Xử lý kim loại nặng trong nước thải

Báo cáo này xem xét các phương pháp xử lý nước thải kim loại nặng được sử dụng gần đây và hiệu quả của chúng. Những công nghệ này bao gồm kết tủa hóa học, trao đổi ion, hấp phụ, hấp thụ bằng màng lọc Filtration, keo tụ tạo bông và điện hóa. Từ các nghiên cứu cho thấy các phương pháp trao đổi ion, hấp thụ và màng lọc filtration là những phương pháp thường xuyên được sử dụng và có hiệu quả cao trong việc xử lý kim loại nặng trong nước thải.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xử lý kim loại nặng trong nước thải XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC THẢI Nguyễn Hùng Anh 1, Nguyễn Thị Bích Trâm 2 1. Lớp CH21MT01, Trường Đại học Thủ Dầu Một t: 2. Trường Đại học Thủ Dầu MộtTÓM TẮT Ô nhiễm kim loại nặng là một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng hiện nay. Dođó việc xử lý để loại bỏ kim loại nặng là vấn đề rất cần được quan tâm nghiên cứu. Có nhiềuphương pháp khác nhau để loại bỏ kim loại nặng khỏi nước thải đã được nghiên cứu và ápdụng. Báo cáo này xem xét các phương pháp xử lý nước thải kim loại nặng được sử dụng gầnđây và hiệu quả của chúng. Những công nghệ này bao gồm kết tủa hóa học, trao đổi ion, hấpphụ, hấp thụ bằng màng lọc Filtration, keo tụ tạo bông và điện hóa. Từ các nghiên cứu chothấy các phương pháp trao đổi ion, hấp thụ và màng lọc filtration là những phương phápthường xuyên được sử dụng và có hiệu quả cao trong việc xử lý kim loại nặng trong nước thải. Từ khóa: Kim loại nặng, hấp thụ, màng lọc Filtration, nước thải, trao đổi ion.1. GIỚI THIỆU Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng nặng hơn 5g/cm3 như Hg, Cd, Pb,As, Sn, Cr, Cu, Zn, Mn, … thường không tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hóa củacác thể sinh vật và tích lũy trong cơ thể chúng. Do độ hòa tan trong nước của các kim loại nàycao nên chúng có thể hấp thụ tốt vào cơ thể sinh vật, nếu sự tích lũy diễn ra với nồng độ cao vàvượt quá giới hạn cho phép có thể gây ra nhiễm độc và tổn hại trầm trọng đến cơ thể sinh vật.Các kim loại nặng đều được tìm thấy tự nhiên trên Trái Đất, và hiện nay sự tích lũy nồng độcao của chúng đang dần hình thành với số lượng lớn do các hoạt động chung của con người đếntừ công nghiệp khai khoáng mỏ, nguồn thải từ các nhà máy khu công nghiệp, … Hiện nay do sự phát triển về kinh tế, kéo theo là sự gia tăng dân số nên số lượng khí thảivà nước thải ngày càng bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng từ công nghiệp và giao thông vận tải.Các kim loại nặng nói chung lại khó loại bỏ bằng các phương pháp xử lý nước thải thông thườngvà nếu chúng xâm nhập vào các nguồn nước sinh hoạt ở mức độ cao hơn giới hạn cho phép sẽlà nguồn gốc của các bệnh hiểm nghèo. Có nhiều phương pháp xử lý kim loại nặng đã đượcnghiên cứu và phát triển với mục tiêu tối ưu hiệu qủa và giảm chi phí xử lý như phương phápkết tủa, trao đổi ion, hấp thụ, thẩm tách điện, điện hóa, keo tụ tạo bông, tuyển nổi, …2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC THẢI 2.1. Kết tủa hóa học Là phương pháp dựa trên phản ứng hóa học giữa chất đưa vào nước thải với các kim loạicần loại bỏ khỏi nước thải, với độ pH thích hợp sẽ tạo thành hợp chất kết tủa và được tách rakhỏi nước bằng phương pháp lắng. 153 2.1.1. Kết tủa Hydroxit Để thực hiện phương pháp này, người ta cho vào nước thải chất kết tủa có tính kiềm(NaOH, Na2CO3, Ca CO3, …), làm cho ion kim loại phản ứng với gốc OH- tạo thành hợp chấthydroxit không tan, do đó bị phân ly ra. Phương pháp kết tủa là phương pháp điều chỉnh, khốngchế pH. Nước thải có ion kim loại nặng, về cơ bản có thể điều chỉnh pH để kết tủa phân ly. Khiion kim loại nặng ở dạng phức chất, trước tiên phải phân hủy phức chất, sau đó điều chỉnh pHđể kết tủa. Công nghệ trung hòa kết tủa có hai loại: Trung hòa kết tủa một lần và trung hòa kếttủa phân đoạn. Mấu chốt của phương pháp trung hòa kết tủa là khống chế tốt pH, cần căn cứtính chất của nước và loại kim loại nặng phải loại bỏ mà chọn công nghệ trung hòa kết tủa. Quá trình kết tủa hydroxit khi sử dụng Ca(OH)2 và NaOH trong việc loại bỏ các ion Cu(II)và Cr(VI) khỏi nước thải đã được đánh giá bởi (Mirbagheri và nnk., 2005) Cr(VI) được chuyểnđổi thành Cr(III) bằng cách sử dụng sắt sunfat. Tại điều kiện pH 8,7, khi bổ sung Ca(OH)2 thìnồng độ Crom giảm từ 30 mg/L xuống 0,01 mg/L. Cu(II) giảm do sục khí khi độ pH là 12,0 đốivới cả Ca(OH)2 và NaOH và nồng độ đồng giảm từ 48,51 mg/L xuống 0,694 mg/L. Trong quátrình kết tủa hydroxit, việc bổ sung các chất đông tụ như phèn, muối sắt và polyme hữu cơ đẩymạnh việc loại bỏ kim loại nặng khỏi nước thải. Charerntanyarak (1999) đã sử dụng quá trìnhkeo tụ hóa học và kết tủa bằng vôi để xử lý nước thải tổng hợp bao gồm Zn, Cd, Mn và Mg ởnồng độ lần lượt là 450, 150, 1085 và 3154 mg/L. Ông phát hiện ra rằng độ pH tối ưu là hơn9.5 và nước thải được xử lý có thể đáp ứng tiêu chuẩn đầu ra nước thải. Hơn nữa, nếu chất đôngtụ được thêm vào, nồng độ còn lại của kim loại nặng trong nước được giảm mạnh. Đây là một trong những phương pháp được ứng dụng rộng rãi do dễ thực hiện, chi phíthấp và dễ kiểm soát pH. Tuy nhiên, có một số vấn đề phát sinh đối với phương pháp này nhưkết tủa hydroxit tạo ra khối lượng lớn bùn, có thể gây ra các vấn đề về kh ...