Công nghệ lọc nước mới nhất

Asen trong nguồn nước ngầm tại Việt Nam từ lâu đã là vấn đề được quan tâm. Theo nhận định của tổ chức Y tế Thế giới WHO, khoảng 1/5 dân số nước ta có thể phải đối mặt với nguy cơ nhiễm độc asen do sử dụng các nguồn nước ô nhiễm không được xử lý triệt để. Mức độ ô nhiễm đặc biệt cao ở các tỉnh Hà Nam, Hà Nội, Hưng Yên, Hà Tây, Vĩnh Phúc, Long An, Đồng Tháp, An Giang và Kiên Giang... Việc loại bỏ asen và các kim loại nặng trong nước ăn uống trở thành nhu cầu cấp thiết, đòi hỏi phải có một giải pháp phù hợp với thực tiễn của Việt Nam - vừa hiệu quả vừa có giá thành thấp.

Hình ảnh một hệ thống nanoVAST công xuất lớn

Rất may, năm 2013, các nhà khoa học Hóa vô cơ - Viện Hóa học đã nghiên cứu chế tạo thành công hệ thống xử lý nước nhiễm Asen và kim loại nặng với công nghệ Nano VAST, trong đó có sử dụng 2 loại vật liệu hấp phụ asen tiên tiến chế tạo trong nước là NC-F20 và NC-MF. VAST là chứ viết tắt tên tiếng Anh của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (Vietnam Academy of Science and Technology).

Vật liệu hấp phụ asen hiệu năng cao NC-F20

Vật liệu hấp phụ asen NC–F20 là vật liệu Nanocomposite – Magnetite, một vật liệu lai tổ hợp giữa oxit sắt từ kích thước nano với carbon hoạt tính trên nền montmorillonite. NC-F20 có màu nâu đen đến nâu đỏ; có khả năng hấp phụ cả hai dạng As(III) và As(V) dung lượng hấp phụ tĩnh đạt Q_max = 30-35 g As(V)/kg vật liệu, ngoài ra vật liệu còn có khả năng hấp phụ hàng loạt các ion khác như Cu, Pb, Hg, Cr,…; thời gian tiếp xúc ngắn (10-15 phút) trở lực thủy lực thấp.

Vật liệu xúc tác oxy hóa hấp phụ nanocomposite oxit phức hợp Mn-Fe (NC-MF)

là vật liệu lai tổ hợp giữa oxit phức hợp Mn- Fe dạng vô định hình với carbon hoạt tính trên nền montmorillonite. Vật liệu thể hiện tính năng xúc tác oxy hóa và hấp phụ đồng thời. NC-MF có khả năng hấp phụ cả hai loại As(III) và As(V), Dung lượng hấp phụ tĩnh Q_max = 100-120gAs(III) / kg, vật liệu có khả năng hấp phụ các ion kim loại khác: Fe, Cu, Pb, Cr...; tốc độ hấp phụ tương đối cao (20 phút tiếp xúc).

Cả hai vật liệu (Nc-F20 và NC-MF) đều có tuổi thọ vật lý cao khi làm việc liên tục, dễ sử dụng, dễ loại bỏ khi vật liệu hết tác dụng, rất thích hợp với các quy mô xử lý nước cấp hộ gia đình, cơ quan xí nghiệp, chi phí hoạt động thấp và thân thiện với môi trường.

Việc chế tạo thành công vật liệu xúc tác oxy hóa hấp phụ NC -MF đã giải quyết triệt để vướng mắc về độ phức tạp và chi phí cao cho hệ thống tiền oxy hóa do asen phổ biến trong nước ngầm là As(III), chúng có độc tính cao và rất khó loại bỏ. Thông thường cần phải oxy hóa As(III) thành As(V) bằng các tác nhân hóa học như O₂, ozon, H₂O₂, KMnO₄, Cl₂ … . 

Quy trình công nghệ Nano VAST

Trong công nghệ NanoVAST, một hệ thống tiền xử lý truyền thống được lắp đặt trước hệ thống hấp phụ. Nhiệm vụ của hệ thống này là bão hòa oxy không khí nhằm tách loại triệt để Fe, Mn… và qua đó giảm tối đa nồng độ asen và các chất rắn lơ lửng. Hệ thống này rất quan trọng, nó giúp giảm tải và chống làm bẩn các chất hấp phụ. Tùy theo từng nguồn nước hệ thống này có thể được thiết kế khác nhau.

Tổ hợp vật liệu NC-MF và NC-F20 có ưu điểm nổi trội là hấp phụ với tốc độ nhanh với dung lượng rất cao, khi cân bằng nồng độ asen trong nước nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép (10 ppb).

Việc ghép nối hệ thống tiền xử lý với hệ thống lọc nano trên nền vật liệu NC-F20 và NC-MF cho phép kéo dài thời gian làm việc do nồng độ asen đầu vào của cột hấp phụ NC-F20 giảm, tăng thời gian sống của NC-MF và NC-F20 và làm giảm giá thành vận hành.

Ứng dụng NanoVAST trong thực tiễn

Hệ thống Nano Vast đầu tiên đã được lắp đặt tại trạm xá xã Nhân Khang – Lý Nhân – Hà Nam, có khả năng loại bỏ asen từ 200 ppb xuống dưới 5 ppb (tiêu chuẩn là 10 ppb) với công suất xử lý 1,5m3/h đạt tiêu chuẩn về asen trong nước ăn uống. Hệ thống được thiết kế dạng modul chuẩn nhằm  lắp ghép dễ dàng, điều khiển hệ thống theo hai chế độ: tự động hoàn toàn hoặc bằng tay. Đến nay hệ thống Nano Vast đã được nhân rộng tại nhiều địa phương với các công suất là 0,8m³/h, 1,2m³/h và 1,5m³/h.

Hệ thống NanoVAST hiện được thiết kế tương đối chuyên nghiệp với những ưu điểm nổi bật như không dùng hóa chất, điều khiển hoàn toàn tự động hoặc bán tự động, giảm đến mức tối đa can thiệp của các thao tác vận hành. Chất lượng nước sau xử lý đảm bảo tiêu chuẩn nước ăn uống với hàm lượng asen < 5μg/l (tiêu chuẩn nồng độ asen an toàn là: <10μg/l). Hệ thống có hình thức đẹp, cấu trúc chắc chắn. 

Thông tin và hình ảnh của VAST.