So sánh khả năng hấp thụ độc tố giữa Zeolit và than hoạt tính

Nguồn đạm hay thức ăn thừa, phân bón, xác phiêu sinh động thực vật… chính là nguyên nhân dẫn đến khí độc amoniac trong ao tăng cao, và có xu hướng tăng cao khi càng về cuối vụ, khiến tôm cá chậm lớn và dễ chết. Hạt Zeolite và than hoạt tính là hai nguyên liệu được dùng phổ biến trong xử lý ngộ độc cấp tính do khí amoniac trên tôm, ngoài ra chúng còn có khả năng hấp thu kim loại nặng, khử mùi…

Đặc tính hạt Zeolit

Zeolit được dùng khá phổ biến trên thị trường hiện nay, đặc biệt trong nuôi trồng thủy sản. Hai hình thù đặc trưng của zeolit là dạng bột và dạng hạt.

Zeolit là hợp chất vô cơ dạng alumino silicat được sản xuất từ cao lanh, trải qua quá trình xử lý như rửa để loại sắt, sấy khô, nghiền và nung ở 900°C trong 2 giờ để cho ra zeolit tinh khiết.

Do cấu trúc có nhiều đường ống và lỗ xốp nhỏ nên có đặc tính rây phân tử và có thể lắng kết các chất lơ lửng, trao đổi ion tốt, tách các cation kim loại trong nước thải như : NH⁴⁺, Cu²⁺, Fe³⁺, Ca²⁺..., đặc biệt có thể tách amonia (dạng NH₃, N ^– NH₄ ⁺), H₂S, NO₂, .. ra khỏi khí và chất lỏng. Tuy nhiên hiệu quả hấp thụ khí độc của Zeolit còn phụ thuộc vào độ mặn của nước.

Độ mặn của nước ảnh hưởng lớn đến khả năng hấp thu khí độc của zeolit. Khi độ mặn thấp hoặc bằng 0, khả năng tách khí độc của zeolit khá cao, có thể xử lý được 60% lượng khí độc. Tuy nhiên ở độ mặn 20 – 25 ‰, hiệu quả hấp thụ khí độc của Zeolitt giảm chỉ còn 10%. 

Nguyên nhân do trong môi trường nước mặn có chứa nhiều muối như: Ca²⁺ ,Na⁺, Cl^-, Mg²⁺… dẫn đến sự cạnh tranh trên bề mặt hạt và làm giảm hoạt lực hấp thụ của zeolit.

Đặc tính của than hoạt tính 

Than hoạt tính là một dạng carbon có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn và khối lượng rất thấp. Dạng carbon này được sản xuất từ than gáo dừa, than tre, than đá… Chúng được hoạt hóa ở nhiệt độ cao trong điều kiện yếm khí tạo ra cấu trúc mao mạch trên bề mặt của cacbon, làm tăng diện tích tiếp xúc phù hợp để lưu giữ lại các chất hữu cơ, khử độc, khử mùi hôi….

Khi đánh xuống ao, than hoạt tính có thể biến tính bằng quá trình oxy hóa giúp hấp phụ hiệu quả các kim loại nặng độc hại, chất hữu cơ lơ lửng có trong ao.

Các dạng thù hình của cacbon

Zeolit và than hoạt tính làm tăng lượng oxy hòa tan trong ao

Ngoài khả năng hấp thu tốt các vật chất lơ lửng, ion kim loại nặng, amoni…, zeolit và than hoạt tính còn có thể làm tăng hàm lượng oxy trong ao.

Do đặc tính chứa những mao quản rỗng và xốp, nên khi thả zeolit hoặc than hoạt tính xuống môi trường nước sẽ tạo ra những bọt khí khiến nồng độ oxy tăng.

Nhưng vật liệu nào thực sự mang lại hiệu quả hơn? Một số nghiên cứu đã được thực hiệm nhằm so sánh khả năng hấp thụ chất độc của zeolit và than hoạt tính.

Bố trí thí nghiệm

Với 500ml mẫu nước nuôi tôm độ mặn 9 ppt có chứa 10ml/L TAN (Total Ammonia-Nitrogen) được xử lý bằng 20g zeolit và 20g than hoạt tính dạng hạt để đánh giá hiệu suất hấp thụ khí độc amonia của 2 vật liệu này. Thí nghiệm thực hiện trong 96 giờ và được lặp lại 9 lần.

Kết quả thí nghiệm

Trong thí nghiệm Zeolit thực hiện chức năng hấp thụ amonia tốt hơn, chúng có thể làm giảm đến 5,57 mg/l khí độc tương đương 58,1% so với mẫu ban đầu, nhưng ở cùng điều kiện tương tự than hoạt tính chỉ làm giảm 1.49mg/l khí độc tương đương 15.9% so với mẫu ban đầu. 

Bên cạnh đó, trong quá trình thí nghiệm, thông số pH ở mẫu nước được xử lý bằng than hoạt tính tăng dần theo thời gian từ 7,2 lên 9,13. Nguyên nhân do than hoạt tính hấp thụ các ion hydro dẫn đến pH biến động cao, trong khi đó mẫu nước được xử lý bằng zeolit có hàm lượng pH tương đối ổn định.

Kết luận 

Zeolite và than hoạt tính đều có khả năng làm sạch nước và khí độc, tuy nhiên Zeolit mang lại hiệu quả và pH ổn định hơn. 

Bên cạnh đó để tăng hiệu quả sử dụng zeolit và than hoạt tính, trong quá trình xử lý có thể kết hợp thêm yucca hoặc vi sinh. Khi sử dụng nên rải đều khắp mặt ao và đánh lúc trời mát.

Theo Z. Zhang và P. Perschbacher