Kim loại nặng có thể gây ra những tình trạng ô nhiễm môi trường nước, đất và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Do vậy các hệ thống xử lý kim loại nặng cũng được doanh nghiệp chú trọng đầu tư xây dựng. Bài viết này sẽ đưa ra các thông tin về kim loại nặng và hệ thống xử lý nước thải chứa kim loại nặng hiệu quả nhất.
Kim loại nặng có những thành phần nào?
Kim loại nặng có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3 với nguyên tử cao hơn và thường thể hiện tính kim loại ở nhiệt độ phòng. Hàm lượng kim loại nặng được chia làm 3 loại chính: Kim loại có độc gồm có: Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn… Kim loại quý hiếm ít gặp: Pd, Pt, Au, Ag, Ru,… các loại kim loại phóng xạ gồm có: U, Th, Ra, Am,…
Ở dạng nguyên tố kim loại nặng không có hại nhưng khi tồn tại ở dạng ion thì các thành phần này có độc hại cho sức khỏe con người.
Những tác hại của kim loại nặng với con người
Chì Pb: Hàm lượng chì quá nhiều có thể gây độc cho hệ thần kinh trung ương, và người nhiễm độc thành phần này có thể bị rối loạn bộ phận tạo huyết. Khi xâm nhập vào cơ thể có thể ít bị đào thải ra ngoài mà tích tụ theo thời gian rồi mới gây độc cho cơ thể người.
Crom (Cr): Là dạng kim loại nặng cực độc với con người và thực vật. Với hàm lượng Cr mạnh tích tụ trong cơ thể người có thể gây viêm loét dạ dày, viêm gan, ung thư phổi…
Asen (As) là dạng kim loại nặng tồn tại ở dạng tổng hợp chất vô cơ và hữu cơ, trong tự nhiên hàm lượng này tồn tại trong các khoáng chất với nồng độ thấp. Trường hợp ở nồng độ cao có thể gây độc cho động thực vật ở mức nguy hiểm.
Thủy ngân (Hg) Là thành phần kim loại nặng có tính độc hại cho con người. Với thủy ngân dạng lỏng không độc nhưng ở dạng hơi lại gây độc có thể gây chết người. Thủy ngân có thể gây phản ứng với axit amin chứa lưu huỳnh, các thành phần như hemoglobin, albumin với khả năng liên kết màng tế bào có thể làm thay đổi hàm lượng kali, gây thiếu hụt năng lượng trong cơ thể.
Ngoài ra nếu con người sử dụng nước thải kim loại chưa qua xử lý có thể gây rối loạn quá trình trao đổi chất trong cơ thể người, đồng thời còn khiến quá trình bài tiết trở nên khó khăn hơn gây kìm hãm sự phát triển của con người.
5 cách xử lý nước thải kim loại nặng hiệu quả, tiết kiệm
Xử lý nước thải bằng kết tủa hóa học
Cơ chế xử lý kim loại nặng của phương pháp này dựa trên các phản ứng hóa học để đưa nước thải với kim loại tách khỏi nhau. Ở độ pH thích hợp kết tủa sẽ tách ra khỏi nước có thể chìm xuống hoặc nổi lên mà không gây độc cho con người nữa.
Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, dễ dàng sử dụng, tiết kiệm chi phí đầu tư. Tuy nhiên hiệu quả xử lý của phương pháp không cao nên chỉ thích hợp cho nhà máy quy mô lớn và tồn tại một số nhược điểm như tốn kinh phí, chôn lấp đưa bùn thải đi xử lý. Khi tạo kết tủa là OH- thì nồng độ pH nước khó điều chỉnh được đối với các dòng nước thải chứa nhiều Zn.
Xử lý kim loại nặng bằng cách hấp thụ
Phương pháp hấp thụ là quá trình hút khí bay hơi hoạc hòa tan các chất trong nước thải. Một số vật liệu có khả năng hấp thụ kim loại nặng cao như than hoạt tính, than bùn, oxit sắt, oxit mangan, tro xỉ hay các vật liệu polymer hóa học hay polymer sinh học.
Ưu điểm của phương pháp này đó là khả năng xử lý kim loại nặng hiệu quả ở nồng độ thấp, đơn giản và dễ thao tác. Người dùng có thể tận dụng một số vật liệu trong chất thải để làm vật liệu hấp thụ như Fe2O3 và các vật liệu tái sinh khác giúp tiết kiệm chi phí và ngân sách hơn.
Phương pháp trao đổi ion
Với phương pháp sử dụng nhựa hữu cơ tổng hợp, cùng các hợp chất cao phân tử có nguồn gốc từ các hidrocacbon và các nhóm chức trao đổi ion nhằm trao đổi ion tại cột cation và anion. Phương pháp này có tính chất vật lý giúp các đặc tính trong nước thải không bị thay đổi. Các ion dương hay ion âm cố định trên các cột này sẽ đầy các ion cùng dấu nhằm loại bỏ ra khỏi nước.
Ưu điểm của phương pháp này là nâng cao hiệu quả xử lý, quá trình vận hành đơn giản, không gian diện tích lắp đặt nhỏ. Đồng thời có khả năng thu hồi các kim loại quý trong quá trình xử lý kim loại nặng trong nước. Nhược điểm của phương pháp này là không thể áp dụng cho những quy mô sản xuất lớn.
Phương pháp xử lý nước thải kim loại nặng bằng điện hóa
Kim loại nặng sẽ được tách ra khỏi nước bằng cách nhúng điện cực trong nước thải và cho dòng điện 1 chiều đi qua. Sự chênh lệch điện thế của 2 điện cực sẽ giúp cation dịch chuyển về phía catot. Anion chuyển về phía anot nhờ thế mà không tồn tại kim loại lơ lửng trong nước.
Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là không cần dùng hóa chất, và chúng có thể tiêu hao năng lượng điện lớn. Vậy nên chỉ có thể thích hợp sử dụng với nguồn nước thải có nồng độ kim loại nặng cao, hiệu suất xử lý không tuyệt đối.
Xử lý nước thải kim loại nặng bằng phương pháp sinh học
Sử dụng vi sinh vật đặc trưng có thể sống trong nước thải có thể tích lũy kim loại nặng trong cơ thể. Các vi sinh vật này thường là tảo, nấm, vi khuẩn… cùng với một số sinh vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng ở mức cao.
Đặc biệt việc sử dụng vi sinh vật đặc trưng có khả năng tích lũy kim loại nặng trong cơ thể. Các vi sinh vật này thường là tảo, nấm, vi khuẩn, ngoài ra còn có một số diện tích bề mặt riêng của sinh khối lớn, giá thành thấp. Tuy nhiên khi xây dựng hệ thống xử lý kim loại nặng bằng sinh học cần một diện tích lớn. Đồng thời cần đảm bảo môi trường sinh sống cho vi sinh vật phát triển ổn định nhất.
Trên đây là 5 cách xử lý nước thải kim loại nặng dành cho mọi người tham khảo, để biết được phương pháp nào phù hợp bạn cần căn cứ vào thành phần nguồn nước thải là gì? Nếu bạn cần các vật tư lắp đặt hệ thống xử lý nước thải như đồng hồ nước, van công nghiệp có thể liên hệ Tuấn Hưng Phát để được tư vấn trực tiếp nhé.
