Thiết bị xử lý fluor dư trong nước
Hàm lượng fluor trong nước uống quá lớn hoặc quá nhỏ đều có các tác động
bất lợi đến sức khỏe con người. Hàm lượng fluor tối ưu trong nước uống
nằm trong khoảng từ 0,5 - 1 mg/lít. Sử dụng nước uống có hàm lượng fluor
dư là nguyên nhân của bệnh fluorosis, làm ảnh hưởng đến răng, xương, khớp
và các mô của các cơ quan trong cơ thể. Vì vậy, việc đầu tư nghiên cứu các
giải pháp công nghệ phù hợp nhằm xử lý hàm lượng fluor dư trong nước
uống cho những vùng ô nhiễm là một điều hết sức cần thiết.
Dựa trên nguyên tắc của phương pháp xử lý fluor dư trong nước uống bằng
oxit nhôm hoạt tính, Viện Khoa học vật liệu ứng dụng (Viện KH&CN Việt
Nam) đã thành công trong điều chế oxit nhôm từ các nguồn nguyên liệu
trong nước và trên cơ sở đó đã nghiên cứu thiết kế bộ lọc fluor phù hợp với
các đặc điểm sử dụng của vùng nông thôn Việt Nam, gọi là bộ lọc Flowat.
Nguyên tắc sử dụng bộ lọc Flowat bao gồm các bước sau: nước nguồn đã
lọc hết tạp chất cơ học được tiếp xúc với lớp oxit nhôm hoạt tính, lúc này
các ion fluor trong nước được trao đổi và giữ lại trong lớp oxit nhôm hoạt
tính. Tùy thuộc vào dung lượng trao đổi của lớp oxit nhôm hoạt tính, hàm
lượng fluor trong nước xử lý tăng dần. Với mục đích xử lý nước uống, quá
trình vận hành với hàm lượng fluor trong nước xử lý ở mức dưới 0,7 mg/lít
được xem như là chu trình làm việc của thiết bị. Khi hàm lượng fluor trong
nước xử lý đạt mức 0,7 mg/lít, kết thúc chu trình làm việc.
Sau mỗi chu trình làm việc, lớp oxit nhôm được khôi phục hoạt tính bằng
việc cho tiếp xúc với một lượng nhất định dung dịch nhôm sulfat nồng độ
2% (dung dịch tái sinh). Quá trình tiếp xúc này làm giải phóng lượng ion
fluor đã hấp phụ trong lớp oxit nhôm hoạt tính trong chu trình làm việc, khôi
phục lại hoạt tính của lớp oxit nhôm đối với ion fluor. Sau quá trình tái sinh,
lớp oxit nhôm được tráng rửa bằng một lượng nước nguồn để làm sạch
lượng dung dịch tái sinh còn dư bám trên lớp oxit nhôm. Khi công đoạn xả
rửa kết thúc, thiết bị được tiếp tục với chu trình làm việc mới.
Để việc vận hành thiết bị được thuận tiện phù hợp với điều kiện nông thôn,
tùy thuộc vào hàm lượng fluor trong nước nguồn và nhu cầu dùng nước,
lượng oxit nhôm hoạt tính được tính toán để chu trình làm việc của thiết bị
kéo dài trong một tháng. Như vậy, người sử dụng chỉ cần tiến hành công
đoạn tái sinh và xả rửa theo định kỳ 1 lần/tháng.
Hệ thống này đưa không khí ô nhiễm qua một môi trường lọc sinh học như
phân trộn hoặc mùn cưa. Sinh vật ống trong vật liệu sẽ phá vỡ và tập trung
các chất ô nhiễm hiệu quả như trong các máy lọc sinh học sử dụng cho bể cá
và môi trường nước. Khi phải thay môi trường, các vật liệu cũ này sẽ được
sử dụng làm phân bón cho cấy trồng vì nó có là nguồn nitơ có giá trị.
Việc sử dụng hệ thống lọc không khí này sẽ làm tăng chi phí của nông dân,
vì vậy, các nhà nghiên cứu đang hy vọng bù đắp phần chi phí này bằng cách
đưa vào một hệ thống làm ấm không khí. Sử dụng một thiết bị chuyển đổi
nhiệt, nhận nhiệt từ cả phần không khí ô nhiễm, ấm và các phản ứng sinh
hóa diễn ra trong quá trình lọc sinh học.
Những công nghệ này phải kể đến việc sử dụng một số nguyên liệu như bọt
biển hấp thu cacbon, muối nóng chảy và vi khuẩn. Hiện nay, một nhóm nhà
khoa học đang khẳng định thành công trong hấp thu cacbon với quy trình đạt
hiệu suất loại bỏ cacbon oxit cao nhất trong các số liệu đã từng được báo cáo
đối với không khí ẩm… và công nghệ này sử dụng môt loại polyme thông
dụng và rẻ tiền.