Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ ba, 13/09/2011 20:28 (GMT+7)

Xử lý nước nhiễm Asen bằng bể lọc ABF

1. Mở đầu

Được cho là “sát thủ vô hình”, Asen (As) là nguyên tố hình thành tự nhiên trong vỏ trái đất. As nguyên chất là kim loại màu xám, nhưng dạng này ít tồn tại trong tự nhiên. Người ta thường thấy As tồn tại dưới dạng hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ như: H 3AsO(OH) 2, (CH 3) 2AsO(OH), H 2AsO 3-, H 2AsO 4-, AsS, As 2S 3, As 2O 3, FeAs 2, FeAS, AsSb, AsH 3… As +3rất độc, ngược lại As +5lại bền vững trong môi trường hiếu khí như trong nước bề mặt. Hợp chất As hữu cơ ít độc hại so với hợp chất As vô cơ.

Một nghiên cứu mới đây tại Nghệ An của Bộ TN&MT cho thấy số giếng khoan có hàm lượng As vượt mức 0,05 mg/l (TCVN từ năm 2002 là£0.01 mg/l bằng TC WHO) chiếm tỷ lệ 10,3% và giếng đào chỉ chiếm gần 0,02%. Mẫu nước kiểm tra thuộc các xã vùng đồng bằng có chứa hàm lượng As cao hơn các xã thuộc vùng trung du, miền núi. Sử dụng nguồn nước nhiễm As, người ta không chết ngay. As tích tụ trong cơ thể và sẽ tăng dần theo độ tuổi. Đến một thời điểm nào đó lượng As trong cơ thể sẽ gây bệnh cho con người. Biểu hiện bên ngoài là xuất hiện các vết màu đen và sáng trên da, những “hạt ngô” nhỏ trong lòng bàn tay, lòng bàn chân và trên mình nạn nhân. Nếu không được chữa kịp thời và đúng cách, những hạt nhỏ này có thể biến chứng thành ung thư da, ung thư các cơ quan nội tạng, nhất là gan, thận, bàng quang và phổi. Theo kết quả nghiên cứu của Cục Y tế Dự phòng (Bộ Y tế): Số người có nguy cơ mắc bệnh do sử dụng nguồn nước có hàm lượng As vượt giới hạn an toàn đã lên tới hơn 17 triệu người, chiếm khoảng 21,5% dân số nước ta. Đáng báo động, chỉ trong vòng chưa đầy 2 năm, số người mắc bệnh do sử dụng nguồn nước nhiễm As ở nước ta đã tăng gần gấp đôi!

Trong bài báo này, tác giả xin giới thiệu loại bể lọc nước nhiễm As (thạch tín) có tên gọi là ABF (Arsenic Biosand Filter) được Tommy Ngai phát triển dựa trên bể lọc cát sinh học (biosand filter) của David Manz (1990). Nhờ cải tiến này mà Tommy Ngai đã dành được giải thưởng cuộc thi ý tưởng MIT – 2002 của viện công nghệ Massachusitts. Sau đó ý tưởng được tài trợ cho một dự án ở Nepal năm 2003, được UNICEF đánh giá rất cao.

2. Cấu tạo & cơ chế xử lý của bể lọc ABF

Bể lọc ABF có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và vận hành ổn định, hiệu suất khử As cao (từ 0.45 mg/l xuống còn 0.02 mg/l) nên rất phù hợp với điều kiện kinh tế kỹ thuật ở nông thôn, miền núi. Bể có thể được chế tạo bằng bê tông hoặc nhựa tổng hợp (H2).

Phần trên bể lọc có chức năng hấp thụ As bởi lớp hydroxit sắt (III) hình thành tự nhiên trên bề mặt các đinh sắt nhờ quá trình oxi hóa. Sơ đồ phản ứng khử As như sau: Fe(III) + As(III) → Fe(II) + As(V), Fe(III) + As(V) →FeAsO 4↓.

Phần dưới là một bể lọc cát sinh học. Phía trên lớp cát là một lớp màng vi sinh dày từ 1 đến 2 cm, màng vi sinh này tự hình thành sau khi bể lọc đưa vào hoạt động từ 3 đến 4 tuần. Lớp đệm nước phía trên lớp cát mịn có bề dày tối ưu là 5 cm đủ để bảo vệ màng vi sinh không bị phá hủy mỗi khi điền nước vào bể lọc, đồng thời đảm bảo cung cấp đủ oxi cho màng vi sinh. Bề dày khe hở không khí phía trên lớp nước hầu như không ảnh hưởng đến sự phát triển của màng vi sinh cũng như hiệu quả làm việc của bể lọc. Màng vi sinh kết hợp với lớp cát mịn như các loại vi khuẩn và vi rút gây bệnh theo các cơ chế sinh-lý-hóa.

Ví dụ, lớp cát có đường kính trung bình là 0,1 mm chỉ có thể loại bỏ được các phần tử có kích thước lớn hơn 5 micro mét (5% đường kính hạt cát), các phần tử có kích thước nhỏ như vi rút (< 0,1 micro mét) sẽ được xử lý bởi các quá trình sinh hóa xảy ra trong lớp cát mịn và màng vi sinh.

Một số mẫu thiết kế bể ABF bằng bê tông (H3) có diện tích mặt cát ngang lớp cát trung bình khoảng 0,1m 2, chiều sâu bể 90cm, chiều dày thành bể từ 6-10 cm, năng suất lọc trung bình 14 lít/giờ. Đáy hợp phân phối nước được đục các lỗ d = 3 mm theo lưới ô vuông 2,5 cm x 2,5 cm.

3. Hiệu suất xử lý của bể lọc ABF

Qua hàng nghìn lần kiểm tra ở nhiều phòng thí nghiệm khác nhau cũng như tại hiện trường đều xác nhận ABF có hiệu suất xử lý cao nhất trong tất cả các loại được chế tạo thủ công. Dưới đây là bảng tổng hợp các kết quả kiểm tra hiệu suất xử lý của bể lọc ABF của Tommy Ngai năm 2003 và Tauber 2005

Chỉ tiêu KT

Dãy giá trị

Trung bình

Asen

87 – 96%

93%

Trực khuẩn

0 - >99%

58%

E.coli

0 - >99%

64%

Sắt

>90 - > 99%

> 93%

Vi rút

80 – 90%, Stauber, 2005

Các kết quả khảo sát gần đây ở Băngladesh và Ấn Độ cũng cho kết quả tương tự.

4. Một vài lưu ý khi vận hành bể lọc ABF

·Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp bổ sung nước vào bể là 6 12 giờ , tối đa là 48 giờ.

·Sau 1-2 năm phải thay mới hoàn toàn 5kg đinh sắt (loại 2,5-5cm).

·Sau 6-12 tháng phải thay mới lớp cát mịn, thời điểm thay cát có thể dựa vào sự giảm năng suất lọc của bể.

5. Kết luận và kiến nghị

Nạn ô nhiễm As qua những kết quả điều tra sơ bộ đang trở thành vấn đề môi trường đáng quan tâm ở nước ta. Tuy nhiên với mức độ nghiên cứu như hiện nay, chúng ta chưa có một sự đánh giá đầy đủ, chính xác về quy mô, cường độ và tác hại của nó trên quy mô khu vực hay toàn quốc.

Xét đến tính chất nghiêm trọng của vấn đề, về lâu dài, vấn đề ô nhiễm As cần được quan tâm đúng mức của các cơ quan hữu trách và sự đầu tư thích đáng của Nhà nước để tiếp tục nghiên cứu chi tiết hơn, trên phạm vi rộng hơn, từ đó có thể đưa ra các biện pháp chế ngự, phòng ngừa kịp thời, không đợi đến lúc tai họa xảy ra như ở Ấn Độ, Băngladesh, Thái Lan rồi mới lo đối phó.

Về trước mắt, với phương châm “phòng bệnh hơn chữa bệnh”, người dân nên sử dụng nước giếng đào hoặc nước mưa thay cho nước giếng khoan trong sinh hoạt. Sở KH&CN, TN&MT Hà Tĩnh nên mạnh dạn phổ biến, hướng dẫn kỹ thuật cho người dân tự làm loại bể lọc ABF xử lý nước sinh hoạt hàng ngày với một vài cải tiến cho phù hợp hơn với điều kiện thực tế ở địa phương. Tác giả bài viết này sẵn sàng hợp tác, chia sẻ tài liệu kỹ thuật liên quan đến thiết kế, chế tạo loại bể lọc ABF cho các cá nhân, tổ chức quan tâm đến vấn đề này.

6. Tài liệu viện dẫn

[1] Một số công nghệ xử lý arsen trong nước ngầm, phục vụ cung cấp nước sinh hoạt đô thị và nông thôn – Trần Hiếu Huệ, Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Văn Tín, Đỗ Hải – ĐH Xây dựng.

[2] The Arsenic Biosand (ABF) project: Design of an appropriate household drinking water filter for rural NepalFinal Report, July 2003-By Tommy Ngai-MIT, Stanford University .

[3] Bio-sand filter manual-By CAWST Canada .

[4] Study on the effect of air space between the resting water and the diffuser basin on arsenic removal and determination of general flow curve-Shashank Pandey- KathmanduUniversity.

[5] Technical and social evaluation of three arsenic removal technologies in Nepan, 2002- By Georges Tabbal-McGill University .

Xem Thêm

Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Phú Thọ: Tập huấn, truyền thông thúc đẩy giáo dục hòa nhập cho trẻ khuyết tật tại xã Lạc Sơn
Ngày 25/9/2026, tại xã Lạc Sơn, tỉnh Phú Thọ, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Phú Thọ phối hợp với Viện Tài chính vi mô và Phát triển cộng đồng (MACDI) cùng các cơ quan, đơn vị liên quan tổ chức chương trình tập huấn, truyền thông thúc đẩy giáo dục hòa nhập cho trẻ khuyết tật.
Đại hội Hội Khoa học lịch sử Việt Nam lần thứ VIII: GS.TS Nguyễn Văn Kim được bầu làm Chủ tịch
Ngày 30/9/2026, tại Hà Nội, Hội Khoa học Lịch sử Việt Nam tổ chức Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ VIII, nhiệm kỳ 2026-2031. Đại hội là dấu mốc quan trọng mở ra chặng đường phát triển mới của Hội; GS.TS Nguyễn Văn Kim được tín nhiệm bầu giữ chức Chủ tịch Hội Khoa học Lịch sử Việt Nam nhiệm kỳ 2026-2031.
Thế hệ trẻ và bản lĩnh chính trị trên không gian số: Chủ động đối thoại, phản biện và “phủ xanh” thông tin tích cực
Trong kỷ nguyên số, không gian mạng tác động sâu sắc đến nhận thức, tư tưởng của xã hội, đặc biệt là thế hệ trẻ. Trước tin giả, thông tin xấu độc và các luận điệu sai trái, thù địch, tuổi trẻ Việt Nam thông qua các diễn đàn chính luận đã khẳng định bản lĩnh chính trị vững vàng, chủ động đối thoại, phản biện các luận điệu sai trái và góp phần “phủ xanh” không gian mạng bằng những giá trị tích cực.
Phản biện để hoàn thiện, không phải để phủ định
Hoạt động tư vấn, phản biện (TVPB) của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trở thành một phương thức quan trọng để tập hợp trí tuệ đội ngũ trí thức, cung cấp luận cứ khoa học tin cậy cho Đảng, Nhà nước. Để hiểu rõ hơn về sự phát triển, phương pháp tổ chức và những bài học thực tiễn từ hoạt động này, phóng viên đã có cuộc trao đổi với ThS Bùi Kim Tuyến, Trưởng ban TVPB, VUSTA
Liên hiệp Hội Việt Nam hợp tác với doanh nghiệp công nghệ, hiện thực hóa các mục tiêu chuyển đổi số
Ngày 28/9, tại Hà Nội, Lãnh đạo Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã có buổi trao đổi, làm việc với Công ty CP Tập đoàn Truyền thông StarWorld (Starworld Group) về các giải pháp chuyển đổi số, hướng tới xây dựng nền tảng công nghệ khoa học phục vụ chiến lược phát triển của VUSTA trong giai đoạn 2026 - 2031.
Phó Chủ tịch Trương Xuân Lam: Đưa khoa học, công nghệ vào giải quyết những bài toán thực tiễn ngành hàng không
Ngày 26/9, tại Hà Nội, Hội Khoa học và Công nghệ Hàng không Việt Nam tổ chức Đại hội đại biểu lần thứ VII, nhiệm kỳ 2026-2031. Phát biểu tại Đại hội, GS.TS Trương Xuân Lam, Phó Chủ tịch LHHVN nhấn mạnh yêu cầu Hội tiếp tục đổi mới nội dung, phương thức hoạt động, tập hợp và phát huy đội ngũ trí thức, đưa KHCN, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số vào giải quyết những vấn đề của ngành hàng không.
Ngày hội Đổi mới sáng tạo quốc gia 2026: Kết nối nguồn lực, thúc đẩy công nghệ
Theo Nghị định số 268/2025/NĐ-CP ngày 14/10/2025 của Chính phủ, ngày 1/10 hằng năm là Ngày hội Đổi mới sáng tạo quốc gia (INNOVATION DAY) do Bộ Khoa học và Công nghệ chủ trì. Quy định này nhằm tạo một dấu mốc thường niên để lan tỏa tinh thần đổi mới sáng tạo trong xã hội, đồng thời thúc đẩy ứng dụng, phát triển và thương mại hóa công nghệ.
Liên hiệp Hội Việt Nam tổ chức chương trình làm việc, khảo sát thực tế tại Trung tâm Đa dạng Sinh học Mê Linh
Ngày 25/9, Cơ quan Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã tổ chức chương trình thăm, làm việc và khảo sát thực tế tại Trung tâm Đa dạng Sinh học Mê Linh (thuộc Viện Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Chương trình diễn ra với chủ đề “Trí thức khoa học và công nghệ với bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững”.
Hội Tự động hóa Việt Nam và Đại học Công nghệ Quế Lâm hợp tác tạo cơ hội phát triển công nghệ và chuyển đổi số
Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) và Đại học Công nghệ Quế Lâm (Trung Quốc) ký biên bản ghi nhớ, hướng tới xây dựng phòng thí nghiệm trọng điểm chung về ứng dụng công nghệ và chuyển đổi số, đồng thời đưa kết quả nghiên cứu vào thử nghiệm, chuyển giao và ứng
Tuyên bố chung về quan hệ Đối tác Chiến lược giữa Việt Nam và Canada
Chuyến thăm cấp Nhà nước tới Canada của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm thể hiện cam kết mạnh mẽ của lãnh đạo hai nước trong việc đưa quan hệ song phương bước vào kỷ nguyên mới hợp tác sâu rộng, thực chất và bền vững hơn. Trân trọng giới thiệu toàn văn Tuyên bố chung về quan hệ Đối tác Chiến lược giữa Việt Nam và Canada:
Trung thu – Một miền ký ức
…Tôi cũng không nhớ đã bao lần đón trung thu nữa, thế nhưng mỗi lần tháng Tám về, dắt con đi qua những phố thị đầy ắp đèn hoa, bánh kẹo trong tôi lại ùa về những cảm xúc khỏ tả, một miền ký ức sâu thẳm thân thương biết bao giờ trở lại ….
Kết luận số 83-KL/TW: Chuyển từ lợi thế tài nguyên sang làm chủ công nghệ vật liệu
Ngày 24/9, Ban Tuyên giáo Trung ương và Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam phối hợp tổ chức Hội thảo tuyên truyền, phổ biến, quán triệt Kết luận số 83-KL/TW của Bộ Chính trị về phát triển công nghiệp vật liệu Việt Nam. Hội thảo tập trung làm rõ định hướng phát triển ngành vật liệu theo hướng làm chủ công nghệ, nâng cao giá trị gia tăng, tăng năng lực tự chủ và sức cạnh tranh.