Phương pháp lọc chất ô nhiễm styrene trong nước

Sử dụng than hoạt tính dạng hạt kết hợp sục khí qua tháp chèn có thể giúp lọc nguồn nước bị nhiễm Styren.

Styren là chất hữu cơ lỏng không màu, nhẹ hơn nước, không tan trong nước, dễ bay hơi và có vị ngọt, nhưng bốc mùi khó chịu khi đậm đặc. Styren được sử dụng rộng rãi để sản xuất polystyren và nhiều polymer khác, nhựa, lớp phủ và sơn.  

Styren nằm trong danh mục những chất gây ô nhiễm không khí độc hại, theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ. Chất này hoạt động tích cực trong khí quyển và có thể góp phần hình thành khói mù cũng như chất gây ô nhiễm thứ cấp.

Styren ngấm vào nước sẽ nhanh chóng bay hơi hoặc phân hủy do hoạt động của vi khuẩn. Chất này không bám vào đất và có thể ngấm xuống nguồn nước ngầm. Styren cũng hiếm khi tích tụ ở động vật sống dưới nước.

Nếu tiếp xúc trong thời gian ngắn, styren có thể gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe như tác động tới hệ thần kinh, dẫn tới trầm cảm, mất tập trung, mệt mỏi, suy yếu và nôn mửa. Về lâu dài, styren có thể phá hủy gan và mô thần kinh, dẫn tới ung thư.

Than hoạt tính dạng hạt có thể lọc Styren trong nước. (Ảnh: Wikipedia).

Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) khuyến cáo sử dụng than hoạt tính dạng hạt (GAC) hoặc phương pháp sục khí qua tháp nén để loại bỏ styren ra khỏi nguồn nước.

Than hoạt tính là vật liệu rắn hấp thụ đa năng nhờ cấu trúc mao quản nhiều cỡ (nhỏ, trung bình, lớn). Đặc biệt, mao quản nhỏ của than hoạt tính hấp thụ tốt các phân tử nhỏ của chất dễ bay hơi như styren. Trong các dạng than hoạt tính, dạng hạt được sử dụng rộng rãi trong hệ thống máy lọc nước hay xử lý nước gia đình.

GAC thường được bố trí nằm giữa các tầng lọc của hệ thống xử lý nước. Từ nguồn nước cần lọc, nước có thể được bố trí chảy qua vòi sen để tạo mưa phun qua lớp cát trên cùng, giúp lọc sơ các loại bụi bẩn, sinh vật, phèn. Sau đó, nước sẽ thấm qua lớp than hoạt tính. Than hoạt tính sẽ hấp thụ styren cùng nhiều chất hữu cơ độc hại khác, các loại vi sinh vật nguy hiểm và trung hòa khoáng chất khó hoàn tan trong nước. Qua lớp than hoạt tính, nước tiếp tục thấm qua lớp cát thứ hai, lớp sỏi nhỏ và lớp sỏi lớn nhất trước khi đi ra bể chứa nước sạch.

Tuy nhiên, than hoạt tính chỉ có tác dụng với một lượng nước nhất định. Sau đó, than sẽ không còn khả năng hoạt động nữa do đã bão hòa.

Xử lý nước bằng cách sục khí rất hiệu quả đối với những chất hữu cơ dễ bay hơi như styren hoặc dung môi công nghiệp, kim loại như sắt và mangan, theo Viện Thực phẩm và Nông nghiệp Mỹ. Hệ thống sục khí qua tháp chèn bao gồm tháp lọc cao khoảng 3 mét chèn nhiều lớp vật liệu. Vật liệu dùng để chèn có thể là những mẩu sứ kích thước từ 0,6 cm đến 7,6 cm. Các mẩu vật liệu càng nhỏ, hiệu quả lọc càng cao nhưng chi phí năng lượng để bơm khí cũng tăng theo.

Trong hệ thống này, nước chảy từ trên đỉnh tháp xuống dưới ảnh hưởng của lực hấp dẫn trong khi không khí được bơm từ dưới lên ngược hướng với dòng nước. Những chất gây ô nhiễm dễ bay hơi sẽ theo dòng khí lên tới đỉnh tháp và được dẫn ra ngoài.