Xử lý Asen trong nước ngầm bằng cát phủ Oxit Sắt (IOCS) không dùng hóa chất

Asen hay còn gọi là thạch tín, không mùi không màu, hiện diện trong nước ngầm tự nhiên hoặc ô nhiễm do tác động của con người. Asen có độc tính rất cao. Hấp thụ một lượng Asen bằng nửa hạt đậu xanh có thể gây tử vong. Sử dụng nước có Asen thời gian lâu dài, mặt dù với hàm lượng rất thấp, có thể gây ra các bệnh ung thư. Do đó xử lý nguồn nước ô nhiễm Asen là rất cần thiết để bảo vệ sức khoẻ cộng đồng và mục tiêu phát triển bền vững tại Việt Nam. Công ty CP TV TK XD Hoàn Mỹ Việt Nam (PERNAM) đã tự sản xuất và ứng dụng thành công trong thực tế phương pháp hấp thụ Asen bằng hạt IOCS tại hai trạm cấp nước tập trung Mỹ Thành Nam (2016) và An Thái Trung (2018), thuộc Công ty TNHH MTV Cấp Nước Tiền Giang. Với công nghệ này hoàn toàn không dùng hoá chất, nguồn nước ô nhiễm Asen được xử lý một cách đơn giản, triệt để. Hàm lượng Asen sau xử lý thấp hơn tiêu chuẩn của WHO và QCVN 01 2009/BYT (< 0.01 mg/l). Ngoài ra, Sắt và Mangan cũng được xử lý khi nước chảy qua vật liệu IOCS. Qua các kết quả thực tế đạt được như trên, PERNAM sẽ đưa ra một sản phẩm mới xử lý Asen cho các hộ gia đình (Asen Family Filters).

Asen hiện diện trong nước ngầm tự nhiên hoặc ô nhiễm do tác động của con người. Rất nhiều nước ở tất cả các lục địa có hàm lượng Asen trong nước ăn uống vượt tiêu chuẩn của WHO là 10 phần triệu của gram trên một lít nước (0.01 mg/l). Khảo sát các vùng, tỉnh thành Việt Nam cho thấy mức độ nhiễm Asen đang ở mức báo động, cụ thể là ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long. Khoảng 17 triệu người ở Việt Nam đang sử dụng nguồn nước ngầm nhiễm Asen, phần lớn là ở các vùng nông thôn, chưa có nước máy tập trung. Asen còn được gọi là thạch tín có mối đe doạ lớn với môi trường và cơ thể con người.
 

Theo phát biểu của PGS TS Doãn Ngọc Hải, viện trưởng Viện sức khoẻ nghề nghiệp và môi trường, tại hội nghị khu vực Đông Nam Á về Asenic trong nước ngầm, ngày 2 tháng 11 năm 2017: Asen được tổ chức Y tế thế giới (WHO) xếp vào nhóm độc loại A. Việc sử dụng nguồn nước nhiễm Asen sẽ gây ra rất nhiều bệnh cấp tính, mãn tính, biến đổi nhiễm sắc thể, chậm phát triển  thể chất và trí tuệ ở trẻ em. Đặt biệc nhiễm độc Asen do dùng nước lâu năm là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây nên các bệnh ung thư (ung thư da, ung thư phổi, ung thư bàng quang), mặc dù hàm lượng Asen rất nhỏ diện diện trong nước ăn uống. Ảnh hưởng của nhiễm Asen sẽ rất nghiêm trọng đến sức khoẻ và tính mạng con người, tạo ra gánh nặng cho xã hội.

Do đó xử lý loại bỏ ô nhiễm Asen trong nguồn nước sinh hoạt, ăn uống để bảo vệ sức khoẻ cộng đồng và mục tiêu phát triển bền vững tại Việt Nam là cần thiết. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều công nghệ và giải pháp xử lý Asen. Nhưng các công nghệ này thường phức tạp, cần hoá chất (phương pháp keo tụ, kết tủa) hoặc đắt tiền và phải dùng năng lượng (phương pháp lọc màng, RO). Các phương pháp này thường vận hành phức tạp, cần kỹ năng cao và cần bảo trì thường xuyên. Để khử Asen, ngoài ra còn có phương pháp hấp thụ như dùng vật liệu nhôm hoạt hoá hoặc oxit nhôm hoạt hoá. Phương pháp này tương đối thuận lợi, nhưng tuỳ thuộc vào chất lượng nước và hàm lượng sắt trong nước nguồn. Các vật liệu này phải nhập từ nước ngoài.
 

Công Ty CP TV TK XD Hoàn Mỹ Việt Nam (PERNAM) đã xử lý thành công loại trừ Asen từ hai trạm nước ngầm Mỹ Thành Nam và An Thái Trung thuộc Cty TNHH MTV Cấp Nước Tiền Giang xuống dưới tiêu chuẩn QCVN 01 2009/BYT (0.01 mg/l) bằng phương pháp hấp thụ với vật liệu là hạt cát bao phủ oxit Sắt – đã kích hoạt (Iron Oxit Coated Sand, IOCS). Vật liệu IOCS – đã kích hoạt này đã được các chuyên gia Hà Lan thực nghiệm và ứng dụng thành công tại Bangladesh (2003), Hungary (2006) và Romania (2014). 

Trạm cấp nước Mỹ Thành Nam, xã Mỹ Thành Nam, huyện Cai Lậy với công suất 40 m3/giờ (960 m3/ngày), cấp nước sinh hoạt cho khoảng 700 hộ dân. Trước khi lắp đặt bồn xử lý Asen, nước cung cấp từ giếng (sâu 360 m) bơm thẳng lên đài nước (dung tích V=  14 m3, cao H= 12 m). Sau đó nước được vận chuyển đến các hộ dân trong xã. Nước giếng được cấp trực tiếp không qua xử lý vì chất lượng nước giếng có hàm lượng Sắt và Mangan thấp dưới tiêu chuẩn QCVN 01 2009/BYT (bảng 1). Nhưng hàm lượng Asen (0.018 mg/l) cao hơn tiêu chuẩn 1.8 lần. Do đó CtyTNHH MTV Cấp Nước Tiền Giang nhận thấy cần thiết phải xử lý hạ hàm lượng Asen xuống dưới tiêu chuẩn WHO cũng như QCVN cho phép. Quy trình công nghệ xử lý Asen cho trạm cấp nước Mỹ Thành Nam được thể hiện theo hình 1 dưới đây:

 

PERNAM đã ứng dụng vật liệu IOCS, do Công ty tự sản xuất, để loại bỏ, hạ hàm lượng Asen trong nước giếng xuống thấp nhất có thể, đạt tiêu chuẩn QCVN 01 2009/BYT. Kết quả sau khi nước giếng chảy qua bồn xử lý Asen được thể hiện trong bảng 1 dưới đây.

Bảng 1: Kết quả xét nghiệm nước giếng và nước sau xử lý Asen Trạm Mỹ Thành Nam

STT	Tên chỉ tiêu	Ðơn vị	Nước thô	Nước sạch	QCVN: 01/2009 BYT
1	pH	-	7.65	7.63	6.5÷8.5
2	Fe tổng (Fe2 , Fe3 )	mg/L	0.080	KPH	0.3
3	Mangan (Mn)	mg/L	-	KPH	0.3
4	Asen (As)	mg/L	0.018	0.005	0.01

Theo bảng 1 thì Sắt và Mangan trong nước ngầm cũng được xử lý hoàn toàn sau khi chảy qua vật liệu lọc IOCS. Hệ thống xử lý Asen Mỹ Thành Nam đã vận hành được một năm rưỡi, cung cấp ra mạng tổng cộng 190,550 m3 nước và vật liệu IOCS đã được tái sinh lần đầu tiên. Bồn xử lý Asen tại trạm cấp nước Mỹ Thành Nam được biểu hiện trong hình 2 dưới đây.
 
Do sự thành công của dự án Mỹ Thành Nam, Cty TNHH MTV Cấp Nước Tiền Giang đã giao tiếp cho PERNAM dự án thứ hai tại trạm cấp nước An Thái Trung, xã An Thái Trung, huyện Cái Bè. Công suất của trạm là 60 m3/giờ (1200 m3/ngày), cấp nước sinh hoạt cho khoảng 1000 hộ dân trực tiếp từ giếng sâu 345 mét. Kết quả xét nghiệm nước nguồn và nước sau xử lý Asen được thể hiện trong bảng 2. Bồn xử lý Asen tại trạm cấp nước An Thái Trung được biểu hiện trong hình 3.

Bảng 2: Kết quả xét nghiệm nước giếng và nước sau xử lý Asen Trạm An Thái Trung

STT	Tên chỉ tiêu	Ðơn vị	Nước thô	Nước sạch	QCVN: 01/2009 BYT
1	pH		7.8	7.6	6.5÷8.5
2	Fe tổng (Fe2 , Fe3 )	mg/L	KPH	KPH	0.3
3	Mangan (Mn)	mg/L	0.08	KPH	0.3
4	Asen (As)	mg/L	0.015	0.0031	0.01