Mô tả sản phẩm: Vật liệu xử lý Amoni
Hiện nay có rất nhiều nơi nguồn nước đang bị nhiễm amoni ngay cả nguồn nước máy thành phố cũng bị nhiễm amoni khá cao. Amoni là một chất không độc nhưng amoni có trong nước khi gặp nguyên tố khác có thể kết tủa thành nitrit, một chất cực độc đối với con người chúng ta hãy cùng tìm hiểu tác hại của amoni và cách xử lý nước sinh hoạt nhiễm amoni.
Tác hại của amoni trong nước tới sức khỏe con người
– Amoni ở trong nước rất khó nhận biết bằng mắt thông thường nhưng khi amoni trong nước vượt quá 20mg/l sẽ khiến cho nước có mùi khai giống như mùi nước tiểu. Dưới mức này, ta khó có thể nhận biết được nước nhiễm amoni vì màu sắc và mùi vị của nước nhiễm amoni gần như không đổi. Tuy nhiên, nếu sử dụng nước nhiễm amoni để luộc thịt, quan sát sẽ thấy thịt luộc bằng nguồn nước này vẫn còn màu đỏ, trông như thịt luộc chưa chín. Cách phân biệt như trên đây chưa mang tính chính xác cao, muốn có được kết luận chính xác về nồng độ và hàm lượng của các chỉ tiêu trong nước (bao gồm cả amoni) ta cần mang mẫu nước đi xét nghiệm tại các phòng thí nghiệm.
– Không chỉ nước ngầm mà ngay cả nước máy sạch cũng bị nhiễm amoni như một số nhà máy nước sạch tại Hà Nội có nguồn nước nhiễm amoni gấp nhiều lần cho phép như nhà máy Pháp Vân với hàm lượng amoni vượt 10-40 lần mức cho phép 1,5 mg/l. Các nhà máy Hạ Đình, Tương Mai có mức nhiễm gấp 5-13 lần cho phép.
Amoni trong nước rất dễ chuyển thành Nitrit vậy khi ăn uống nước có chứa nitrit, cơ thể sẽ hấp thụ nitrit vào máu và chất này sẽ tranh oxy của hồng cầu làm hệ moglobin mất khả năng lấy oxy, dẫn đến tình trạng thiếu máu, xanh da. Đặc biệt nitrit nguy hiểm cho trẻ mới sinh dưới sáu tháng, nó có thể làm chậm sự phát triển, gây bệnh ở đường hô hấp. Đối với người lớn, nitrit kết hợp với các axit amin trong thực phẩm làm thành một họ chất nitrosamin. Nitrosamin có thể gây tổn thương di truyền tế bào – nguyên nhân gây bệnh ung thư. Những thí nghiệm cho nitrit vào thức ăn, nước uống của chuột, thỏ… với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép thì sau một thời gian thấy những khối u sinh ra trong gan, phổi, vòm họng của chúng.
Nitrit và nitrat theo chuỗi thức ăn xâm nhập vào cơ thể sẽ khử và tẩy rửa dạ dày, đường ruột đồng thời phá vỡ cấu trúc hồng cầu khiến da dẻ trở nên xanh xao.
Amoni cùng với các hợp chất hữu cơ, phốt pho, mangan, sắt tồn tại trong nước là thức ăn nuôi dưỡng vi khuẩn phát triển, ảnh hưởng đến chất lượng nước.
Amoni làm cho nước bị đục, đóng cặn bên trong hệ thống dẫn và thiết bị chứa nước.
Chất này còn là yếu tố cản trở trong công nghệ xử lý nước cấp vì nó phản ứng với clo tạo thành monocloamin, một chất sát trùng có hiệu quả kém hơn 100 lần so với clo.
Amoni trong nước thậm chí được đánh giá nguy hiểm hơn so với asen bởi nguyên tố này dễ dàng chuyển hóa thành nhiều chất độc hại khó xử lý hơn, chẳng hạn amoni có thể biến thành N-nitroso, một chất tiền ung thư. Amoni rất nguy hiểm vì vậy cần phải xử lý ngay nếu nguồn nước bị nhiễm amoni.
LÀM THẾ NÀO ĐỂ XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC?!
Phương pháp kiềm hóa hay còn gọi là phương pháp bay hơi theo định luận henry :
Amoni ở trong nước tồn tại dưới dạng cân bằng:
NH4+ <=> NH3(khí hoà tan) + H+ với pKa = 9,5
Như vậy, ở pH gần 7 chỉ có một lượng rất nhỏ amoniac khí so với amoni. Nếu ta nâng pH tới 9,5 tỷ lệ [NH3]/[NH4+] = 1, và càng tăng pH cân bằng càng chuyển về phía tạo thành NH3. Khi đó nếu áp dụng các kỹ thuật sục hoặc thổi khí thì amôniac sẽ bay hơi theo định luật Henry, làm chuyển cân bằng về phía phải:
NH3(dung dịch) <=> NH3(khí)
Trong thực tế pH phải nâng lên xấp xỉ 11, lượng khí cần để đuổi amôniac ở mức 1600 m3 không khí/1 m3 nước và quá trình rất phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Phương pháp này áp dụng được cho nước thải, khó có thể đưa nồng độ N xuống dưới 3 mg/L nên rất hiếm khi được áp dụng để xử lý trong nước cấp
Phương pháp clo hoá đến điểm đột biến:
Clo gần như là hoá chất duy nhất có khả năng ôxy hoá amôni/amôniac ở nhiệt độ phòng thành N2. Phản ứng khá phức tạp, thường xảy ra qua các giai đoạn tạo môno-, đi-, tricloamin … và cuối cùng tạo N2 theo các phản ứng sau:
HClO + NH3 —> NH2Cl (monocloamin) + H2O
HClO + NH2Cl —> NHCl2 (đicloamin) + H2O
HClO + NHCl2—> NCl3 (tricloamin) + H2O
NH2Cl + NHCl2 + HOCl —> 4HCl + N2O
4NH2Cl + 3Cl2 + H2O —> 10HCl + N2 + N2O
2NH2Cl + HClO —> 3HCl + N2 + H2O
NH2Cl + NHCl2 —> 3HCl + N2
Phương trình tổng:
3HClO + 2NH3 —> N2 + 3HCl + 3H2O
Thường lượng clo tiêu tốn được đánh giá sơ bộ theo phương trình tổng, khi đó ta có lượng clo hoạt động: 1 gam amoniac = 3,12. Nếu quy về clo ta phải nhân đôi con số này vì clo trong nước chuyển hoá một nửa thành HCl, một nửa thành HClO, khi đó ta có tỷ lệ khối lượng Cl2 : NH3 = 6,3. Trong thực tế, con số này thường là 8-10 g Cl2 : 1 gam amoniac do trong nước ngầm còn nhiều chất có khả năng phản ứng với clo như H2S, Fe2+, nitrit và đặc biệt là hữu cơ tự nhiên (các axit humic, fulvic …) và lượng chất cần lấy dư để phản ứng hoàn toàn. Do các phản ứng đã nêu, quá trình clo hoá thực tế diễn ra theo một đường cong có dạng đặc biệt, có “điểm đột biến”.
Những nghiên cứu trước đây cho thấy, tốc độ phản ứng của clo với hữu cơ bằng nửa so với phản ứng với amoni . Khi amoni phản ứng gần hết, clo dư sẽ phản ứng với các chất hữu cơ có trong nước để hình thành nhiều chất cơ clo có mùi đặc trưng khó chịu, trong đó, khoảng 15% là các hợp chất nhóm THM-trihalometan và HAA- axit axetic halogen hoá đều là các chất có khả năng gây ung thư và bị hạn chế nồng độ nghiêm ngặt. Ngoài ra, với lượng clo cần dùng rất lớn, vấn đề an toàn trở nên khó giải quyết đối với các nhà máy nước lớn. Đây là những lý do khiến phương pháp clo hoá mặc dù rất đơn giản và rẻ về mặt thiết bị và xây dựng cơ bản nhưng rất khó áp dụng.
Phương pháp trao đổi ion
Quá trình trao đổi ion là một quá trình hoá lý thuận nghịch trong đó xảy ra phản ứng trao đổi giữa các ion trong dung dịch với các ion trên bề mặt hoặc bên trong của pha rắn tiếp xúc với nó. Phản ứng trao đổi ion được biểu diễn như sau:
AX + B- « AB + X-
CY + D+ « CD + Y+
Trong đó AX chất trao đổi anion, CY chất trao đổi cation.
Chất trao đổi ion có thể có sẵn trong tự nhiên như các loại khoáng sét, trong đó quan trong nhất là Clino-X, zeolit, các loại sợi,…. Trong thực tế các chất trao đổi ion vô cơ tổng hợp (aluminosilicát, aluminophốtphát, zeolit…) hoặc hữu cơ (nhựa trao đổi ion) được ứng dụng rộng rãi hơn, Tuy nhiên giờ đây với ưu điểm vượt trơi, vật liệu dang quặng Clino-X đang dần được biết đến rộng rãi và có thể thay thế hoàn toàn các phương pháp xử lý truyền thống!.
Quá trình trao đổi ion thường được thực hiện trong các thiết bị dạng cột đặc trưng bởi chiều cao, thiết diện cột, lưu lượng nước qua cột. Việc tái sinh được thực hiện bằng cách trao đổi với dung dịch NaCl khá rẻ.
Trong công nghệ xử lý nước cấp cho công nghiệp, phương pháp trao đổi ion tỏ rỏ tính ưu việt trong việc làm mềm nước, loại bỏ chất khoáng, hữu cơ độc hại… Ưu điểm của phương pháp là tốc độ nhanh, công suất lớn trên một đơn vị thể tích thiết bị và vật liệu, chất lượng nước xử lý cao, chi phí đầu tư thấp ( đầu tư 1 lần sử dụng dài lâu), chi phí vận hành thấp. Khắc phục hoàn toàn các nhược điểm của các loại vật liệu truyền thống như chi phí đầu tư cao do giá nhựa (cationit ở mức 1,5-2,0; anionit gần 4 $/L), chi phí vận hành trong một số trường hợp vẫn cao
