tấn (1930) lên 912 triệu tấn (1979). Sản lượng nhôm
tăng 80 lần. Thứ tự trong sản lượng khai thác (1930-1980):AI >Mo > v >Co >Cr
>Ni >Cd >Mn >Se >Te >Cu >Fe >Sb >Si >Be >Pb >Hg >Ag >Sn...đã nảy sinh

thêm yêu cầu về xử lý nước thải có chứa kim loại nặng đó. Tuy nhiên, mức độ ô
nhiễm kim loại nặng trong nước lại không tương ứng với sản lượng khai thác của
chúng. Mức độ ô nhiễm các kim loại nặng trong nước theo thứ tự sau: Fe >Mn >A1
>Zn >Pb >Cr >Ni >Sn >Mo >Sb > v >Co >Cd >Ag >Hg >Bi >Te >Be. Trong thực
tế người ta thường nghiên cứu ảnh hưởng của các kim loại sau: Cr, Cu, Cd, Pb, Ni,
Zn, Hg, As.
2.2.2. Công nghiệp sản xuất các hợp chất vô cơ
Các kim loại nặng được thải ra ở hầu hết các quá trình sản xuất hoá chất vô
cơ như quá trình sản xuất xút - clo, HF, thuốc nhuộm, NĨS04, CuS04... Trước đây,
thuỷ ngân được thải ra với lượng lớn trong quá trình sản xuất xút - clo vì công nghệ
sản xuất xút - clo sử dụng điện cực thuỷ ngân. Dòng nước thải từ bể điện phân có
thể có nồng độ thuỷ ngân lên tới 35mg/l. Nồng độ niken cao tới 390mg/l được phát

19


hiện trong nước thải từ một nhà máy sản xuất niken sunfat. Khi hàm lượng kim loại
nặng thải ra cao như vậy, nếu không có biện pháp xử lý thích họp, triệt để thì ô
nhiễm nguồn nước là hậu quả tất yếu. Vì vậy vấn đề xử lý tách loại chúng được đặt
ra hết sức cấp bách.
2.2.3. Công nghiệp mạ
Nước thải của quá trình mạ điện có chứa một hàm lượng kim loại khá cao.
Một nghiên cứu tại một nhà máy mạ crom ở Mỹ chỉ ra rằng trong nước thải rửa
nồng độ crom là 1.84 mg/1 và niken là 4.1 mg/1. Nước rửa từ quá trình mạ đồng có
hàm lượng crom lên đến 0.84mg/l và đồng là 0.44mg/l. số lượng các cơ sở mạ điện
là rất lớn, do vậy ô nhiễm kim loại nặng do mạ điện là một nguồn đáng kể.
Theo một số số liệu thống kê, trên địa bàn thành phố Hà Nội (2003), tại 31
xưởng mạ, có tới 22/31 cơ sở mạ điện qui mô gia đình mà nước thải bể mạ hầu như
đổ trực tiếp ra mương thoát nước chung hoặc được pha loãng trước khi đổ ra
mương thoát mà không qua khâu xử lý nào. Trong tổng sổ 31 cơ sở điều tra có

13/31 c ơ sở sử d ụ ng nik en ; 2 1 /3 1 c ơ sở sử dụng kẽm ; 2 4 /3 1 c ơ sở c ó sử dụng crom.

Bên cạnh các kim loại sử dụng phổ biến trên, chì, đồng, và nhiều hoá chất thác
được sử dụng trong quy trình mạ cũng là những nguyên nhân gây ô nhiễm nước.
2.2.4. Quá trình sản xuất sơn, mực và thuốc nhuộm
Qua phân tích nước thải của các quá trình sản xuất sơn, mực, thuốc nhuộm,
người ta phát hiện thấy nồng độ một số kim loại nặng rất cao. Ví dụ: AI là 100mg/l,
Pt là 0.8 mg/1, Zn là 10 mg/1...
Qua các số liệu thống kê, có thể thấy tình trạng ô nhiễm môi trường nước ở
Việt Nam khá phổ biến và đang là vấn đề cần giải quyết cấp bách trong quá trình
phát triển kinh tế xã hội. Việc kiểm soát, bảo vệ các nguồn nước cũng như hệ sinh
thái là việc làm có ý nghĩa chiến lược quốc gia. Vì vậy, bên cạnh các biện pháp
kiểm soát ô nhiễm với những chính sách bảo vệ môi trường của nhà nước, nghiên
cứu các phương pháp xử lý ô nhiễm nước hiệu quả, kinh tế là một việc làm thiết

20


thực và có ý nghĩa.

2.2.5. Công nghiệp luyện kim
Một lượng lớn hóa chất độc hại như CN\ S', s 20 32’, S i0 2, N H / và đặc biệt
là các kim loại như Pb2+, Zn2+(hàm lượng chì, kẽm có thể lên đến 20 mg/1) của các
lò xưởng cao, lò khử trực tiếp được thải ra môi trường đã làm ô nhiễm nặng cho
nguồn nước.
2.3. Ảnh hưởng của ô nhiễm kim loại nặng đối với con người và môi trường
Các kim loại nặng ở nồng độ vi lượng là các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết
cho sự phát triển bình thường của con người và sinh vật. Tuy nhiên, nếu như vượt
quá hàm lượng cho phép, chúng lại gây ra các tác động hết sức nguy hại tới sức
khỏe con người và sinh vật.

Các kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể thông qua các chu trình thức ăn. Khi
đó, chúng sẽ tác động đến các quá trình sinh hóa và trong nhiều trường hợp dẫn đến
những hậu quả nghiêm trọng, v ề mặt sinh hóa, các kim loại nặng có ái lực lớn với
các nhóm -SH, -SCH3 của các nhóm enzym trong cơ thể. Vì thế, các enzym bị mất
hoạt tính, cản trở quá trình tổng hợp protein của cơ thể.

SH
[Enzym]<

s
+ Me+

—*

[Enzym ]/ V Me
NS /

SH

+ 2H+

2.4. Các phương pháp xử lý ô nhiễm kìm loại nặng
2.4.1. Phương pháp kết tủa
Phương pháp này thường được sử dụng để thu hồi kim loại nặng từ dung
dịch dưới dạng hydroxit kim loại rất ít tan theo phản ứng tổng quát:
Mn+ + nOH"

->

M(OH)n ị

C ác tác nhân tạo k ết tủa th ôn g dụng là x ú t v à v ô i. T u y n h iên kết tủa hydroxit

21


còn khá phân tán nên khó thu hồi bằng cách lọc hay sa lắng. Do đó, người ta có thể
thêm vào các tác nhân keo tụ - tuyển nổi dạng polime điện ly. Quá trình kết tủa
hydroxit vẫn chỉ là quá trình xử lý sơ bộ, nó đòi hỏi những qúa trình xử lý tiếp theo.
Lượng bùn sinh ra khá lớn và khó có thể quay vòng trở lại. Hơn nữa giai đoạn làm
khô (như lọc áp suất) thường lâu và khá đắt.
So vói kỹ thuật kết tủa hydroxit thì kết tủa dưới dạng cacbonat thu được kết
tủa đồng nhất hơn khi tiến hành ở pH 8-^9, do đó dễ thu hồi bằng cách lọc hay gạn.
Tuy nhiên, kỹ thuật này không thể tách loại được Ni2+ do kết tủa N1CO3 có tích số
tan khá lớn. c hình vì 1ý do n ày m à kết tủa dạng cacbonat ít thông dụng hon là
phương pháp kết tủa. Hiện tượng quá bão hoà và tạo phức cũng làm tăng mạnh
hàm lượng còn lại của kim loại. Để giảm hiện tượng quá bão hoà, cần làm tăng số
lượng mầm kết tinh bằng cách sử dụng cát mịn CaC03 dạng huyền phù trong dòng
nước thải cần xử lý. Nhờ đó các kết tủa được thu hồi dễ dàng, trong một số trường
họp quá trình này còn đóng vai trò thu hồi và làm sạch.
Kỹ thuật kết tủa dưới dạng sunfiia cũng thường được sử dụng bởi muối
sunfua của hầu hết các kim loại có độ tan rất nhỏ. Kỹ thuật này có thể kết tủa kim
loại vói sự có mặt của các tác nhân tạo phức. Muối sunfua của các kim loại rất bền
ngay cả khi có mặt của các axit có tính oxi hóa. Muối suníìia của kim loại kiềm thổ,
ngược lại tan nhiều hơn. Vì vậy, kỹ thuật sunfua cho phép thu hồi chọn lọc các kim
loại nặng, thậm chí khi có mặt lượng lớn Ca v à Mg. Trên thực tế, giới hạn của kỹ
thuật này là kh ó c ó thể thu h ồ i toàn b ộ kết tủa sunfua v ì

đ ôi khi ch ú n g ở dạng

huyền phù, keo. Kỹ thuật này cũng ít được sử dụng bởi giá thành của các tác nhân
kết tủa khá đắt (Na2S, H2S...) cũng như độc tính của chúng.
Ngoài các kỹ thuật kết tủa trên, người ta cũng sử dụng một số kỹ thuật khác
nhằm làm giảm nồng độ còn lại của kim loại, cải thiện độ chọn lọc của quá trình
tách và thu hồi hay giảm sổ giai đoạn cần thiết để thu hồi kết tủa. Đó là kỹ thuật
đồng kết tủa vói các tác nhân trợ kết tủa hay tạo phức vòng càng, kết tủa dưới dạng
sufiia hữu cơ, khử bởi NaBHị. Nhưng những kỹ thuật này thường dẫn tới việc sử

22


dụng nhiều hoá chất.
2.4.2. Phương pháp trao đổi ion
Trao đổi ion là một trong những phương pháp thường được dùng để tách kim
loại nặng ra khỏi nước thải. Nhựa trao đổi ion có thể tổng hợp từ họp chất vô cơ
hay hữu cơ có gắn các nhóm như (-SO3H), (-COO-), amin...Các cation v à anion
được hấp phụ trên bề mặt nhựa trao đổi ion:
nRH + Men+ -> RnMe +
RC1 + A'

-> RA

+

nH+

cr

Khi nhựa trao đổi ion đã bão hoà, người ta khôi phục lại cationit và anionit
bằng dung dich axit loãng hoặc bazơ loãng, về mặt kỹ thuật thì hầu hết kim loại

nặng đều có thể tách ra bàng phương pháp trao đổi ion, nhưng về mặt kinh tế cần
phải xem xét kỹ từng trường họp, phương pháp này sử dụng chủ yếu để tách kim
loại nặng.
2.4.3. Phương pháp thẩm thấu ngược
Đe tách kim loại nặng ngày nay người ta có thể dùng phương pháp thẩm thấu
ngược. Nước được lọc qua màng bán thấm (màng thẩm thấu ngược), màng này chỉ
cho nước đi qua và giữ lại chất tan. Nước sau khi lọc qua màng thẩm thấu ngược
thường rất sạch, hàm lượng các kim loại nặng đạt tiêu chuẩn của nước uống.
Phương pháp này được sử dụng rộng rãi ở các nước tiên tiến.

23