Nghiên cứu chế tạo lõi sứ xốp gắn và phủ bạc nano xử lý nước - ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

Nghiên cứu chế tạo lõi sứ xốp gắn và phủ bạc nano ứng dụng xử lý nước, đánh giá khả năng kháng khuẩn E.coli và khử permanganate, TDS, độ cứng hiệu quả.

• Tác giả: Phan Võ Trường Duy
• Người hướng dẫn: TS. Võ Thị Thu Như
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Hóa học và Thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo lõi sứ xốp gắn bạc nano và phủ bạc nano ứng dụng xử lý nước
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan chế tạo lõi sứ xốp gắn và phủ bạc nano xử lý nước

Đề tài nghiên cứu chế tạo lõi sứ xốp gắn và phủ bạc nano do sinh viên Phan Võ Trường Duy thực hiện dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Võ Thị Thu Như tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM vào tháng 08 năm 2022. Nghiên cứu tập trung giải quyết bài toán cấp thiết về nguồn nước sinh hoạt an toàn. Công nghệ gốm xốp truyền thống giữ vai trò giữ lại các hạt cặn cơ học có kích thước micromet. Tuy nhiên màng lọc thông thường không thể ngăn chặn vi khuẩn và vi sinh vật gây bệnh phát triển. Việc tích hợp vật liệu nano bạc vào cấu trúc gốm mở ra giải pháp xử lý nước hai tầng vượt trội. Các hạt bạc nano phân tán đều tạo ra tính năng kháng khuẩn mạnh mẽ mà không làm giảm lưu lượng dòng chảy. Luận văn tiếp cận hai hướng kỹ thuật độc lập gồm trộn trực tiếp dung dịch bạc nano vào hồ phối liệu và phủ lớp màng resinate bạc theo kỹ thuật sol-gel lên bề mặt xốp đã nung. Các kết quả kiểm nghiệm chứng minh tiềm năng ứng dụng thực tế cao của vật liệu trong hệ thống lọc gia đình và nông thôn.

1.1. Bối cảnh nghiên cứu vật liệu lọc nước tại HCMUTE

Nghiên cứu xuất phát từ nhu cầu xử lý nước sinh hoạt cấp bách tại các khu vực ô nhiễm ở Việt Nam. Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm thuộc Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã định hướng phát triển dòng gốm xốp kỹ thuật cao. Vật liệu lọc cần đạt độ bền cơ học tốt, chi phí sản xuất thấp và thân thiện môi trường. Nguồn khoáng tự nhiên được tính toán tỷ lệ phối liệu tối ưu nhằm tạo hệ thống mao quản đồng đều. Quá trình tạo hình bằng phương pháp đổ rót truyền thống kết hợp công nghệ vật liệu mới giúp hạ giá thành sản phẩm. Định hướng này tạo tiền đề vững chắc cho việc ứng dụng công nghệ nano bạc vào xử lý nguồn nước mặt tại địa phương.

1.2. Mục tiêu tích hợp hạt nano bạc vào khung sứ xốp

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là tiêu diệt triệt để vi sinh vật gây bệnh trong nước mà không dùng hóa chất độc hại. Lõi sứ đóng vai trò giá đỡ cơ học vững chắc và giữ lại cặn bẩn kích thước lớn. Bạc nano được bổ sung nhằm phát huy khả năng diệt khuẩn mạnh mẽ ở nồng độ thấp. Khi gắn hoặc phủ bạc, ion Ag+ phóng thích phá vỡ màng tế bào vi khuẩn. Thiết kế lõi lọc khắc phục nhược điểm tái nhiễm khuẩn thường gặp ở màng lọc thông thường. Nghiên cứu đồng thời so sánh hiệu quả giữa hai kỹ thuật đưa nano bạc vào vật liệu. Đề tài mở ra giải pháp công nghệ tự chủ, chi phí thấp cho ngành lọc nước Việt Nam.

II. Thực trạng nguồn nước thúc đẩy chế tạo lõi sứ xốp gắn nano bạc

Nguồn nước mặt tại các sông hồ đô thị đang chịu áp lực ô nhiễm nghiêm trọng từ chất thải sinh hoạt và công nghiệp. Hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS và chất hữu cơ hòa tan thể hiện qua chỉ số permanganate thường vượt ngưỡng tiêu chuẩn an toàn. Mối đe dọa lớn nhất đối với sức khỏe cộng đồng là sự hiện diện phổ biến của vi khuẩn Gram âm Escherichia coli. Vi khuẩn này có cấu trúc vỏ kép phức tạp và sinh trưởng nhanh chóng trong môi trường ẩm ướt. Các thiết bị lọc sứ truyền thống chỉ dựa vào khe hở mao quản để giữ lại bùn đất cơ học. Sau thời gian ngắn sử dụng, vi sinh vật nhanh chóng tích tụ trên bề mặt gốm tạo thành màng sinh học nguy hiểm. Màng nhầy này không chỉ gây tắc nghẽn dòng chảy mà còn phát tán mầm bệnh ngược trở lại nguồn nước sau lọc. Hơn nữa, việc sử dụng hóa chất khử trùng như clo sinh ra các phụ phẩm độc hại cho người tiêu dùng. Thực trạng này đặt ra yêu cầu cấp bách phải cải tiến bề mặt lõi sứ bằng các tác nhân diệt khuẩn trực tiếp có độ bền cao.

2.1. Nguy cơ vi sinh và ô nhiễm hữu cơ trong nguồn nước

Mẫu nước sông tự nhiên chứa hàm lượng lớn vi sinh vật gây hại đường tiêu hóa. Vi khuẩn E. coli sở hữu lớp màng ngoài lipopolysaccharide bền vững cùng hệ fimbriae kết dính bám chặt vào bề mặt lọc. Vi khuẩn này trao đổi chất rất nhanh và dễ hình thành các ổ nhiễm trùng nguy hiểm. Bên cạnh đó, chỉ số oxy hóa khử permanganate biểu thị mức độ ô nhiễm hữu cơ cao trong nước. Các hợp chất hữu cơ hòa tan là nguồn dinh dưỡng thuận lợi cho khuẩn sinh sôi. Khi chảy qua hệ thống dẫn, vi khuẩn phát tán nhanh chóng nếu không bị ức chế. Xử lý triệt để nhóm tác nhân này là thách thức hàng đầu đối với công nghệ lọc.

2.2. Nhược điểm tích tụ vi khuẩn của màng sứ không biến tính

Lõi lọc gốm thông thường loại bỏ hiệu quả bùn cát nhờ cấu trúc xốp mao quản chằng chịt. Tuy nhiên bề mặt oxit vô cơ hoàn toàn trơ và không có hoạt tính diệt khuẩn nội tại. Vi khuẩn bị giữ lại trên lỗ xốp không bị tiêu diệt mà tiếp tục nhân bản sinh khối. Sau thời gian dài vận hành, áp lực dòng chảy đẩy vi khuẩn xuyên qua thành sứ xốp. Hiện tượng này biến lõi lọc thành nguồn ô nhiễm thứ cấp đặc biệt nguy hiểm. Ngoài ra lớp màng vi sinh dày đặc làm bít tắc các mao quản khiến lưu lượng nước sụt giảm nhanh. Việc chà rửa thủ công chỉ làm sạch bề mặt bên ngoài chứ không loại bỏ vi sinh vật bên trong. Do đó cố định nano bạc lên lõi sứ là giải pháp tất yếu.

III. Phương pháp chế tạo lõi sứ xốp gắn và phủ bạc nano tại HCMUTE

Quy trình công nghệ tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM triển khai qua hai kỹ thuật chính gồm gắn trực tiếp và phủ màng nano bạc. Ở phương pháp gắn, dung dịch nano bạc nồng độ 1000 ppm được tổng hợp bằng phương pháp chiếu xạ gamma. Kỹ thuật này tạo ra các hạt nano có kích thước hạt đồng nhất và độ sạch cao. Bạc nano được trộn đều trực tiếp vào hồ phối liệu gồm đất sét, cao lanh và chất tạo xốp. Hỗn hợp hồ được tạo hình bằng phương pháp đổ rót vào khuôn thạch cao rồi sấy khô. Sau đó mẫu được đem nung theo đường cong nhiệt độ nghiêm ngặt để hình thành khung gốm xốp. Ở phương pháp thứ hai, phôi sứ xốp được nung định hình trước khi phủ bạc. Hợp chất resinate bạc hòa tan trong tinh dầu thông được quét đều lên bề mặt ngoài lõi gốm theo nguyên lý sol-gel. Sau khi sấy khô lớp phủ, mẫu tiếp tục nung ở nhiệt độ 800 độ C. Quá trình nhiệt phân giúp phân hủy pha hữu cơ và khử hoàn toàn ion bạc thành màng hạt nano bám dính chắc chắn.

3.1. Phương pháp phối trộn dung dịch nano bạc vào hồ phối liệu

Phương pháp phối trộn đưa dung dịch nano bạc nồng độ 1000 ppm trực tiếp vào huyền phù đất sét trước khi tạo hình. Quá trình khuấy đảo cơ học phân tán các cụm hạt nano vào từng khe hở của khối xương gốm. Hồ phối liệu sau đó được đổ vào khuôn thạch cao hút ẩm để định hình ống lọc. Khi khô ráo, phôi gốm trải qua chu trình nung kết tinh ở nhiệt độ cao. Các hạt nano bạc được bao bọc an toàn trong mạng lưới silicat của xương gốm. Cấu trúc này ngăn chặn hiện tượng rơ rửa trôi bạc khi dòng nước chảy qua với tốc độ lớn. Tuy nhiên nhiệt độ nung cần được kiểm soát chặt để tránh thiêu kết làm co cụm hạt nano.

3.2. Kỹ thuật phủ sol gel resinate bạc và nung thiêu kết 800 C

Kỹ thuật tráng phủ Sol-Gel tạo ra lớp bảo vệ diệt khuẩn vượt trội ngay trên bề mặt phôi gốm. Hợp chất hữu cơ resinate bạc được hòa tan hoàn toàn trong dung môi dầu thông tự nhiên. Dung dịch được quét phủ đều lên thành lõi sứ xốp đã nung sơ bộ. Mạng lưới gel nhanh chóng hình thành nhờ phản ứng thủy phân và ngưng tụ liên kết. Khi tiến hành nung ở 800 độ C, dung môi hữu cơ bay hơi hoàn toàn mà không để lại cặn độc. Các ion bạc bị khử triệt để tạo thành lớp màng hạt nano bạc phân bố đồng nhất. Phương pháp này tối ưu hóa diện tích tiếp xúc giữa hạt bạc và nước, giúp tăng hiệu suất diệt khuẩn tức thì khi nước chảy qua.

IV. Hiệu quả ứng dụng lõi sứ xốp gắn và phủ bạc nano diệt khuẩn

Đặc tính vật liệu sau chế tạo được phân tích chi tiết qua các phương pháp XRD, XRF và ảnh chụp kính hiển vi điện tử quét SEM. Kết quả nhiễu xạ tia X XRD và huỳnh quang tia X XRF xác nhận sự kết tinh hoàn chỉnh của pha gốm cùng sự hiện diện của hạt kim loại bạc nguyên chất. Ảnh chụp SEM phản ánh rõ hệ thống mao quản xốp liên thông và mật độ phân bố hạt nano bạc đồng đều trên khung đỡ. Thử nghiệm xử lý mẫu nước sông thực tế cho thấy chất lượng nước cải thiện vượt bậc sau khi qua lõi lọc. Chỉ số chất rắn lơ lửng TSS và độ đục giảm gần như tuyệt đối nhờ cơ chế giữ hạt cơ học của xương sứ. Nhu cầu oxy hóa học permanganate và độ cứng của nước được hạ thấp rõ rệt, đáp ứng tiêu chuẩn nước sinh hoạt. Về khả năng sinh học, phương pháp kiểm tra CFU theo TCVN 9716:2013 chứng minh hiệu suất diệt khuẩn E. coli đạt 100%. Lõi tráng bạc nano thể hiện tốc độ tiêu diệt mầm bệnh nhanh hơn nhờ tiếp xúc bề mặt trực tiếp. Sản phẩm mang lại tiềm năng thương mại hóa lớn cho các thiết bị lọc nước dân dụng tại Việt Nam.

4.1. Hiệu suất loại bỏ TSS permanganate và khử khuẩn E. coli

Kết quả đánh giá trên mẫu nước sông kiểm chứng tính ưu việt của lõi sứ xốp gắn và phủ nano bạc. Hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng TSS giảm mạnh nhờ hệ thống mao quản kích thước micro. Chỉ số permanganate phản ánh lượng chất hữu cơ giảm đáng kể sau quá trình tiếp xúc với vật liệu. Đặc biệt, thử nghiệm cấy đĩa thạch và tính toán mật độ khuẩn lạc CFU khẳng định hiệu suất kháng khuẩn đạt 100%. Toàn bộ vi khuẩn E. coli bị ức chế hoàn toàn sau chu trình 24 giờ nuôi cấy ở 37 độ C. Kết quả phân tích đáp ứng nghiêm ngặt các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt.

4.2. Tiềm năng ứng dụng thiết bị lọc nước sinh hoạt gia đình

Lõi sứ xốp biến tính nano bạc mở ra hướng đi thiết thực cho các hệ thống lọc nước phân tán. Sản phẩm không yêu cầu sử dụng điện năng, vận hành hoàn toàn nhờ áp lực trọng lực tự nhiên. Chi phí chế tạo thấp do tận dụng nguồn khoáng sét tự nhiên cùng quy trình nung đơn giản. Thiết bị đặc biệt phù hợp lắp đặt tại các vùng nông thôn, vùng sâu hoặc khu vực lũ lụt thiếu nguồn nước sạch. Lớp nano bạc bám dính bền vững ngăn chặn hiện tượng tái nhiễm khuẩn trong suốt chu kỳ sử dụng. Nghiên cứu của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đóng góp giải pháp công nghệ giá rẻ, hiệu quả và bền vững cho cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Tình trạng ô nhiễm nguồn nước và tài nguyên nước là vấn đề được các nước trên thế giới đặt lên hàng đầu đặc biệt là ở các nước đã và đang phát triển. Từ xa xưa xã hội loài người đã gắn liền với nguồn nước ta thấy điều đó thông qua việc các nền văn minh đầu tiên của con người đều được hình thành gần các con sông lớn. Ở xã hội hiện đại, con người vẫn không thể tách rời khỏi các nguồn nước nên việc nguồn nước bị ô nhiễm sẽ gây hại rất lớn cho sức khỏe của con người và các loài động thực vật nơi đó. Cuộc sống ngày càng phát triển thì nhu cầu sống của con người cũng ngày càng cao, yêu cầu về nguồn nước sinh hoạt và nguồn nước sạch cũng được đưa lên hàng đầu.

Hiện không chỉ ở Việt Nam mà các nước trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về các giải pháp để cải thiện nguồn nước cho các hộ gia đình, chẳng hạn như các bộ lọc nước. Tại Việt Nam đã có nghiên cứu chế tạo vật liệu sứ gắn bạc nano bằng phương pháp trộn bạc để ứng dụng kháng khuẩn E.Coli trong nước. Để phát triển hơn đề tài này, trong luận văn này sẽ so sánh khả năng kháng khuẩn và khả năng xử lý nước của lõi lọc sứ theo hai phương pháp đưa nano bạc vào lõi lọc là phương pháp tráng bạc và gắn bạc theo phương pháp trộn bạc Mục tiêu của đề tài là so sánh khả năng kháng khuẩn và xử lý nước của hai phương pháp tráng bạc và gắn bạc từ đó có thể làm cơ sở khoa học để chứng minh khả năng ứng dụng thực tế của lõi lọc tráng bạc hay gắn bạc là tốt hơn, góp phần nâng cao hiệu quả kháng khuẩn của lõi lọc làm giảm tỷ lệ mắc các bệnh có nguyên nhân từ nguồn nước bị ô nhiễm và giúp cho bộ lọc nước kiểu này được ứng dụng rộng rãi hơn đến những nơi có điều kiện khó khăn hơn. Tình hình nguồn nước trên thế giới hiện nay 1.

Thực trạng tình trạng ô nhiễm nước hiện nay Sự ô nhiễm hình thành do các hóa chất và chất thải độc hại xâm nhập vào các nguồn nước sông, suối, các mạch nước ngầm và đại dương, v., các chất này có thể tồn tại trong nước dưới dạng các ion và phân tử hòa tan hay tạo các kết tủa lơ lửng hoặc đọng lại ở đáy nguồn nước. Những chất gây ô nhiễm môi trường có thể kể đến như: các chất thải từ các ngành công nghiệp, phân bón, thuốc trừ sâu từ sản xuất nông nghiệp, nước thải sinh hoạt,. Mặc dù đã có những chính sách và pháp luật được các ban ngành chức năng đặt ra nhằm bảo vệ môi trường nói chung và nguồn nước nói riêng nhưng những vấn đề về nguồn nước ở nước ta vẫn là đáng báo động. Xã hội phát triển kéo theo sự phát triển của các ngành công nghiệp cùng với quá trình đô thị hóa nhanh đã gây ảnh hưởng lớn đến tài nguyên nước.

Dân số tăng qua từng năng năm dẫn đến nước thải sinh hoạt và các hoạt động sản xuất cũng tăng cũng là nguyên nhân gây sức ép lên các nguồn nước. Nguồn ô nhiễm hiện nay không chỉ tồn tại ở các thành phố có mật độ dân số cao mà còn lan xuống các vùng quê do công nghệ xử lý chất thải còn lạc hậu nên phần lớn các chất thải sẽ đi vào các nguồn nước gần đó và gây ô nhiễm. Dù chính phủ đã đầu tư mạnh cho công nghệ xử lý nước nhằm giải quyết nhu cầu nước sạch cho người dân, nhưng ở các vùng núi, vùng sâu vùng xa nơi mà nước sạch vẫn chưa thể đến được với những người dân nơi đây thì các nguồn nước sông và suối vẫn là nguồn nước chính của họ. Vì vậy mà nếu nguồn nước không được bảo vệ sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của những người dân nơi đây.

Ảnh hưởng của ô nhiễm nguồn nước đến con người và sinh vật: Nguồn nước bẩn là nguyên nhân dẫn đến hàng loạt các bệnh nguy hiểm cho con người như: bệnh tả, các bệnh về đường tiêu hóa, các bệnh về da,. do các vi sinh vật sống trong nguồn nước ô nhiễm gây nên. Ở những nơi mà nguồn nước ở ao, hồ, sông, suối được coi là nguồn nước chính thì tỉ lệ mắc các bệnh trên càng tăng cao. Ngoài gây ra các bệnh 2 như tiêu chảy, lỵ,… các kim loại nặng trong nước còn có thể gây nên các bệnh như thiếu máu, bệnh về da.

Các loại vi khuẩn gây bệnh trong nước: 1. Các loại vi khuẩn có thể gặp trong nước: Trong nước uống và nước sinh hoạt hằng ngày chứa rất nhiều các loài vi khuẩn gây bệnh trong số đó phổ biến nhất có thể kể đến như: E.coli (Escherichia coli): còn gọi là vi khuẩn đại tràng, là một trong những loài vi khuẩn chính ký sinh trong đường ruột vật chủ.coli, nhưng may mắn là phần lớn chúng vô hại. Tuy nhiên, có một số E.coli có thể gây tiêu chảy và loại phổ biến nhất trong nhóm có hại này là E. Có một số trường hợp, vi khuẩn này gây rối loạn máu và suy thận, thậm chí dẫn đến tử vong.[3] Coliforms: Coliforms có thể được tìm thấy trong môi trường nước, trong đất và trên thảm thực vật; chúng có mặt phổ biến với số lượng lớn trong phân của động vật máu nóng.

Đây là loại vi khuẩn này có thể tồn tại trong nhiều môi trường khác nhau như đất, nước (nước sinh hoạt, nước uống, nước nuôi trồng thủy sản), cả trong thức ăn và chất thải của động vật. Căn cứ vào số lượng Coliform và E.Coli có trong nước ta có thể đánh giá mức độ ô nhiễm của nước.[4] Shigella: là trực khuẩn Gram âm tính, không vỏ, không có lông, không có khả năng di động và không sinh nha bào. Loại vi khuẩn này có thể gây bệnh viêm dạ dày ruột và bệnh lỵ trực khuẩn ở người. Có 4 nhóm khác nhau của Shigella là: Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella boydii và Shigella sonnei.

Vibrio cholerae: Đây là một loại khuẩn Gram âm tồn tại chủ yếu trong nước thải sinh hoạt. Chúng có khả năng tiết ra độc tố trong đường ruột nên gây ra bệnh dịch tả. Bệnh gây mất nước nhanh chóng và có thể dẫn đến tử vong trong thời gian ngắn. Ngoài những loại phổ biến như trên còn có các loại gây bệnh nguy hiểm hiếm gặp hơn như khuẩn Legionella, khuẩn Salmonella, khuẩn Copepods,…Các vi khuẩn này đều có khả năng gây tử vong khi xâm nhập vào cơ thể.

Hàm lượng cho phép của vi khuẩn trong nước: Dựa vào mục đích sử dụng nước sẽ có những quy định về hàm lượng vi khuẩn khác nhau được cho phép: Bảng 1. Hàm lượng Coliform và E.coli cho phép theo từng môi trường Đơn vị: CFU/100ml Vi khuẩn Môi Trường E.coli hoặc Coliform tổng số coliform chịu nhiệt Nước uống trực tiếp (Theo QCVN 6-1:2010/BYT) 0 0 Nước ăn uống (Theo QCVN 01:2009/BYT) 0 0 Nước sinh hoạt 50 0 (Theo QCVN 02: 2009/BYT) Nước thải công nghiệp 3000 - (Theo QCVN 40:2011/BTNMT) 1. Các phương pháp được sử dụng để diệt khuẩn hiện nay: Có nhiều phương pháp để tiêu diệt các loài vi khuẩn có trong nước tùy vào quy mô và nhu cầu diệt khuẩn sẽ sử dụng các cách khác nhau để diệt khuẩn, cách phương pháp được chia thành phương pháp vật lý hay phương pháp hóa học. Với phương pháp sử dụng các tác nhân vật lý có những phương pháp sau: 4 Phương pháp xử lý nhiệt: Khi đun sôi nước đến 100oC hầu hết các vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt.

Số ít còn lại khi nhiệt độ tăng lên cao sẽ chuyển sang dạng bào tử với lớp bảo vệ vững chắc. Chúng không bị tiêu diệt dù có đun sôi liên tục trong vòng 15 đến 20 phút. Để tiêu diệt được nhóm vi khuẩn bào tử này, cần đun sôi nước đến 120oC hoặc đun theo trình tự sau: đun sôi ở điều kiện bình thường 15 đến 20 phút, để cho nước nguội đi đến dưới 350C và giữ trong vòng hai giờ cho các bào tử phát triển trở lại, sau đó lại đun sôi nước một lần nữa. Đây là cách thức đơn giản và phổ biến nhất tuy nhiên tiêu tốn nhiều năng lượng nên chỉ sử dụng ở quy mô nhỏ.

Khử trùng bằng tia cực tím (UV) : sử dụng các tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4 – 400nm. Tia cực tím phát ra nguồn năng lượng lớn có khả năng đâm xuyên và tiêu diệt vi khuẩn. Dùng tia cực tím để khử trùng không làm thay đổi tính chất hóa học và lý học của nước. Tia cực tím có bước sóng 254nm cho khả năng diệt khuẩn là tốt nhất.

Phương pháp siêu âm: Dùng sóng siêu âm cường độ khoảng 2W/cm2 trong vòng 5 phút có thể tiêu diệt tất cả vi sinh vật trong nước. Phương pháp lọc: Là phương pháp dùng kích thước các lỗ trống siêu nhỏ (1-2µm) để giữu lại các vi sinh vật chỉ cho phép nước đi qua. [6-7] Với các phương pháp dùng các tác nhân hóa học có các phương pháp sau: Các chất có tính oxy hóa mạnh như brom, iod, kali permanganate,… có khả năng diệt khuẩn được sử dụng để tiêu diệt các vi khuẩn tỏng nước, phương pháp này khá phổ biến trong đời sống hằng ngày. Khử trung bằng clo: Clo là một chất oxy hóa mạnh, ở bất cứ dạng nào, nguyên chất hay hợp chất khi tác dụng với nước đều tạo ra phân tử axit hypoclorit HOCl có tác dụng khử trùng rất mạnh.

Quá trình diệt vi sinh vật xảy ra qua 2 giai đoạn. Đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh, sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến sự diệt vong của tế bào. Phản ứng đặc trưng là sự thủy phân của clo tạo ra axit hypoclorit và axit clohydric 5 Cl2 + H2O ⇔ HOCl + HCl Hoặc ở dạng phương trình phân ly: Cl2 + H2O ⇔ 2H+ + OCl- + Cl- Khi sử dụng clorua vôi làm chất khử trùng, phản ứng sẽ là: Ca(OCl)2 + H2O ⇔ CaO + 2HOCl 2HOCl ⇔ 2H+ + 2OCl- Khử trung bằng Iod: Iod cũng là một chất oxy hóa mạnh và thường được dùng để khử trùng nước ở các bể bơi. Là chất khó hòa tan nên iod được dùng ở dạng dung dịch bảo hòa.

Độ hòa tan của iod phụ thuộc vào nhiệt độ nước. Ở 00C độ hòa tan là 100mg/l. Ở 200C độ hòa tan là 300mg/l. Khử trùng bằng Ozone: Ozone có công thức hóa học là O3.

Ozone được sản xuất bằng cách cho oxy hoặc không khí đi qua thiết bị phóng tia lửa điện.