TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Tập 75A, Số 6, (2012), 153-164

153

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HẠT CÂY CHÙM NGÂY
(MORINGA OLEIFERA) ĐỂ LÀM TRONG NƯỚC TẠI VIỆT NAM
Võ Hồng Thi, Hoàng Hưng, Lương Minh Khánh
Khoa Môi trường và Công nghệ sinh học, Đại học Kỹ thuật công nghệ TpHCM (HUTECH)

Tóm tắt. Hiệu quả làm trong nước của hạt cây chùm ngây (Moringa oleifera) tại Việt Nam
được khảo sát bằng một loạt thực nghiệm thực hiện bằng thiết bị jar test trên các mẫu nước
đục nhân tạo và tự nhiên. Độ đục ban đầu của 6 mẫu nước nhân tạo nằm trong khoảng
50NTU đến 300NTU, còn của 3 mẫu nước tự nhiên trong khoảng 44NTU đến 170NTU.
Kết quả nghiên cứu cho thấy hạt cây chùm ngây trồng và thu hái ở Việt Nam có khả năng
làm giảm trên 80% độ đục của nước nhân tạo, ngay cả khi độ đục ban đầu chỉ là 50NTU.
Trong giới hạn khảo sát, nước càng đục thì hiệu quả giảm độ đục của hạt chùm ngây càng
cao ở cùng một ngưỡng nồng độ hạt chùm ngây, và nồng độ tối ưu cần sử dụng của dịch
chiết chùm ngây gần như tuyến tính với độ đục ban đầu của nước cần xử lý. Khi sử dụng
hạt chùm ngây để thực hiện quá trình keo tụ với nước sông, hiệu quả giảm độ đục đạt được
khoảng 50% đối với nước đục trung bình (44NTU) nhưng lên tới 76% với nước đục nhiều
(170NTU). Do độ đục tại phần lớn các sông chính ở Việt Nam quanh năm đều trên 50NTU,
việc làm trong nước bằng hạt chùm ngây có thể coi là phương pháp khá phù hợp với quy
mô hộ gia đình cho cộng đồng nông thôn Việt Nam.
Từ khóa: chùm ngây (Moringa oleifera), chất keo tụ, độ đục, xử lý nước.

1. Đặt vấn đề
Trong kỹ thuật xử lý nước, keo tụ và tạo bông là quá trình quan trọng để giảm
thiểu độ đục và một phần vi sinh vật trong nước tự nhiên cũng như góp phần làm tăng

chất lượng một vài nguồn nước mặt khác nhau ở Việt Nam.
2. Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Chuẩn bị dịch chiết hạt chùm ngây
Các hạt chùm ngây có chất lượng tốt (thu mua từ một nông trại ở Vũng Tàu)
được chọn ra, bóc bỏ hạt khỏi nhân. Thu lấy nhân bên trong hạt, sấy nhẹ ở 40
o
C trong 1
ngày rồi đem nghiền nhỏ trên máy xay gia dụng (hiệu Philips).
Ngay trước mỗi mẻ thử nghiệm, lấy 5 g nhân hạt chùm ngây đã nghiền nhỏ ở
trên hòa trộn với 200 mL nước máy sau đó khuấy đều hỗn hợp với tốc độ vừa phải trên
máy khuấy từ khoảng 30 phút. Tiếp theo, tiến hành lọc huyền phù sau khuấy trộn qua
một miếng vải muslin thông thường có kích thước lỗ khoảng 80-120m. Dịch lọc thu
được là dung dịch gốc của chất keo tụ sử dụng vào các thử nghiệm keo tụ trong nghiên
cứu. Các dung dịch với nồng độ chất keo tụ khác nhau đều được lấy từ dịch gốc này.
Đây cũng là phương pháp chiết lấy dịch chất keo tụ thường được sử dụng trong các
nghiên cứu trước đây [9], [10] nhằm đảm bảo nguyên vẹn khả năng keo tụ của các
protein trong hạt chùm ngây khi chúng chưa kịp phân hủy.
2.2. Mẫu nước nghiên cứu
Nghiên cứu được tiến hành trên một số loại nước khác nhau, bao gồm nước đục
nhân tạo và một vài loại nước đục tự nhiên.
VÕ HỒNG THI, HOÀNG HƯNG, LƯƠNG MINH KHÁNH 155
2.2.1. Nước đục nhân tạo
Mẫu nước đục nhân tạo là nước cất có hàm lượng kaolin là 10 g/L và một số
khoáng chất khác gồm KCl, NaHCO
3
, MgCl
2
, CaCO
3
với các nồng độ tương ứng là 8,2

Khá đục,
không mùi
6,5 44 64
CT3
Một nhánh sông tại
huyện Bình Chánh,
TpHCM
Rất đục,
không mùi
6,3 142 96
2.3. Thí nghiệm xác định hiệu quả keo tụ
Thí nghiệm jar-test được sử dụng để đánh giá hiệu quả của quá trình keo tụ và
tạo bông ứng với các kịch bản khác nhau của nồng độ chất keo tụ và từng loại mẫu nước.
Mỗi thử nghiệm được tiến hành trong 6 cốc thủy tinh có dung tích mỗi cốc là 1000ml.
Một cánh khuấy có thể điều chỉnh tốc độ quay từ 20 đến 300 vòng/phút được nhúng vào
mỗi cốc nhằm mô phỏng quá trình. Các cánh khuấy có thể hoạt động đồng thời hoặc
độc lập với nhau.
156 Nghiên cứu sử dụng hạt cây chùm ngây…
Nhằm mô phỏng lại các giai đoạn keo tụ và tạo bông xảy ra trong một dây
chuyền xử lý nước điển hình, ở mỗi đợt thí nghiệm, đổ 1L mẫu nước (nhân tạo hoặc tự
nhiên) vào cốc và khuấy nhanh trong 1 phút với việc bổ sung dịch chiết hạt chùm ngây
theo nồng độ đã định trước sau đó khuấy chậm lại trong 20 phút (tốc độ quay của cánh
khuấy khi khuấy nhanh và khuấy chậm lần lượt là 100 và 30 vòng/phút). Tiếp theo, mẫu
nước được để lắng trong 1 giờ trước khi đem phân tích chất lượng phần nước đã lắng.
Mỗi đợt thí nghiệm đều được tiến hành song song với một mẫu đối chứng là mẫu không
bổ sung chất keo tụ. Tất cả các thử nghiệm đều được tiến hành ở nhiệt độ phòng
(302
o
C).
Kết quả của một vài nghiên cứu trước [9], [12] đã cho thấy ở khoảng pH 7, đa số

Mỗi thông số ở từng đợt thí nghiệm đều được đo 3 lần để lấy kết quả trung bình, sau khi
đã loại bỏ sai số thô.
Hiệu quả xử lý (hiệu quả làm giảm độ đục) được tính là:
H (%) =

(Độ đục ban đầu của nước - độ đục còn lại trong nước)
x 100%
Độ đục ban đầu của nước
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Hiệu quả làm trong nước của chùm ngây trên các mẫu nước nhân tạo
Mục tiêu chủ yếu của quá trình keo tụ và tạo bông là làm giảm độ đục trong
nước. Sau khi xử lý, độ đục còn lại trong nước càng thấp cũng có nghĩa là hiệu quả xử
lý càng cao. Dư lượng độ đục hay độ đục còn lại khi sử dụng hạt chùm ngây làm chất
keo tụ cho 6 mẫu nước nhân tạo ứng với các độ đục ban đầu khác nhau thể hiện trên
hình 1. Trong thử nghiệm này, độ đục ban đầu của nước thay đổi từ 50 NTU (thấp nhất)
đến 300 NTU (cao nhất).
VÕ HỒNG THI, HOÀNG HƯNG, LƯƠNG MINH KHÁNH 157

Từ hình 1, có thể nhận thấy sự biến thiên độ đục sau khi xử lý của cả 6 mẫu đều
có hình dạng tương đồng nhau. Ở nồng độ chùm ngây nhỏ hơn 50 mg/L, độ đục còn lại
trong nước vẫn còn khá cao. Khi nồng độ chất keo tụ (chùm ngây) tăng lên, độ đục còn
lại tiếp tục giảm theo nhưng diễn biến giảm độ đục ở các mẫu không giống nhau. Cụ thể,
khi độ đục ban đầu của nước là 50 NTU và 100 NTU, độ đục còn lại trong nước thấp
nhất ứng với nồng độ chùm ngây sử dụng là 100 mg/L. Khi độ đục tăng lên các mức
150 NTU và 200 NTU, độ đục thấp nhất còn lại khi nồng độ chùm ngây trong nước từ
200-300 mg/L. Tiếp tục tăng độ đục đến 300 NTU, thì ứng với cùng một dư lượng còn
lại của độ đục trong nước, nồng độ chất keo tụ yêu cầu cũng rất cao, đến 500 mg/L. Các
nhận xét trên đây có thể được nhận thấy rõ ràng hơn ở hình 2. Khi độ đục ban đầu của
nước từ 50-150 NTU, hiệu quả làm giảm độ đục đạt cao nhất (khoảng 80-90%) ứng với
nồng độ chùm ngây 100 mg/L. Ngoài ra, nước càng đục thì đòi hỏi càng nhiều chất keo


Hình 3 cho thấy hệ số tương quan giữa nồng độ chất keo tụ phù hợp (ứng với
hiệu quả keo tụ tối ưu) và độ đục ban đầu của 6 mẫu nước nhân tạo là 0,9613 và như
vậy, một cách gần đúng thì có thể kết luận mối quan hệ giữa 2 yếu tố trên là tuyến tính.
Kết luận này khá thống nhất với những nhận định trong một số nghiên cứu đã có trước
đây [9], [13], [15]. Về mặt lý thuyết, khả năng keo tụ của chùm ngây chính là nhờ việc
tạo ra vô số các cầu nối mang điện tích dương (do chùm ngây chứa thành phần đáng kể
các dimer cationic protein với khối lượng phân tử khoảng 13 kDa [10]) có khả năng gắn
kết các hạt keo trong nước lại với nhau do đó phá vỡ tính bền vững của hệ keo và thúc
đẩy hiện tượng keo tụ [10], [16]. Do vậy, khi độ đục càng cao, tức là càng có nhiều các
Hình 2. Hiệu quả giảm độ đục ứng với các độ đục ban đầu
khác nhau khi dùng chùm ngây làm chất keo tụ.
0
20
40
60
80
100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Nồng độ chùm ngây (mg/L)
Hiệu quả giảm độ đục (%)
50 NTU 100 NTU
150 NTU 200 NTU
250 NTU 300 NTU
R
2
= 0.9613
0
50
100

không giống nhau.
3.2. Khả năng làm trong nước của chùm ngây trên một số loại nước tự nhiên

Hình 4 thể hiện rõ hiệu quả làm trong nước của hạt chùm ngây khi nó được sử
dụng làm chất keo tụ đối với 3 loại nước tự nhiên có độ đục ban đầu khác nhau, bao
Hình 4. Hiệu quả giảm độ đục ứng với các nồng độ
chùm ngây khác nhau trên 3 mẫu nước tự nhiên
0
20
40
60
80
100
0 150 200 250 300 350 400
Nồng độ chùm ngây (mg/L)
Hiệu quả giảm độ đục (%)
M ẫu CT1: 170 NTU
M ẫu CT2: 44 NTU
M ẫu CT3: 142 NTU
160 Nghiên cứu sử dụng hạt cây chùm ngây…
gồm các mẫu CT1 (độ đục 170 NTU), CT2 (độ đục 44 NTU) và CT3 (độ đục 142 NTU).
Cụ thể hiệu quả làm trong nước bằng mắt được quan sát và chụp lại ở hình 5. Có thể
thấy những số liệu thực nghiệm và quan sát đều chứng tỏ chùm ngây có hiệu quả rõ
ràng (từ 50-78% tùy theo mẫu nước) để làm trong nước tự nhiên của sông Sài Gòn,
nhưng có khác biệt đối với các mẫu khác nhau. Nhìn chung, mối tương quan giữa hiệu
quả giảm độ đục và liều lượng chùm ngây sử dụng đối với các mẫu nước đục tự nhiên
nhân tạo là khá tương đồng nhau. Nước càng đục thì hiệu quả xử lý độ đục cũng càng
cao nhưng đòi hỏi liều lượng chất keo tụ sử dụng cũng cao tương ứng (hình 4). Ở 3 mẫu
trên, hiệu quả làm trong nước tốt nhất bằng chùm ngây đạt được là 76% với mẫu CT1
có độ đục ban đầu 170 NTU trong khi độ đục ở mẫu CT2 (44 NTU trước khi xử lý) chỉ

gần đây (một số đã đề cập ở trên) cùng với kết quả của nghiên cứu này, đều chứng tỏ hạt
chùm ngây hoàn toàn có thể được sử dụng như một chất keo tụ hiệu quả để xử lý nước
tự nhiên tại nhiều khu vực, nếu có thể, từ châu Phi đến châu Á và thậm chí cả châu Âu.
Tuy nhiên, nồng độ phù hợp của chùm ngây đối với các nguồn nước tự nhiên khác nhau
thì cũng có sự khác biệt với nhau, phụ thuộc vào thành phần hóa lý và sinh học của mỗi
nguồn nước, các điều kiện thực nghiệm (thời gian khuấy trộn, vận tốc khuấy trộn, thời
gian lắng, loại hạt chùm ngây sử dụng…).
Một vấn đề khác cũng cần phải nhấn mạnh thêm là xét trên khía cạnh hiệu quả
keo tụ, một số nghiên cứu đã kết luận chùm ngây không có hiệu quả đáng kể đối với
loại nước có độ đục ban đầu thấp. Điều đó cũng có nghĩa là hạt chùm ngây chỉ nên được
sử dụng để làm trong nước với nguồn nước có độ đục trung bình trở lên (từ 40-50 NTU
trở lên). Đây có thể được coi là một lợi thế để áp dụng và phổ biến chùm ngây với mục
đích làm trong nước ở Việt Nam, một quốc gia mà độ đục của các sông chính quanh
năm đa phần đều có giá trị lớn hơn 50 NTU [22].
4. Kết luận
Hướng tới mục tiêu nâng cao chất lượng cuộc sống và phát triển kinh tế bền
vững, việc có được một nguồn nước sạch và an toàn để sử dụng trong sinh hoạt hàng
ngày của người dân trở thành nhu cầu hết sức chính đáng. Hạt chùm ngây, qua nhiều thử
nghiệm tại các khu vực khác nhau đối với nhiều loại nước khác nhau, đã chứng tỏ là
một chất keo tụ có hiệu quả để làm trong nước, đặc biệt khi nước cần làm sạch có độ
đục từ trung bình và cao. Trong nghiên cứu này, hiệu quả giảm độ đục có thể đạt tới
76% và phần độ đục còn lại trong nước có thể được tiếp tục được loại ra nhờ bể lọc.
Hiện nay ở Việt Nam, chùm ngây là một loại cây được trồng khá phổ biến tại
một số địa phương, do đó có thể kết hợp và khuyến khích việc sử dụng hạt chùm ngây
để làm trong nước đồng thời với các mục đích khác (làm thực phẩm). Điều này cũng
góp phần làm giảm chi phí xử lý nước bằng các hóa chất keo tụ thông thường nhưng
vẫn còn là khá cao đối với nhiều hộ dân tại khu vực nông thôn Việt Nam. Do đó, xử lý
nước bằng hạt chùm ngây có nhiều hứa hẹn là phương pháp phù hợp để cung cấp nguồn
nước tương đối sạch cho cộng đồng nông thôn tại các quốc gia đang phát triển nói
chung và Việt Nam nói riêng.

turbid water with Moringa oleifera seeds, Water Res., Vol. 29, No. 12, (1995), 2689-
2695.
[10]. Nkurunziza T., Nduwayezu J. B., Banadda E. N., Nhapi I., The effect of turbidity
levels and Moringa oleifera concentration on the effectiveness of coagulation in water
treatment, Water Sci. Technol., Vol. 59, No. 8, (2009), 1551-1558.
[11]. Hanna S. A., Cone S. M. and Roebuck G. G., Measurement of floc strength by particle
counting, J. Am. Wks Ass., Vol. 59, (1967), 843-858.
[12]. Pritchard M., Craven T., Mkandawire T., Edmondson A. S. and O’Neillc J.G., A study
of the parameters affecting the effectiveness of Moringa oleifera in drinking water
purification, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, Vol. 35, No. 13-14,
(2010), 791-797.
[13]. A. Ndabigengesere and K. S. Narasiah, Quality of water treated by coagulation using
Moringa oleifera seeds, Water Research, Vol. 32, No.3, (1998), 781-791.
[14]. Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, Nhà xuất bản Xây
dựng, Hà Nội, 2004.
VÕ HỒNG THI, HOÀNG HƯNG, LƯƠNG MINH KHÁNH 163
[15]. Katayon S., Noor M. J., Asma M., Ghani L. A., Thamer A. M., Azni I., Ahmad J.,
Khor B. C., Suleyman A. M., Effects of storage conditions of Moringa oleifera seeds
on its performance in coagulation, Bioresour Technol., Vol. 97, No. 13, (2006), 1455-
1460.
[16]. Gassenschmidt U., Jany K. D., Tauscher B., Niebergall H., Isolation and
characterization of a flocculating protein from Moringa oleifera. Lam., Biochemica et
Biophysica Acta Vol. 1243, No. 3, (1995), 477-481.
[17]. Jahn S. A. A., Using Moringa oleifera seeds as coagulant in developing countries, J.
Am. Water Works Assoc., Vol. 80, No. 6, (1988), 43-50.
[18]. Narasiah K. S., A. Vogel and N. N. Kramadhati., Coagulation of turbid waters using
Moringa oleifera seeds from two distinct sources, Water Sci. Technol. Water Supply,
Vol. 2, No. 5-6, (2002), 83-88.
[19]. Muyibi S. A. and Okuofu C.A., Coagulation of low turbidity surface water with
Moringa oleifera seeds, Inter. J. Environ. Stud., Vol. 48, No. 3, (1995), 263-273.