Quy trình mới khử nitrat trong nước

[size=13]Các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos (LANL) của Mỹ đã đưa ra một quy trình đơn giản biến nitrat trong nước thải thành khí nitơ.

Hàm lượng nitrat cao trong nước thải đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng đối với môi trường trên phạm vi toàn cầu. Nếu nước thải có nhiều nitrat chảy vào ao hồ, sông ngòi, biển và các vùng vịnh thì sẽ gây nên hiện tượng phú dưỡng làm rong rêu phát triển quá mức. Rong rêu sẽ chiếm lấy và làm giảm hàm lượng oxy trong nước, phá hủy hệ động vật thủy sinh. Nitrat gây ô nhiễm nước uống cũng là nguyên nhân của bệnh methemoglobin huyết, hết sức có hại cho trẻ em và các bà mẹ đang nuôi con nhỏ.

Hầu hết các nước công nghiệp hóa đã có lệnh cấm không được thải nước có hàm lượng nitrat cao. Các cơ quan chính quyền ở Mỹ đã quy định về tiêu chuẩn nitrat trong nước thải là l0mg/l nitơ (dạng nitrat).

Các chất nitrat gây ô nhiễm có nguồn gốc công nghiệp chủ yếu là từ các nhà máy cán thép, phân bón và các nhà máy sản xuất thuốc nổ, mỏ, nhà máy giấy, nhà máy sản xuất thực phẩm. Các ngành nông nghiệp, xử lý nước thải đô thị lọc nước ngầm, sản xuất nước uống cũng đều có nhu cầu sử dụng phương pháp khử nitrat.

Người ta có thể sử dụng các phương pháp hóa lý như thẩm thấu ngược, trao đổi ion, điện thẩm tách, bay hơi để loại trừ nitrat, song không thể phân hủy được chúng. Còn phương pháp xử lý sinh học bị hạn chế vì tốc độ phản ứng chậm và không hiệu quả trong môi trường có hàm lượng nitrat cao.

Quy trình hóa học biến nitrat thành khí nitơ của LANL hiện đang được thử nghiệm cho kết quả khả quan.

Theo quy trình công nghệ này, nước thải chứa nitrat được đưa vào thiết bị phản ứng hóa học đơn giản tiếp xúc của hai hóa chất rẻ tiền là axit sunfamic và kẽm, nitrat bị khử thành khí nitơ theo phản ứng sau:

NO3- Zn H H2NSO3H = N2 SO42- Zn2 2H2O

Ion Zn2 được tạo ra và sau đó bị khử điện hóa tại buồng điện phân sẽ trở thành kẽm kim loại. Vai trò của Zn tại đây được coi như là chất trung gian hoặc chất xúc tác.

Sau khi thử nghiệm thành công, một cơ sở đặt tại các nhà máy xử lý nước thải hạt nhân của LANL đã được đưa vào sử dụng. Kể từ tháng 3/1999, cơ sở này đã xử lý nước thải phóng xạ có chứa nitrat. ở đây người ta có thể dùng thiết bị quy mô khá nhỏ để xử lý một lượng nước thải lớn với nồng độ nitrat cao : hàm lượng nitrat đầu vào từ 17 - 85g/l còn hàm lượng nitrat sau khi xử lý ở mức trung bình 13 mg/l ( 3 mg/l nitơ) do vậy rất dễ đạt tiêu chuẩn nitrat của nước ngầm ( là 44mg/l) do Uỷ ban Kiểm tra chất lượng nước của Bang New Mexico đề ra.

Quy trình xử lý này hoạt động hết sức hiệu quả, xử lý được nước thải có nồng độ muối cao hay với các nồng độ nitrat rất khác nhau tại những nhiệt độ và độ pH khác nhau. Bột kẽm có thể được thu hồi và tái sử dụng. Các thiết bị công nghệ là loại rẻ tiền: thùng chứa có thể làm bằng PE tỷ trọng cao, buồng điện phân bằng PVC.

Quy trình hoạt động có hiệu quả với nồng độ nitrat từ hàng chục gam/lit đến vài ppm.

Sự ô nhiễm nitrat là vấn đề khẩn cấp đối với môi trường. Cho tới gần đây mới chỉ có quy định khống chế nồng độ nitrat trong nước uống. Do nguồn nước uống sạch cạn dần, các cơ quan chính quyền Mỹ đã bắt đầu đưa ra tiêu chuẩn đối với nồng độ nitrat trong nước thải và nước ngầm. Các cơ sở sản xuất gây ô nhiễm trong ngành nông nghiệp và công nghiệp đang phải tìm cách giảm và thậm chí không được thải nitrat ra môi trường.

Trong hoàn cảnh dân số ngày càng tăng và sự mở rộng trong các ngành công và nông nghiệp, yêu cầu đối với quy trình khử nitrat đang trở nên cấp bách. Một quy trình gọn, đơn giản, rẻ tiền và nhanh chóng như trên sẽ đáp ứng cho nhu cầu này.

LÊ ANH

(ChemicaI Innovation,

4/2000)

bạn có thể cho mình biết là kẽm ở đây là bột kẽm hay là muối kẽm vậy? nếu là kẽm bột thì làm sao nó tan và trở thành ion được?

bạn có thể cho mình tài liệu chi tiết hơn được không?

cui bap

có bạn nào làm công trình quan trắc nước thải tự động chưa cho mình học hỏi chút kinh nghiệm và xin ít tài liệu với. mình cảm ơn rất nhiều. nếu có tài liệu gửi hộ mình qua mail: minhhd.1989@gmail.com

em muốn hỏi về quá trình oxy hóa khử trong môi trường nước cụ thể là xảy ra những phản ứng như thế nào?