Phương Pháp Xử Lý Nước Ngầm, Nước Nhiễm Phèn, Nước Cứng

Đặc điểm nguồn nước ngầm

Việt Nam khá phong phú lượng nước ngầm và chất lượng tương đối ổn định ngoại trừ các khu vực có sự can thiệp gián tiếp từ con người. Nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét hay hàng trăm mét tùy theo cấu tạo thủy mạch của từng khu vực.

Một số đặc điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt

Đặc tính nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc, cấu trúc địa tầng của vùng đất khai thác, chiều sâu của lớp nước. Trong nước có hàm lượng sắt từ vài mg/l đến vài trăm mg/l cao hơn rất nhiều tiêu chuẩn cho phép đối với nước cấp sinh hoạt. 

Nước ngầm sử dụng cung cấp nước sinh hoạt cho nhiều khu đô thị, công nghiệp, khu dân cư. Do đó, ô nhiễm nước ngầm gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng cuộc sống của nhân dân, gây nên các bệnh không mong muốn cho người sử dụng.

Yếu tố ô nhiễm tự nhiên trong nước ngầm như nhiễm mặn, nhiễm phèn, hàm lượng Asen, Fe, Mn và một số kim loại khác hay yếu tố nhân tạo như chất thải có chứa nồng độ kim loại nặng cao, amoni, NO3–, NO2–, PO43- v.v…thải ra môi trường từ hoạt động sản xuất kinh doanh ngấm vào đất gây ô nhiễm nguồn nước ngầm.

Tác hại do ô nhiễm nước ngầm

 

– Nước ngầm ô nhiễm kim loại nặng: Kim loại nặng trong nước ngầm như Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v…  thường tích lũy trong cơ gây nên các bệnh như ung thư da, phổi, phế quản…

– Nước chứa vi sinh vật gây bệnh: Vi sinh vật trong môi trường nước ở nhiều dạng khác nhau, ngoài các vi sinh vật có lợi trong nước chứa nhiều nhóm sinh vật gây bệnh hoặc truyền bệnh cho người đáng chú ý là các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh như các loại ký sinh trùng bệnh tả, lỵ, thương hàn, sốt rét, siêu vi khuẩn viêm gan B v.v…

– Nước ngầm ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật và phân hóa học:

Trong quá trình sản xuất nông nghiệp sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hóa học. Các thành phần này sẽ tích lũy trong đất, nước và các sản phẩm nông nghiệp. Nó là nguyên nhân gây rất nhiều bệnh nguy hiểm ở người. Cần có biện pháp xử lý để đảm bảo sức khỏe người dân tại nơi nguồn nước bị ô nhiễm.

Các phương pháp xử lý nước ngầm

 

Phương pháp xử lý nước ngầm hiện nay tùy thuộc vào kinh phí, nhu cầu cấp nước, tiêu chuẩn dùng nước, đặc điểm của nguồn nước ngầm… mà chúng ta sẽ lựa chọn công nghệ xử lý nước ngầm phù hợp. Các phương pháp xử lý nước ngầm có thể áp tóm tắt theo bảng sau:

– Phương pháp xử lý nước ngầm bao gồm các phương pháp sau:

+ Phương pháp xử lý nước ngầm nhiễm phèn bằng ô xy hóa: 

Nguyên lý của phương pháp này là ô xy hóa sắt (II) thành sắt (III) và tách chúng ra khỏi nước dưới dạng hydroxyt sắt (III). Trong nước ngầm, sắt (III) bicacbonat là một muối không bền. Nó dễ dàng bị thủy phân thành sắt (II) hydroxyt theo phản ứng:

Nếu trong nước có oxy hòa tan, sắt (II) hydroxyt bị oxy hóa thành sắt (III) hydroxyt theo phản ứng:

Sắt (III) hydroxyt trong nước kết tủa thành bông cặn màu vàng. Bông cặn này được tách ra khỏi nước một cách dễ dàng nhờ quá trình lắng lọc. Kết hợp các phản ứng trên ta có phản ứng chung của quá trình oxy hoá sắt như sau:

Nước ngầm thường không chứa oxy hòa tan hoặc có hàm lượng oxy hòa tan rất thấp. Để tăng nồng độ oxy hòa tan trong nước ngầm, biện pháp đơn giản nhất là làm thoáng. Hiệu quả của bước làm thoáng được xác định theo nhu cầu oxy cho quá trình khử sắt.

+ Phương pháp xử lý nước ngầm nhiễm phèn bằng làm thoáng đơn giản:

Làm thoáng bằng dàn phun mưa ngay trên bề mặt lọc. Chiều cao giàn phun thường lấy cao khoảng 0,7 m. Lỗ phun có đường kính từ 5-7 mm. Lưu lượng tưới vào khoảng 10 m3 /m2 .h.

Lượng oxy hòa tan trong nước sau khi làm thoáng ở nhiệt độ 25oC lấy bằng 40% lượng oxy hòa tan bão hòa (ở 25oC lượng ô xy bão hòa bằng 8,1 mg/l).

Dùng dàn ống khoan lỗ phun mưa trên bề mặt lọc. Lỗ phun có đường kính 5 đến 7 mm. Tia nước dùng áp lực phun lên với độ cao 0,5 đến 0,6 m. Lưu lượng phun vào khoảng 10 m3.m2.h. Làm thoáng trực tiếp trên bề mặt bể lọc chỉ nên áp dục khi nước nguồn có hàm lượng sắt thấp và không phải khử CO2.

* Làm thoáng bằng dàn mưa tự nhiên: 

Nước cần làm thoáng được tưới lên giàn làm thoáng một bậc hay nhiều bậc với các sàn rải xỉ hoặc tre gỗ. Lưu lượng tưới và chiều cao tháp cũng lấy như trường hợp trên. Lượng ôxy hoà tan sau làm thoáng bằng 55% lượng oxy hoà tan bão hoà. Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 50%.

Sử dụng tháp làm thoáng tự nhiên (dàn mưa) khi cần làm giàu oxy kết hợp với khử khí CO2. Do khả năng trao đổi của O2 lớn hơn CO2 nên tháp được thiết kế cho trường hợp khử CO2. Giàn mưa cho khả năng thu được lượng oxy hòa tan bằng 55% lượng oxy bão hòa và có khả năng khử được 75 – 80 % lượng CO2 có trong nước nhưng lượng CO2 còn lại sau khi làm thoáng không xuống thấp hơn 5 – 6 mg/l.

* Làm thoáng cưỡng bức:

Dùng tháp làm thoáng cưỡng bức với lưu lượng tưới từ 30 đến 40 m3/h. Lượng không khí tiếp xúc lấy từ 4 đến 6 m3 cho 1m3 nước. Lượng ôxy hoà tan sau làm thoáng bằng 70% hàm lượng ôxy hoà tan bão hoà. Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 75%.

Cấu tạo của tháp làm thoáng cưỡng bức cũng gần giống như tháp làm thoáng tự nhiên. Điểm khác biệt là không khí được đưa vào tháp làm thoáng cưỡng bức bằng quạt gió. Không khí đi ngược chiều với chiều rơi của các tia nước.

+ Phương pháp xử lý nước ngầm nhiễm phèn sắt bằng hóa chất: 

* Biện pháp khử sắt bằng vôi: 

Khi cho vôi vào nước, độ pH của nước tăng lên. Ở điều kiện giàu ion OH–, các ion Fe2+ thuỷ phân nhanh chóng thành Fe(OH)2 và lắng xuống một phần, thế oxy hoá khử tiêu chuẩn của hệ Fe(OH)2/Fe(OH)3 giảm xuống, do đó sắt (II) dễ dàng chuyển hoá thành sắt (III). Sắt (III) hyđroxyt kết tụ thành bông cặn, lắng trong bể lắng và được ra khỏi nước.

* Phương pháp xử lý nước ngầm nhiễm sắt bằng clo: 

Quá trình khử sắt bằng clo được thực hiện nhờ phản ứng sau:

* Biện pháp khử sắt bằng Kali Permanganat (KMnO4):

Khi dùng KMnO4 để khử sắt, quá trình xảy ra rất nhanh vì cặn mangan (IV) hyđroxyt vừa được tạo thành sẽ là nhân tố xúc tác cho quá trình khử. Phản ứng xảy ra theo phương trình sau:

* Phương pháp xử lý nước ngầm nhiễm sắt bằng cách lọc qua lớp vật liệu đặc biệt: 

Các vật liệu đặc biệt có khả năng xúc tác, đẩy nhanh quá trình oxy hoá khử Fe2+ thành Fe3+ và giữ lại trong tầng lọc. Quá trình diễn ra rất nhanh chóng và có hiệu quả cao. Cát đen là một trong những chất có đặc tính như thế.

* Phương pháp xử lý nước ngầm nhiễm sắt bằng phương pháp trao đổi ion:

Phương pháp trao đổi ion được sử dụng khi kết hợp với quá trình khử cứng. Khi sử dụng thiết bị trao đổi ion để khử sắt, nước ngầm không được tiếp xúc với không khí vì Fe3+ sẽ làm giảm khả năng trao đổi của các ion. Chỉ có hiệu quả khi khử nước ngầm có hàm lượng sắt thấp.

* Phương pháp xử lý nước ngầm nhiễm sắt bằng phương pháp vi sinh: 

Một số loại vi sinh có khả năng ôxy hoá sắt trong điều kiện mà quá trình oxy hoá hoá học xảy ra rất khó khăn. Chúng ta cấy các mầm khuẩn sắt trong lớp cáy lọc của bể lọc, thông qua hoạt động của các vi khuẩn sắt được loại ra khỏi nước. Thường sử dụng thiết bị bể lọc chậm để khử sắt.

Hệ thống xử lý nước ngầm 

Để được tư vấn về xử lý nước nhiễm phèn, xử lý nước cấp sinh hoạt, nước uống công nhân, nước uống đóng chai, nước uống tinh khiết hiệu quả, an toàn, tiết kiệm quý khách hảy liên hệ Công ty Hưng Phương để được hổ trợ miễn phí 24/7