Những Phương Pháp Xử Lý Nguồn Nước Nhiễm Kim Loại Nặng An Toàn Hiệu Quả

Những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3 thường không tham gia hoặc tham gia rất ít vào quá trình sinh học của các hệ sinh thái và có khả năng tích tụ trong cơ thể các loài sống. Do khả năng hòa tan cao trong nước của chúng, các kim loại này có khả năng hấp thụ tốt vào cơ thể các loài sống. Và nếu tích tụ diễn ra ở mức nồng độ cao và vượt quá ngưỡng cho phép, có thể gây ra hiện tượng nhiễm độc và gây hại nghiêm trọng đối với sức khỏe của các loài sống. Hãy cùng Green Water tìm hiểu những phương pháp xử lý nguồn nước nhiễm kim loại nặng ở bài viết dưới đây.

I. Nguyên nhân dẫn đến nguồn nước bị nhiễm kim loại nặng

Sự hiện diện của kim loại nặng với nồng độ vượt quá 5g/cm3 có thể tạo ra nguy cơ đáng lo ngại đối với môi trường tự nhiên và sức khỏe của con người. Các tác động bao gồm sự suy giảm trong sự tăng trưởng và phát triển của cơ thể, tổn thương đến hệ thần kinh và các cơ quan, cũng như khả năng gây ra ung thư. Trong trường hợp cực kỳ nghiêm trọng, nhiễm độc kim loại nặng có thể dẫn đến tử vong. Đáng lưu ý là trẻ em có thể tiếp xúc và hấp thụ kim loại nặng từ thực phẩm nhiều hơn so với người lớn do nhu cầu dinh dưỡng của họ.

Hầu hết ô nhiễm kim loại nặng hiện nay xuất phát từ ngành công nghiệp hiện đại và việc xả thải chứa lượng lớn chất thải kim loại nặng có thể được tạo ra từ nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Các hoạt động như mạ điện và xử lý bề mặt kim loại tạo ra nhiều chất thải chứa các kim loại nặng. Ví dụ như Cadmium (Cd), Kẽm (Zn), Chì (Pb), Crom (Cr), Niken (Ni), Đồng (Cu), và nhiều loại khác. Ngoài ra, có nhiều nguồn chất thải kim loại đáng kể khác như sản xuất mạch in (Thiếc, Chì, Niken,...), chế biến gỗ (Đồng, Asen, Crom,...), sản xuất chất màu vô cơ (Crom, Cadmium,...), và chế biến dầu mỏ (Niken, Crom,...).

II. Những phương pháp xử lý nguồn nước bị nhiễm kim loại nặng an toàn hiệu quả

Tuy có nhiều kỹ thuật xử lý kim loại nặng, nhưng việc lựa chọn phương pháp phù hợp thường phụ thuộc vào nguồn nước cụ thể và điều kiện kinh tế cũng như nhu cầu sử dụng. Dưới đây là ba phương pháp phổ biến trong xử lý kim loại nặng cho nguồn nước gia đình:

1. Phương pháp kết tủa hóa học xử lý nguồn nước bị nhiễm kim loại nặng

Cơ chế hoạt động của phương pháp này là thêm các chất hóa học để tạo ra kết tủa từ các ion kim loại tan trong nước. Sau đó loại bỏ chúng thông qua quá trình lắng cặn hoặc lọc.

Kết tủa hóa học phổ biến nhất là kết tủa hydroxit. Nó được thực hiện bằng cách tận dụng khả năng của các ion kim loại nặng không tan trong nước để tạo ra kết tủa hydroxit thông qua việc tăng độ pH bằng cách sử dụng các dung dịch kiềm như NaOH hoặc Ca(OH)2.

Mn+ + nNaOH → M(OH)n ↓ + nNa+

2Mn+ + nCa(OH)2 → 2M(OH)n ↓ + nCa2+

Ở đây, M là ion kim loại nặng.

>> Xem thêm: Việc Xử Lý Nước Sông Thành Nước Sinh Hoạt Có Cần Thiết?

Trong quá trình kết tủa hydroxit, chất kết dính như phèn, muối sắt, hoặc các polime hữu cơ thường được thêm vào để tăng khả năng loại bỏ các kim loại nặng. Điều này dẫn đến mỗi kết tủa hydroxit kim loại sẽ có độ lắng đọng tối ưu ở một pH cụ thể.

Ưu điểm

• Phương pháp đơn giản, dễ sử dụng và nguyên liệu dễ tìm kiếm.

• Hiệu quả trong việc xử lý đồng thời nhiều kim loại nặng.

Nhược điểm

• Tạo ra một lượng lớn chất kết tủa thải sau quá trình lắng cặn.

• Khó điều chỉnh pH trong nước khi sử dụng dung dịch kiềm làm tác nhân kết tủa.

• Không hiệu quả khi nồng độ kim loại quá cao.

• Hiệu suất xử lý giảm khi có các tác nhân tạo phức với hydroxit trong nguồn nước được xử lý.

Ngoài ra, dựa vào đặc tính muối không tan của các kim loại nặng, có thể sử dụng phương pháp kết tủa muối sulfua. Tuy nhiên, phương pháp này có tiềm ẩn nguy cơ tạo ra khí độc H2S khi thực hiện kết tủa trong môi trường axit và có xu hướng tạo ra các keo tụ khó lắng đọng sau đó.

2. Phương pháp hấp phụ xử lý nguồn nước bị nhiễm kim loại nặng

Phương pháp hấp phụ hiện nay đã được công nhận là một phương thức xử lý nước nhiễm kim loại nặng hiệu quả và có tính kinh tế. Trong quá trình xử lý nước, hấp phụ là quá trình lấy chất hòa tan từ nước lên bề mặt của một vật liệu có tính kháng hấp phụ. Các vật liệu có khả năng hấp phụ kim loại nặng bao gồm than hoạt tính, cát mangan, zeolit, laterit, đá ong, các chất hấp phụ hữu cơ và chất hấp phụ sinh học.

Cơ chế chung của quá trình hấp phụ liên quan đến sự tương tác giữa ion kim loại nặng và các tâm hấp phụ trên bề mặt của vật liệu hấp phụ. Quá trình này có thể là sự tương tác vật lý dựa trên lực hút tĩnh điện giữa ion kim loại nặng và các tâm hấp phụ (gọi là hấp phụ vật lý) hoặc có thể thông qua các phản ứng hóa học giữa ion kim loại nặng và các nhóm chức trên các tâm hấp phụ (gọi là hấp phụ hóa học).

Ưu điểm

• Phương pháp hấp phụ hiệu quả trong việc loại bỏ kim loại nặng ở nồng độ thấp và có khả năng lựa chọn cao.

• Đơn giản và dễ sử dụng, với sự đa dạng trong việc lựa chọn nguồn vật liệu hấp phụ.

Nhược điểm

• Chi phí xử lý có thể khá cao. Đặc biệt khi cần thay thế hoặc tái sinh các vật liệu hấp phụ sau một thời gian sử dụng.

• Phương pháp hấp phụ đang được nghiên cứu và phát triển để tối ưu hóa hiệu quả và giảm chi phí. Điều này nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong nước một cách bền vững.

>> Xem thêm: Những Điều Bạn Nên Biết Về Vật Liệu Lọc Nước Sinh Hoạt

3. Phương pháp lọc màng xử lý nguồn nước bị nhiễm kim loại nặng

Công nghệ lọc màng hiện nay đã trở thành một phương pháp rất phổ biến trong ngành xử lý nước. Nó hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích đối với việc loại bỏ kim loại nặng, với hiệu quả cao, dễ dàng vận hành và tiết kiệm không gian. Các loại màng lọc khác nhau đã được áp dụng để loại bỏ kim loại nặng từ nước thải, bao gồm:

• Màng siêu lọc UF (Ultra Filtration). Đây là màng siêu lọc với cấu trúc sợi rỗng và kích thước lỗ màng từ 0,1 đến 0,001µm. Màng UF chủ yếu ngăn cản các hạt như virus, vi khuẩn, bụi bẩn, hydroxit kim loại, chất keo, nhũ tương và các chất rắn lơ lửng khác trong nước.

• Lọc nano NF (Nanofiltration). Công nghệ lọc này cho phép loại bỏ các hạt có kích thước từ 0,001 đến 0,01 µm ra khỏi nước. Ngoài ra, màng NF còn có khả năng tương tác với các chất trên bề mặt, hấp phụ và hấp thụ các chất hóa học.

• Lọc thẩm thấu ngược RO (Reverse Osmosis). Công nghệ RO cho phép loại bỏ các hạt có kích thước từ 0,0005µm trở lên ra khỏi dung dịch. Áp suất làm việc thường nằm trong khoảng từ 2 đến 70 bar. Công nghệ RO loại bỏ hơn 99% các muối hòa tan và ion kim loại. Theo lý thuyết, chỉ có phân tử nước có kích thước khoảng 0,0002µm mới có thể đi qua màng RO.

So sánh các loại màng lọc

III. Kết luận

Ô nhiễm kim loại nặng trong nước là một vấn đề cấp bách trên toàn thế giới, có tác động trực tiếp đến sức khỏe con người. Để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về môi trường và sức khỏe của ngày nay, đã có nhiều phương pháp xử lý nước nhiễm kim loại nặng được phát triển để giải quyết vấn đề này. Đồng thời đảm bảo rằng nước được làm sạch và an toàn.

Tuy nhiên, việc lựa chọn phương pháp xử lý nước nhiễm kim loại nặng phù hợp cũng phụ thuộc vào nguồn nước cụ thể của gia đình, nhu cầu sử dụng và mối lo ngại về sức khỏe. Điều quan trọng là lựa chọn một phương pháp đơn giản, an toàn, tiết kiệm và hiệu quả nhất để đảm bảo nước uống và nước sử dụng hàng ngày là an toàn và không chứa kim loại nặng độc hại. Mọi thông tin chi tiết, quý khách hàng hãy liên hệ ngay với Green Water để được tư vấn và giải đáp.

Thông tin liên hệ :

CÔNG TY TNHH GREEN

Trụ sở Hà Nội: Tầng 2 Tòa J, 226 Vạn Phúc, phường Liễu Giai, quận Ba Đình, Hà Nội

• Điện thoại: 024 3514 8260

• Hotline: 032 844 8880

• Email: admin@greenwater.com.vn

Chi nhánh HCM: 82 Nguyễn Bá Tuyển - Phường 12 - Q.Tân Bình - Tp.Hồ Chí Minh

• Hotline: 0931 112 900

• Email: admin@greenwater.com.vn