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

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
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

Hội nghị BCH Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam tháng 10/2026: Tập trung lãnh đạo, chỉ đạo triển khai các nhiệm vụ trọng tâm
Sáng 28/10, tại Hà Nội, Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ nhằm đánh giá kết quả công tác tháng 10, xác định nhiệm vụ trọng tâm tháng 11/2026 và triển khai một số nội dung quan trọng liên quan đến công tác xây dựng Đảng.
GS.VS. Châu Văn Minh: Tăng cường kết nối khoa học, nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe nhân dân
Ngày 25/10/2026, tại Hà Nội, GS.VS. Châu Văn Minh, Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam), đã tham dự và phát biểu tại Hội nghị khoa học “Cập nhật các tiến bộ mới trong quản lý bệnh tiêu hóa và gan mật”, kết hợp kỷ niệm 8 năm thành lập Viện Nghiên cứu và Đào tạo Tiêu hóa, Gan mật.
TECHFEST Việt Nam 2026 đưa sản phẩm công nghệ đến gần người dân
TECHFEST Việt Nam 2026 sẽ diễn ra tại Hà Nội từ ngày 13 đến 15/11, khu vực hồ Hoàn Kiếm và phố đi bộ là trung tâm với mô hình không gian mở, đưa các hoạt động trình diễn công nghệ, triển lãm sản phẩm khởi nghiệp và kết nối đầu tư đến gần hơn với người dân, doanh nghiệp, nhà đầu tư.
Liên hiệp Hội Thành phố Hồ Chí Minh và 7 giải pháp phát huy vai trò trí thức
Tư vấn, phản biện và giám định xã hội của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh là một hoạt động quan trọng nhằm phát huy trí tuệ, kinh nghiệm và trách nhiệm xã hội của đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ trong quá trình hoạch định chính sách, quy hoạch và triển khai các chương trình, dự án phát triển.
Đề xuất giải pháp tăng cường vai trò kết nối của VUSTA với các Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện
Ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức hội thảo đề xuất các giải pháp đổi mới cơ chế phối hợp, phát huy tối đa tiềm năng của mạng lưới 92 Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện; khẳng định quyết tâm nâng tầm vai trò cầu nối của VUSTA, biến trí tuệ đội ngũ trí thức KH&CN thành những luận cứ khoa học tin cậy phục vụ các quyết sách của Đảng, Nhà nước và MTTQ.
Đưa tri thức số về bản, giúp người dân làm chủ công nghệ
Phổ biến kiến thức khoa học, kỹ thuật chỉ thực sự phát huy giá trị khi người dân có thể vận dụng vào đời sống. Từ hoạt động giảng dạy của chuyên gia Hội Mã số Mã vạch Việt Nam trong chương trình tập huấn “Người bản số” tại Lào Cai, có thể thấy rõ cách tiếp cận lấy kỹ năng thực hành, khả năng tự chủ và an toàn trên môi trường số làm trọng tâm.
VUSTA tập huấn nâng cao kiến thức, kỹ năng phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ tại cơ sở
Nhằm nâng cao nhận thức, trách nhiệm và kỹ năng xử lý tình huống cháy, nổ cho cán bộ, nhân viên làm việc tại tòa nhà, ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức tập huấn công tác phòng cháy, chữa cháy và cứu hộ, cứu nạn. Chương trình kết hợp phổ biến quy định pháp luật với hướng dẫn kỹ năng thực hành, góp phần chủ động phòng ngừa và hạn chế thiệt hại khi có sự cố xảy ra.
Phát huy vai trò cầu nối của Liên hiệp Hội Việt Nam trong hoạt động tư vấn, phản biện và giám định xã hội
Tăng cường kết nối giữa các hội thành viên, đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ với các cơ quan Đảng, Nhà nước và Mặt trận Tổ quốc Việt Nam là yêu cầu quan trọng nhằm nâng cao chất lượng hoạt động tư vấn, phản biện, góp phần hoàn thiện chính sách và thúc đẩy phát triển đất nước.