Than hoạt tính - Giải pháp xử lý ô nhiễm chất hữu cơ nguồn nước sinh hoạt nông thôn

Nguồn nước phục vụ sinh hoạt ngày càng đa dạng: nước máy, nước giếng khoan, nước mưa… Tuy nhiên, chất lượng của mỗi nguồn nước đang là mối quan ngại đối với sức khỏe của con người. Sử dụng than hoạt tính tại các công trình xử lý nước hiện có là một hướng khả thi để có một nguồn nước sạch, hợp vệ sinh.

Thậm chí, giếng càng khoan sâu càng có nguy cơ nhiễm nhiều asen (thạch tín) chất không màu, không mùi, không vị có thể gây ung thư chỉ trong vòng 3 năm nếu nước có nồng độ cao. Việc áp dụng phổ biến biện pháp khử trùng bằng Clo như hiện nay còn gây nguy hại đến sức khỏe con người, khi Clo dễ phản ứng với các chất hữu cơ trong nước tạo thành các phức chất nhóm Trihalomethanes, Haloacetic acids là những chất hữu cơ khó bị loại bỏ ra khỏi nước, có nguy cơ gây ung thư cho người sử dụng nước.

Than hoạt tính dạng hạt - giải pháp khả thi giải quyết tình trạng ô nhiễm chất hữu cơ nguồn nước sinh hoạt

Hiện nay, hầu hết các nhà máy nước với nguồn nước mặt áp dụng công nghệ xử lý truyền thống: keo tụ-lắng-lọc-khử trùng. Công nghệ này ngày càng tỏ ra không còn phù hợp với nguồn nước mặt ngày càng ô nhiễm chất hữu cơ như hiện nay. Than hoạt tính là chất hấp phụ phổ biến, đã được áp dụng lâu đời trong xử lý nước để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ tự nhiên, các chất ô nhiễm vô cơ, các chất hữu cơ tổng hợp khó phân hủy như: Phenols, thuốc trừ sâu, chất tẩy rửa,…

Than hoạt tính dạng hạt (GAC) được sử dụng rộng rãi như một loại vật liệu lọc. Có thể sử dụng GAC trong bể lọc riêng biệt, đặt sau bể lọc cát thông thường, để loại bỏ các chất hữu cơ còn lại trong nước sau bể lọc cát. Thời gian sử dụng của cột lọc GAC phụ thuộc vào loại và lượng chất ô nhiễm trong nước. Thông thường, tuổi thọ GAC dùng để xử lý các sản phẩm phụ của Clo hóa khoảng 6-12 tháng, để xử lý thuốc trừ sâu, các chất hữu cơ tổng hợp khoảng 1-2 năm, để xử lý mùi và vị (từ các gốc aldehytes, phenols…) khoảng 2-5 năm.

Phương pháp phổ biến nhất hiện nay được áp dụng là ozon hóa. Màng sinh học vẫn được hình thành trên bề mặt có diện tích tiếp xúc lớn của GAC, nhưng hiệu suất hấp phụ cao hơn, nhờ sự kết hợp các quá trình lý-hóa (hấp phụ) và phân hủy sinh học diễn ra trên lớp màng sinh học này. Phương pháp hấp phụ bậc cao này được gọi là lọc than hoạt tính sinh học (BAC).

Quá trình BAC kiểm soát các sản phẩm hữu cơ phân hủy sau ozon hóa (hầu hết là các chất phân hủy được bằng sinh học), ngăn cản sự phát triển màng vi sinh vật trong đường ống và tiết kiệm Clo khử trùng. BAC còn cho phép loại bỏ tốt hơn các chất ô nhiễm vô cơ như: Amoni, nhờ quá trình nitrat hóa sinh hóa, giúp giảm thiểu sự tiêu thụ Clo khử trùng và sự phát triển màng vi sinh trong đường ống cấp nước. Đồng thời, giảm nguy cơ tạo ra những chất hữu cơ khó bị loại bỏ ra khỏi nước, mùi vị bất lợi trong nước thương phẩm.