Than hoạt tính là một trong những nguyên liệu được sử dụng phổ biến trong các hệ thống và ứng dụng lọc nước. Chúng là một dạng carbon có độ xốp, nhiều vết nứt, lỗ lọc nhỏ đến kích thước phân tử. Thông thường, than hoạt tính lọc nước được sử dụng để loại bỏ các hợp chất hữu cơ hoặc chiết xuất clo tự do ra khỏi nước. Ngoài ra, bạn có thể tham khảo thêm một số cách phân biệt than hoạt tính lọc nước với các loại than thường trong bài viết dưới đây nhé!
Than hoạt tính là gì?
Than hoạt tính lọc nước (carbon hoạt tính) là một dạng carbon có độ xốp cao, nhiều vết nứt, lỗ lọc nhỏ đến kích thước phân tử. Nhờ cấu trúc đặc biệt này, diện tích bề mặt của than hoạt tính rất lớn, giúp dễ dàng hấp thụ và phản ứng với nhiều chất khác nhau. Than hoạt tính lọc nước được tạo ra từ những nhiên liệu giàu cacbon như: gáo dừa, than đá, gỗ, tre ở nhiệt độ cao từ 600 đến 900oC trong điều kiện yếm khí.
Tác dụng của than hoạt tính trong lọc nước
Than hoạt tính lọc nước thường được sử dụng để loại bỏ những hợp chất hữu cơ (axit fulvic, axit humic,…) hoặc chiết xuất clo tự do ra khỏi nước. Từ đó, nước có thể được xả bỏ hoặc dùng trong những quy trình lọc nước cấp cho sản xuất.
Quá trình lọc nước bằng than hoạt tính (AC: Activated Carbon), giống như bất kỳ phương pháp xử lý nước nào không thể loại bỏ hoàn toàn các chất gây ô nhiễm như: natri, vi khuẩn, florua, nitrat,…
Than hoạt tính lọc nước hoạt động như thế nào?
Bộ lọc than hoạt tính chứa những mảnh carbon nhỏ (dạng hạt hoặc khối), được xử lý để trở nên xốp với độ rỗng lớn. Chỉ cần 4 gram than hoạt tính có diện tích bề mặt tương đương với một sân bóng đá (6400m2) sẽ hấp thụ hiệu quả những chất gây ô nhiễm.
Khi nước chảy qua bộ lọc than hoạt tính, các chất bẩn sẽ bám vào cacbon làm cho nước đầu ra tinh khiết hơn. Hiệu quả hấp thụ chất bẩn phụ thuộc vào lưu lượng và nhiệt độ của nước. Vì vậy, các bộ lọc carbon hoạt tính có kích thước nhỏ hơn nên được sử dụng với áp suất thấp và điều kiện nước lạnh.
Các bộ lọc carbon hoạt tính làm từ gáo dừa có thể loại bỏ chất ô nhiễm với nhiều kích thước khác nhau. Ngoài ra, than hoạt tính lọc nước cũng có thể được làm bằng gỗ hoặc than đá và bán dưới dạng hạt hay khối.
Than hoạt tính dạng hạt (GAC) không có giới hạn về kích thước lỗ lọc vì được làm bằng xốp. Bên cạnh đó, kích thước lỗ lọc của than hoạt tính dạng khối thường từ 0,5 đến 10 micron. Tuy nhiên, nếu than hoạt tính có kích thước lỗ lọc quá nhỏ thì sẽ làm lưu lượng nước bị giảm. Vì vậy, than hoạt tính lọc nước dạng khối phổ biến sẽ có kích thước từ 1 đến 5 micron.
Than hoạt tính lọc nước có thể loại bỏ hoặc làm giảm những chất gì?
Than hoạt tính có hiệu quả trong việc khử nhiều chất gây ô nhiễm và hóa chất từ nước máy. Tuy nhiên, các nghiên cứu được trích dẫn bởi EPA và NSF lại tuyên bố hiệu quả lọc nước của than hoạt tính chỉ từ 60 – 80% đối với chất hóa học, giảm khoảng 30% với chất khác. Hiệu quả lọc nước của than hoạt tính phụ thuộc vào chất lượng và dạng vật liệu được sử dụng. Theo EPA (Cục Bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ), than hoạt tính lọc nước là công nghệ lọc duy nhất được khuyến nghị để loại bỏ:
-
- 32 Chất ô nhiễm hữu cơ được xác định bao gồm THMs (sản phẩm phụ từ clo).
- 14 Loại thuốc trừ sâu được liệt kê gồm: nitrat, glyphosate,…
- 12 Loại thuốc diệt cỏ phổ biến nhất.
Dưới đây là một số chất gây ô nhiễm và hóa chất mà than hoạt tính lọc nước có thể loại bỏ.
Clo (Cl)
Hầu hết nước máy ở Việt Nam đều được kiểm định, thử nghiệm và chứng nhận để sử dụng cho sinh hoạt hàng ngày. Tuy nhiên, clo được thêm vào để khử khuẩn trong nước. Vì vậy, bạn nên sử dụng bộ lọc than hoạt tính để loại bỏ clo. Bộ lọc than hoạt tính chất lượng tốt có thể loại bỏ 95% hoặc nhiều hơn lượng clo trong nước.
Sản phẩm sinh học từ clo
Sản phẩm sinh học từ clo như THMs được xác định là có khả năng gây ung thư. Do đó, bạn nên sử dụng than hoạt tính lọc nước để loại bỏ chất này. Theo EPA, than hoạt tính lọc nước có thể loại bỏ 32 sản phẩm sinh học từ clo.
Clorua (Cl–)
Đây là một khoáng chất tự nhiên giúp duy trì lượng máu, huyết áp và độ pH thích hợp của chất lỏng trong cơ thể. Tuy nhiên, quá nhiều clorua trong nước có thể gây ra vị mặn. Clorua là một thành phần tự nhiên của nước máy và không có bất kỳ tác động tiêu cực nào đến sức khỏe. Hiệu quả của than hoạt tính lọc nước với clorua là rất thấp.
Hiệu quả của than hoạt tính lọc nước với clorua là rất thấp
Thuốc trừ sâu
Thuốc trừ sâu là sản phẩm được dùng để kiểm soát dịch hại cho cây trồng, xử lý cỏ dại trong nước ngầm, hồ, sông, đôi khi là nước máy. Than hoạt tính lọc nước được thử nghiệm để loại bỏ các loại thuốc trừ sâu phổ biến nhất gồm: chlordane, chlordecone (CLD/Kepone), glyphosate (Round – up), heptachlor, lindane, nitrate.
Thuốc diệt cỏ
Thuốc diệt cỏ là loại hóa chất được sử dụng để ngăn cỏ phát triển ở những nơi mà con người không mong muốn. Than hoạt tính lọc nước đã được thử nghiệm để loại bỏ các loại thuốc diệt cỏ phổ biến nhất gồm: 2,4-D, atrazine,…
Nitrat (NO3–)
Nitrat là một trong những hợp chất quan trọng nhất đối với thực vật. Hợp chất này không gây hại đối với người lớn, trừ khi sử dụng một lượng lớn. Nitrat trong nước máy chủ yếu bắt nguồn từ phân bón, hệ thống tự hoại, hoạt động lưu trữ, rải phân. Bộ lọc than hoạt tính có thể làm giảm từ 50 đến 70% lượng nitrat, tùy vào chất lượng của sản phẩm.
PFOS
Đây là một hóa chất tổng hợp được sử dụng trong bọt chữa cháy, xi mạ kim loại và các chất chống vết bẩn. Theo nghiên cứu năm 2002 của Tổng cục Môi trường OECD, PFOS là chất tồn tại lâu, tích lũy sinh học và gây hại đối với những loài động vật có vú. Sử dụng bộ lọc than hoạt tính sẽ có tác dụng loại bỏ hiệu quả PFOS gồm: PFAS, PFOA và PFNA.
Phốt phát (PO43-)
Phốt phát là chất ức chế ăn mòn mạnh. Nồng độ phốt phát cao chưa cho thấy bất kỳ nguy cơ nào ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Do đó, những hệ thống xử lý nước máy thường thêm phốt phát để ngăn chặn sự rửa trôi của chì và đồng từ những đường ống. Bộ lọc than hoạt tính chất lượng tốt thường có khả năng loại bỏ từ 70 đến 90% phốt phát trong nước.
Lithium (Li+)
Lithium là chất thường xuất hiện trong nước uống, tồn tại với tỷ lệ thấp. Đây là chất không gây hại cho cơ thể của con người và được tìm thấy trong nước mặn lục địa, địa nhiệt, muối mỏ dầu khí. Sử dụng than hoạt tính lọc nước có thể giảm từ 70 đến 90% nguyên tố này.
Dược phẩm
Các nghiên cứu hiện nay cho thấy hàm lượng dược phẩm trong nước là rất thấp và không gây hại đáng kể đối với sức khỏe của con người. Dược phẩm được thải trong nguồn nước từ các cơ sở sản xuất. Sử dụng than hoạt tính lọc nước có thể loại bỏ 95% lượng dược phẩm.
Than hoạt tính lọc nước không thể loại bỏ những chất gì?
Chất gây ô nhiễm vi sinh
Đây là một trong những vấn đề phổ biến ở những nơi có cơ sở hạ tầng xử lý nước kém. Nước tự nhiên là điều kiện môi trường lý tưởng cho vi khuẩn và virus phát triển. Virus là dạng vi sinh vật nhỏ, có khả năng gây bệnh, đặc biệt là những vi sinh vật có nguồn gốc từ phân. Vi khuẩn thường là các vi sinh vật đơn bào và có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe ở người, động và thực vật. Tuy nhiên, than hoạt tính lọc nước không có khả năng loại bỏ những chất gây ô nhiễm vi sinh. Ngoài ra, sản phẩm không thể lọc hoặc loại bỏ virus Corona 2019. Bạn đừng quá lo lắng vì loại virus này chưa được tìm thấy trong nước máy đã khử trùng.
Thạch tín (arsenic)
Đây là loại hợp chất thường có ở một số khu vực nước ngầm bị ô nhiễm. Sử dụng than hoạt tính lọc nước chỉ có thể loại bỏ từ 30 đến 70% asen và không có hiệu quả ở những nơi nhiễm thạch tín nặng.
Nếu khu vực sinh sống có nhiều chất này, bạn cần lọc nước đến mức an toàn. Ngoài ra, bạn có thể kết hợp than hoạt tính lọc nước với những nguyên liệu khác để tăng hiệu quả sử dụng.
Cách phân biệt than hoạt tính lọc nước với những loại than thường
Dựa vào độ cứng của than
Nếu nhìn bằng mắt thường, bạn khó có thể phân biệt được hai loại than này. Tuy nhiên, bạn có thể phân biệt chúng bằng xúc giác thông qua độ cứng. Than hoạt tính lọc nước sẽ cứng hơn so với than thường. Nếu bạn có thể bẻ gãy một thanh than bằng lực nhẹ thì đó không phải là than hoạt tính lọc nước.
Sử dụng nước
Điểm khác nhau cơ bản giữa than hoạt tính và than thường là khả năng lọc nước. Vì vậy, bạn có thể dựa vào yếu tố trên để phân biệt hai loại than này. Đầu tiên, bạn chuẩn bị một cốc nước bẩn, cho từng mẩu than vào. Nếu nước có hiện tượng sủi bọt và màu dần dần trong lại thì đó là than hoạt tính. Ngược lại, nếu nước không có hiện tượng gì thì là than thường.
Đốt than
Than lọc nước đã được xử lý ở nhiệt độ cao nên khó đốt cháy ở điều kiện thường. Tuy nhiên, than thường thì rất dễ cháy. Để phân biệt than hoạt tính lọc nước, bạn chỉ cần đem đốt chúng ở nhiệt độ bình thường. Nếu bắt lửa và dễ cháy thì đó là than thường, còn khó cháy thì là than hoạt tính lọc nước. Cách này tuy dễ nhận biết nhưng tốn công nhóm lửa để đốt chúng.
Sử dụng điện
Ngoài lọc nước thì than hoạt tính còn có khả năng dẫn điện. Để phân biệt với than thường, bạn cần sử dụng các vật làm bằng điện như: bóng đèn, bút thử điện chạm vào than. Nếu các vật làm bằng điện hoạt động thì đó là than hoạt tính, còn không có hiện tượng gì thì là than thường.
Dựa vào khả năng lọc khí
Than hoạt tính có khả năng lọc không khí rất hiệu quả, đặc biệt là đối với các loại khí độc. Để thử than hoạt tính, bạn cần chuẩn bị 1 viên đồng, 3 lọ thủy tinh, 1 nút bần có ống dẫn khí, 10ml dung dịch axit nitric đậm đặc, 2 nút bần, một vài viên than hoạt tính và than thường. Dưới đây là những bước thực hiện:
Bước 1: Điều chế khí NO2 để thử tính năng lọc không khí của than hoạt tính. Bạn cho viên đồng vào lọ thủy tinh, từ từ đổ dung dịch axit vào. Lúc này sẽ có phản ứng hóa học xảy ra, tạo thành khí NO2 màu nâu đỏ.
Bước 2: Sử dụng nút bần có ống dẫn khí đậy lọ thủy tinh, nối ống dẫn với những lọ thủy tinh còn lại để tạo thành 2 lọ NO2.
Bước 3: Cho lần lượt vài viên than hoạt tính và than thường vào 2 lọ thủy tinh chứa khí NO2. Lọ nào làm mất màu nâu đỏ của khí NO2 là than hoạt tính lọc nước, còn không có hiện tượng gì là than thường.
Dựa vào khả năng lọc chất chlorine trong nước của than hoạt tính
Chlorine là một chất khử trùng thường có trong nước máy. Tuy nhiên, mùi của chất này khá khó chịu cho người dùng. Than hoạt tính lọc nước có khả năng loại bỏ mùi của chất chlorine. Để phân biệt than hoạt tính lọc nước, bạn cần chuẩn bị hai ly có nước máy và cho từng mẩu than vào. Nếu ly nào hết mùi chlorine thì đó là than hoạt tính lọc nước, ngược lại là than thường.
Dựa vào những đặc điểm bên ngoài
Nếu than hoạt tính lọc nước dạng thỏi, bạn khó phân biệt được chúng bằng mắt thường. Nếu ở dạng bột, bạn có thể phân biệt như sau:
-
- Bột than hoạt tính lọc nước: Màu đen óng ánh, khá mịn, hạt đều và khô.
- Bột than thường: Màu đen xì, thô, không sáng, đôi lúc hơi ướt và các hạt không đều nhau.
Lời kết
Tóm lại, than hoạt tính là một nguyên liệu đặc biệt, được sử dụng để lọc nước và giải quyết nhiều vấn đề. Nếu sử dụng bộ than hoạt tính lọc nước chất lượng cao, bạn có thể loại bỏ chì, vi nhựa, kim loại nặng và một số vi khuẩn. Đồng thời, bộ lọc than hoạt tính có tác dụng giữ lại những khoáng chất tốt cho sức khỏe, không làm giảm TDS trong nước máy, trừ khi kết hợp với những công nghệ lọc khác. Hơn nữa, bộ lọc này còn được sử dụng trong các giai đoạn tiền xử lý ở bộ lọc UV, thẩm thấu ngược (RO),… Nếu đang tìm bộ lọc nước than hoạt tính chất lượng cao, giá phải chăng, bạn hãy liên hệ ngay Công ty Môi trường Song Phụng để được hỗ trợ và tư vấn nhanh chóng!
