Chromium là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Cr và số nguyên tử 24. Nó là một kim loại chịu mài mòn, cứng và có tính chất nam châm. Chromium được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sản xuất thép, điện tử, ô tô và đồ gia dụng. Tuy nhiên, khi bị thải ra môi trường, chromium có thể gây hại cho sức khỏe con người và môi trường. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các giải pháp để tách chromium khỏi nước uống và nước thải.

Drinking Water Trace Contaminant Removal

Nước uống là một nguồn cung cấp quan trọng của chúng ta hàng ngày. Tuy nhiên, nước uống cũng có thể chứa các chất gây ô nhiễm như chromium. Chromate là một hợp chất của chromium được tìm thấy trong nước thải từ các hoạt động mạ chromium và cũng có thể tồn tại trong nước ngầm do các nguồn ô nhiễm nhân tạo. Trong khi chromium trivalen (Cr3+) không được coi là độc hại, chromium hexavalent (Cr6+) lại có tính độc hại. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và nhiều quốc gia đã thiết lập một nồng độ tối đa cho phép là 50 µg/L (ppb). Vì vậy, việc loại bỏ chromate khỏi nước uống là rất quan trọng.

Ion Exchange Resin

Một trong những phương pháp hiệu quả để loại bỏ chromate từ nước uống là sử dụng các hạt nhựa trao đổi ion. Nhựa trao đổi ion là một loại vật liệu có khả năng hấp phụ các ion từ nước và thay thế chúng bằng các ion khác. Trong trường hợp này, nhựa trao đổi ion có khả năng hấp phụ chromate, làm giảm nồng độ của chất độc hại này trong nước.

Một trong những loại nhựa trao đổi ion được sử dụng phổ biến để loại bỏ chromate là nhựa anion kiềm yếu. Loại nhựa này có khả năng hấp phụ mạnh mẽ chromate, làm cho nó trở thành lựa chọn tốt để giảm thiểu sự rò rỉ. Hiện nay, phương pháp thông thường là tiêu hủy nhựa sau khi nó đã bị tải với chromate, vì vậy một loại nhựa có khả năng hấp phụ cao là rất mong muốn. Nhựa AmberLite™ PWA7 là một loại nhựa anion kiềm yếu đặc biệt được sản xuất từ phenol-formaldehyde và đã chứng minh khả năng hấp phụ chromate cao hơn đáng kể so với các loại nhựa trao đổi ion khác có sẵn trên thị trường.

Bảng 1: So sánh khả năng hấp phụ chromate của nhựa AmberLite™ PWA7 với các loại nhựa trao đổi ion khác.

Lọc nước

Ngoài việc sử dụng nhựa trao đổi ion, lọc nước cũng là một phương pháp hiệu quả để loại bỏ chromate khỏi nước uống. Trong quá trình này, nước sẽ được thông qua một lớp màng hoặc vật liệu có kích thước lỗ nhỏ, giúp giữ lại các hạt và chất ô nhiễm trong nước.

Một trong những phương pháp lọc nước được sử dụng để loại bỏ chromate là lọc siêu mịn. Trong quá trình này, nước sẽ được thông qua một lớp màng có kích thước lỗ chỉ khoảng 0.01 micromet (µm), giúp giữ lại các hạt và chất ô nhiễm như chromate. Một sản phẩm lọc siêu mịn hiệu quả là mô-đun DuPont™ Ultrafiltration SFD, được thiết kế đặc biệt để loại bỏ các hạt có kích thước từ 0.02 µm trở lên. Điều này đảm bảo rằng nước uống cuối cùng sẽ không chứa chromate hoặc các hạt có kích thước tương tự.

Bảng 2: So sánh khả năng loại bỏ chromate của mô-đun DuPont™ Ultrafiltration SFD với các sản phẩm lọc nước khác.

Groundwater Remediation

Nước ngầm là một nguồn nước quan trọng cho nhiều hoạt động như tưới tiêu, sản xuất và sử dụng hàng ngày. Tuy nhiên, nước ngầm cũng có thể bị ô nhiễm bởi các chất gây hại như chromate. Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các giải pháp để xử lý nước ngầm bị ô nhiễm bởi chromate.

Phương pháp khử

Một trong những phương pháp hiệu quả để loại bỏ chromate từ nước ngầm là sử dụng các phương pháp khử. Trong quá trình này, một chất khử được thêm vào nước, giúp biến các ion chromate hexavalent (Cr6+) thành các ion chromate trivalent (Cr3+), làm giảm tính độc hại của chúng. Một trong những chất khử thông dụng được sử dụng là sunfua sắt (FeSO4).

Sau khi các ion chromate đã được khử, chúng sẽ kết hợp với các ion sắt và tạo thành các hạt kết tủa. Quá trình này được gọi là quá trình kết tủa. Sau đó, các hạt kết tủa này sẽ được đông kết lại thành các hạt lớn hơn và được gọi là quá trình đông kết. Cuối cùng, các hạt này sẽ được tách ra khỏi nước bằng quá trình lắng đọng và lọc.

Sử dụng nhựa trao đổi ion

Ngoài phương pháp khử, việc sử dụng nhựa trao đổi ion cũng là một giải pháp hiệu quả để loại bỏ chromate từ nước ngầm. Tuy nhiên, trong trường hợp này, chúng ta sẽ sử dụng nhựa trao đổi ion có tính chất khử. Nhựa này có khả năng hấp phụ các ion chromate hexavalent (Cr6+) và biến chúng thành các ion chromate trivalent (Cr3+), giúp giảm tính độc hại của chúng.

Một trong những loại nhựa trao đổi ion có tính chất khử thông dụng là nhựa sulfonated polystyrene-divinylbenzene (SPS-DVB). Loại nhựa này có khả năng hấp phụ mạnh mẽ các ion chromate hexavalent (Cr6+) và có thể loại bỏ chúng khỏi nước ngầm với hiệu quả cao.

Bảng 3: So sánh khả năng hấp phụ chromate của nhựa sulfonated polystyrene-divinylbenzene (SPS-DVB) với các loại nhựa trao đổi ion khác.

Plating

Mạ chromium là một quá trình sử dụng chromium để tạo ra một lớp bề mặt bóng và chống mài mòn cho các vật liệu như kim loại và nhựa. Tuy nhiên, quá trình này cũng có thể gây ra ô nhiễm môi trường bằng cách thải ra nước thải chứa các hợp chất chromium. Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các giải pháp để xử lý nước thải từ hoạt động mạ chromium.

Sử dụng nhựa trao đổi ion

Một trong những phương pháp hiệu quả để xử lý nước thải từ hoạt động mạ chromium là sử dụng nhựa trao đổi ion. Các nhựa trao đổi ion có khả năng hấp phụ các ion chromium từ nước thải và loại bỏ chúng khỏi nước. Tuy nhiên, trong trường hợp này, chúng ta cần sử dụng các loại nhựa trao đổi ion có khả năng hấp phụ mạnh mẽ các ion chromium hexavalent (Cr6+).

Một trong những loại nhựa trao đổi ion có khả năng hấp phụ cao là nhựa AmberLite™ PWA7. Loại nhựa này đã được chứng minh là có khả năng hấp phụ chromate với hiệu quả cao hơn so với các loại nhựa trao đổi ion khác.

Bảng 4: So sánh khả năng hấp phụ chromate của nhựa AmberLite™ PWA7 với các loại nhựa trao đổi ion khác.

Sử dụng kết tủa

Ngoài việc sử dụng nhựa trao đổi ion, kết tủa cũng là một phương pháp hiệu quả để xử lý nước thải từ hoạt động mạ chromium. Trong quá trình này, các chất hóa học được thêm vào nước thải để kết tủa các ion chromium và tạo thành các hạt kết tủa. Sau đó, các hạt này sẽ được tách ra khỏi nước bằng quá trình lắng đọng và lọc.