• 0236.3.55.16.56
  • 0905.29.55.86
  • 0236.3.55.16.57
  • Hổ trợ khách hàng 24/7
    Hổ trợ khách hàng 24/7
  • Tư vấn kỹ thuật
    Tư vấn kỹ thuật
  • Tư vấn hồ sơ môi trường
    Tư vấn hồ sơ môi trường

365 Tôn Đức Thắng - Q. Liên Chiểu - Tp. Đà Nẵng

XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

  1. Tổng quan về nước ngầm

Nguồn nước ngầm của Việt Nam khá phong phú về trữ lượng và khá tốt về chất lượng. Nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét hay hàng trăm mét.

Nguồn nước ngầm là nguồn nước được ưa thích đối với các hệ thống cấp nước. Vì nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi tác dộng của con người và thiên nhiên, còn các nguồn nước mặt thường hay bị ô nhiễm và lưu lượng khai thác phụ thuộc vào sự biến động theo mùa. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt nhiều. Trong nước ngầm không có cát hạt keo hay các hạt lơ lửng, và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp.

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

Các nguồn nước ngầm hấu như không chứa rong tảo. Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hòa tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, các quá trình phong hóa và sinh hóa trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện phong hóa tốt, có nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dẽ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hòa tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa thấm vào đất. Ngoài ra, nước ngầm còn có thể bị ô nhiễm do tác động của con người, các chất thải của con người và động vật, các chất thải sinh hoạt, chất thải hóa học, và việc sử dụng phân bón hóa học,.. tất cả những loại chất thải đó theo thời gian nó sẽ ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm  nguồn nước ngầm.

  1. Một số quá trình cơ bản xử lý nước ngầm

Có rất nhiều phương pháp để xử lý nước ngầm, tùy thuộc vào nhiều yếu tố như: nhu cầu cấp nước, tiêu chuẩn dùng nước, đặc điểm của nguồn nước ngầm, các điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội,… mà chúng ta sẽ lựa chọn công nghệ xử lý nước ngầm sao cho phù hợp. tuy nhiên có một có một số quá trình cơ bản có thể áp dụng để xử lý nước ngầm được tóm tắt như bảng sau:

  1. Khử sắt rong nước ngầm

Trạng thái tồn tại tự nhiên của sắt trong các nguồn nước

Sắt thường tồn tại trong nước ngầm ở dạng ion, sắt có hóa trị 2(Fe2+) là thành phần của các muối hòa tan như: Fe(HCO3)2, FeSO4,… Hàm lượng sắt có trong các nguồn nước ngầm thường cao và phân bố không đồng đều trong các lớp trầm tích dưới đất sâu. Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước có mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh hưởng không tốt đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất. Do đó, khi mà nước có hàm lượng sắt cao hơn giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn thì chúng ta phải tiến hành khử sắt.

Các hợp chất vô cơ của ion sắt

Các hợp chất vô cơ của ion sắt hóa trị 2: FeS, Fe(OH)2, FeCO3, Fe(HCO3)2, FeSO4,…

Các hợp chất vô cơ của ion sắt hóa trị 3: Fe(OH)3, FeCl3,… Trong đó Fe(OH)3 là chất keo tụ, dễ dàng lắng đọng trong các bể lắng và bể lọc. Vì thế các hợp chất vô cơ của sắt hòa tan trong nước hoàn toàn có thể xử lý bằng phương pháp lý học: làm thoáng lấy oxy của không khí để oxy hóa sắt hóa trị 2 thành sắt hóa trị 3 và cho quá trình thủy phân, keo tụ Fe(OH)3 xảy ra hoàn toàn trong các bể lắng, bể lọc tiếp xúc và các bể lọc trong.

Các phức chất vô cơ của ion sắt với silicat, photphat (FeSiO(OH)3+3)

Các phức chất hữu cơ của ion sắt với axit humic, funvic,…

Các ion sắt hòa tan (Fe(OH)+, Fe(OH)3 tồn tại tùy thuộc vào giá trị thay thế oxy hóa khử và pH của môi trường.

Các loại phức chất và hỗn hợp ion hòa tan của sắt không thể khử bằng phương pháp lý học thông thường, mà phải kết hợp với phương pháp hóa học. Muốn khử sắt ở các dạng này phải cho thêm vào nước các chất oxy hóa như: Cl, KMnO4, Ozone để phá vỡ liên kết và oxy hóa ion sắt thành ion hóa trị 3 hoặc cho vào nước các chất keo tụ FeCl3, Al2(SO4)3 và kiềm hóa để có giá trị pH thích hợp cho quá trình đồng keo tụ các loại keo sắt và phèn xảy ra triệt để trong các bể lắng, bể lọc tiếp xúc và bể  lọc trong.

  1. Các phương pháp khử sắt trong xử lý nước

Phân loại nước ngầm theo hàm lượng sắt

4.1. Phương pháp oxy hóa sắt

Nguyên lý của phương pháp này là oxy 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 thủy phân sắt (II) thành hydroxyt theo phản ứng:

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

Sắt (III) hydroxyt trong nước kết tủa thành bông cặn màu vàng và có thể 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 ôxy hoà tan hoặc có hàm lượng ôxy hoà tan rất thấp. Để tăng nồng độ ôxyhoà tan trong nước ngầm, biện pháp đơn giản nhất là làm thoáng. Hiệu quả của bước làm thoáng được xác định theo nhu cầu ôxy cho quá trình khử sắt.

4.2. Phương pháp khử sắt bằng quá trình oxy hóa

* Làm thoáng đơn giản bề mặt lọc

Nước cần khử sắt được làm thoáng bằng dàn phun mưa ngay trên bề mặt lọc. Chiều cao giàn phun thường lấy cao khoảng 0,7m, lỗ phun có đường kính từ 5-7mm, lưu lượng tưới vào khoảng 10 m3 /m2 .h. Lượng ôxy hoà tan trong nước sau khi làm thoáng ở nhiệt độ 250C lấy bằng 40% lượng ôxy hoà tan bão hoà (ở 250C lượng ôxy bão hoà bằng 8,1 mg/l).

Làm thoáng nhiều bậc bằng máng tràn

Làm thoáng bằng dàn ống khoan lỗ

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 10m3.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 ôxy 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

Cũng có thể 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, ở đây chỉ khác 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.

Làm thoáng cưỡng bức – thùng quạt gió

4.3. Khử sắt bằng hóa chất

Khi trong nước nguồn có hàm lượng tạp chất hữu cơ cao, các chất hữu cơ sẽ tạo ra dạng keo bảo vệ các ion sắt, như vậy muốn khử sắt phải phá vỡ được màng hữu cơ bảo vệ bằng tác dụng của các chất ôxy hoá mạnh. Đối với nước ngầm, khi làm lượng sắt quá cao đồng thời tồn tại cả H 2S thì lượng ôxy thu được nhờ làm thoáng không đủ để ôxy hoá hết H2S và sắt, trong trường hợp này cần phải dùng đến hoá chất để khử sắt.

* 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 ôxy 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 có thể dễ dàng tách ra khỏi nước.

Phương pháp này có thể áp dụng cho cả nước mặt và nước ngầm. Nhược điểm của phương pháp này là phải dùng đến các thiết bị pha chế cồng kềnh, quản lý phức tạp, cho nên thường kết hợp khử sắt với quá trình xử lý khác như xử lý ổn định nước bằng kiềm, làm mềm nước bằng vôi kết hợp với sôđa.

* Biện pháp khử 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, qua 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:

* Biện pháp khử sắt bằng cách lọc qua lớp vật liệu đặc biệt

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

* Biện pháp khử 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 ionic. Chỉ có hiệu quả khi khử nước ngầm có hàm lượng sắt thấp.

* Biện pháp khử sắt bằng phương pháp vi sinh

Một số loại vi sinh có khả năng ôxy hoá sắt trong điều kiện m à quá trình ôxy 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 đ ược loại ra khỏi nước. Thường sử dụng thiết bị bể lọc chậm để khử sắt.

  1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử sắt

Tốc độ phản ứng của quá trình oxy hóa và thủy phân Fe2+ thành Fe3+ tùy thuộc vào lượng oxy hòa tan trong nước. Tốc độ phản ứng tăng khi nồng độ oxy hòa tan trong nước tăng lên. Để oxy hóa 1 mg sắt (II) tiêu tốn 0,143 mg oxy.

Thời gian oxy hóa và thủy phân sắt trên công trình phụ thuộc vào trị số pH của nước có thể lấy như sau:

Thời gian tối ưu cho quá trình keo tụ

Tốc độ lọc qua bể tiếp xúc có thể lấy 5 – 20 m/h tùy thuộc vào thời gian lưu nước cần thiết và lượng cặn cần giữ lại sao cho qua bể lọc đợt 1 hàm lượng cặn còn lại đi qua bể lọc trong (lọc đợt 2) < 15 mg/l.

Tốc độ lọc qua bể lọc trong lấy 3 – 9 m/h tùy thuộc vào chiều dày và kích cỡ của hạt của lớp vật liệu lọc và thời gian lưu nước cần thiết.

 

Để được tư vấn về xử lý nước nhiễm phènxử lý nước cấp sinh hoạtnước uống công nhânnước uống đóng chai, nước uống tinh khiết hiệu quả, tiết kiệm quý khách hảy liên hệ Công ty Hưng Phương để được hổ trợ miễn phí.

Hotline 0905 29 55 86

Tin liên quan

CSKH:
KV Quảng Nam - Đà Nẵng:
0904 000 797
KV Huế - Quảng Bình:
0905 387 138
KV Quảng Ngãi - Khánh Hòa:
0905.771.866
KV Tây Nguyên:
02363 551 656
HOTLINE
0905 295 586