Ảnh hưởng của nước nhiễm phèn và cách xử lý

Nước bị nhiễm phèn ảnh hưởng rất nhiều tới đời sống sinh hoạt, các công trình… gây mất cảm giác mỹ quan. Ngoài ra nó còn gây ra nhiều bệnh cho người và ảnh hưởng đến chức năng lọc màu của thận..Vì vậy việc tìm ra các giải pháp và công cụ cũng như thiết bị xử lý nước nhiễm phèn để loại bỏ các thành phần trong nước phèn là điều rất cần thiết. Áp dụng những phương pháp đơn giản và giá thành rẽ làm giảm lượng phèn trong nước đặc biệt các hóa chất này tạo bông cặn, nặng và dễ lắng. Nước sau lắng được phân tầng rõ rệt, sau khi xử lý tính chất của nước đạt yêu cầu nước ăn uống và sinh hoạt, hóa chất này được tổng hợp từ các hóa chất xử lý nước hiện đang dùng nên không chứa độc chất, không gây hại cho sức khỏe, thiết bị dễ tìm sẽ được áp dụng tốt cho các hộ gia đình. Vì thế thiết bị lọc này sẽ làm giảm được chi phí cho các hộ gia đình và được áp dụng rộng rãi.

Thiết nghĩ, để có nước sạch sử dụng không phải là vấn đề quan tâm của chỉ một vài người mà đó là vấn đề của tất cả chúng ta, vì nguồn nước sạch đang ngày càng thiếu hụt. Hãy cùng nhau tìm ra công nghệ xử lý cũng như cách xử lý nước bị nhiễm phèn sắt hiệu quả mang lại nguồn nước sạch cho mọi người, đảm bảo sức khỏe an toàn trong sinh hoạt cho người dân.

Nước ta có nguồn nước thiên nhiên khá dồi dào. Tuy nhiên hiện nay phần lớn trong số đó đều bị ô nhiễm nặng, do ý thức của người dân trong việc sử dụng nước và nguyên nhân nữa là do khâu xử lý nước thải từ các nhà máy thải ra môi trường không đạt tiêu chuẩn xả thải. Vấn đề này ảnh hưởng tới thiên nhiên và làm cho nguồn nước sạch ngày càng khan hiếm để sử dụng cho mục đích sinh hoạt, ăn uống… Một trong những vấn đề nan giải và chiếm phạm vi khá rộng là nước bị chua phèn.

Nếu nguồn nước nhiễm phèn không được xử lý đúng cách thì nó sẽ gây ảnh hưởng rất lớn tới người tiêu dùng. Chẳng hạn như gây ra bệnh đau bao tử, các dụng cụ chứa nước đều bị ăn mòn, tắm rửa bị rộp da, nước có màu gây cảm giác mỹ quan không tốt… Nước chua phèn đã gây nhiều bất tiện trong sinh hoạt của người dân như làm vàng ố tất cả các vật chứa đựng nước và cả quần áo, nguy hại hơn nếu dùng nước này lâu ngày sẽ ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe con người.

Nước bị nhiễm phèn sắt và bị chua đã gây nhiều ảnh hưởng đến sinh hoạt cũng như sức khỏe của con người. Do đó nước có tầm quan trọng ảnh hưởng đến chúng ta là rất lớn. Trong nước thiên nhiên, kể cả nước mặt và nước ngầm đều có chứa sắt. Hàm lượng sắt và dạng tồn tại của chúng tùy thuộc vào từng loại nguồn nước, điều kiện môi trường. Trong nước mặt, sắt tồn tại ở dạng hợp chất Fe3+, dạng keo hay huyền phù. Hàm lượng này thường không lớn và sẽ được khử trong quá trình làm trong nước. Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại ở dạng ion sắt hóa trị 2 trong thành phần của các muối hòa tan như bicacbonat, sunfat, clorua..Hàm lượng sắt này thường cao và phân bố không đồng đều trong các lớp trầm tích dưới sâu. Khi trong nước có hàm lượng sắt cao, nước có mùi tanh và có nhiều cặn bẩn màu vàng, làm giảm chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất.

Hạt lọc nước đa năng DS3 dùng xử lý nước nhiễm phèn, nước giếng…, đã được tặng giải thưởng Sáng tạo Khoa học công nghệ Việt Nam. Nhờ tính năng loại bỏ sắt, magan và các yếu tố độc hại khác, DS3 là sản phẩm bảo vệ sức khỏe trước hiện trạng ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Với 50kg DS3 và vài thùng nhựa có thể tạo nên thiết bị lọc nước gia đình.

Khử sắt bằng cách lọc nước nhiễm phèn qua lớp vật liệu lọc 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 rất nhanh chóng và có hiệu quả cao. Cát đen là một trong những chất có đặc tính như thế.

Khử phèn sắt bằng trao đổi ion

Cho nước nhiễm phèn đi qua vật liệu trao đổi ion. Các ion Fe2+ sẽ trao đổi với các ion H+ và Na+ trong thành phần của vật liệu lọc. Kết quả là Fe2+ được giữ lại trong thành phần của vật liệu lọc

Các ion Ca2+ và Mg2+ cũng tham gia trong quá trình này. Phương pháp này vừa cho hiệu quả khử sắt cao, vừa làm mềm nước.

KDF 85

Được nâng cấp trên nguyên tắc trao đổi ion, phương pháp này đặc biệt hiệu quả và thích hợp cho xử lý nước hộ gia đình. Linh hồn của phương pháp xử lý này nằm ở cấu tạo của vật liệu trao đổi ion. Đây là một hợp chất giữa Đồng và Kẽm, được hoạt tính hóa, vừa có thể trao đổi ion với Fe2+ vừa khử được mùi tanh, khử khuẩn mà không cần bất cứ hóa chất gì.

Vật liệu lọc FILOX-R đột phá trong công nghệ xử lý nước nhiễm phèn:

FILOX là một vật liệu oxy hóa khử phèn không dùng hóa chất, là sáng chế độc quyền của WATTS Water Technologies với những đặc điểm :

– Cho lưu lượng cao nhất trong số tất cả các vật liệu khử sắt.

– Tự động tái sinh mà không cần thêm bất cứ hóa chất gì.

– Hiệu quả khử Mangan cao

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

Thiết bị lọc nước nhiễm phèn

1.2.4  Phương pháp oxy hoá sắt

Nguyên lý của phương pháp này là oxy hoá (II) thành sắt (III) và tách chúng ra khỏi nước dưới dạng hyđroxyt sắt (III). Trong nước ngầm, sắt (II) bicacbonat là một muối không bền, nó dễ dàng thuỷ phân thành sắt (II) hyđroxyt theo phản ứng:

Fe(HCO)3)2 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H2CO3

Nếu trong nước có oxy hoà tan, sắt (II) hyđroxyt sẽ bị oxy hoá thành sắt (III) hyđroxyt theo phản ứng:

4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3 ↓

Sắt (III) hyđroxyt 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:

4Fe2+ + 8HCO3– + O2 + H2O → 4Fe(OH)3 + 8H+ + 8HCO3–

Nước ngầm thường không chứa ôxy hoà tan hoặc có hàm lượng ôxy hoà tan rất thấp. Để tăng nồng độ ôxy hoà 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.

1.2.5 Xử lý nước nhiễm phèn sắt bằng phương pháp làm thoáng:

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).

Nguồn nước đầu vào có hàm lượng sắt không được lớn hơn 10 mg/l. Nước sau làm thoáng có pH>6.8, ammonia <1 mg/l. Khử được 30-35% CO2.

Nhược điểm: không xử lý được nước có hàm lượng sắt cao. Nếu hàm lượng sắt cao mà không đủ khí O2 thì Fe2+ còn lại trong nước sẽ tạo thành kết tủa Fe3+ làm nghẹt đường ống.

Làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiên

Nước cần làm thoáng được tưới lên giàn làm thoáng một bặc 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%.

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%.

Ưu điểm:

– Diện tích xây dựng nhỏ, công trình gọn nhẹ.

– Kiểm soát được lượng khí cấp.

– Tốc độ oxy hóa nhanh.

– Có khả năng công nghệ hóa.

He thong lam thoang

Hệ thống lọc nước nhiễm phèn sắt sau khi làm thoáng

1.2.6 Khử sắt bằng phương pháp vi sinh

Một số loại vi sinh có khả năng ôxy hoá sắt trong điều kiện mà quá trình ôxy hoá hoá học xảy ra rất khó khăn. Chúng ta cấy các mầm khuẩn sắt trong lớp cát 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.

  1. Khử Mangan:

2.1 Phương pháp oxy hóa:

Quy trình công nghệ cơ bản cũng giống như khử sắt bao gồm giàn mưa, lắng tiếp xúc và lọc. Riêng phần bể lọc, do phản ứng oxy hóa mangan diễn ra chậm nên lớp cát lọc nước nhiễm phèn phải có bề dày 1,2-1,5m. Quy trình rửa lọc phải được lựa chọn trên cơ sở thực nghiệm chính xác, nhằm mục đích giữ lại một lớp màng Mn(OH)4 bao quanh hạt cát lọc làm màng xúc cho chu kỳ tiếp theo. Nếu rửa sạch hạt cát lọc thì vào chu kỳ lọc sau lại cần có thời gian để tạo ra lớp màng xúc tác mới (thường từ 5-10 ngày). Để đạt hiệu quả cao, vật liệu lọc nước nhiễm phèn nên dùng cát đen (đã phủ một lớp đioxit mangan).

Trong nước có chứa cả sắt và mangan, thì giàn làm thoáng cần phải đảm bảo đủ lượng oxy hòa tan cho cả quá trình oxy hóa sắt và mangan. Do sắt oxy hóa trước nên quá trình oxy hóa mangan  sẽ xảy ra ở các lớp cát lọc nằm bên dưới.

Tùy theo tính chất nguồn nước và điều kiện kinh tế kỹ thuật cho phép, quy trình kết hợp có thể là:

2.1.1 Xử lý có xúc tác:

Bao gồm làm thoáng, lắng tiếp xúc, bể lọc một hoặc hai lớp. Nếu sau khi sắt oxy hóa hết, độ pH của nước cao hơn thì quá trình oxy hóa mangan sẽ diễn ra thuận lợi. Bể lọc cần có lớp cát dày không nhỏ hơn 1,5m. Dùng bể lọc hai lớp (than hoạt tính và cát thạch anh) đạt hiệu quả cao hơn. Quy trình này chỉ có một cấp bể lọc, cặn Mn(OH)4 được tạo ra trước là nhân tố xúc tác cho sự oxy hóa mangan. Tuy nhiên quy trình rửa lọc sẽ rất phức tạp vì nếu rửa sạch cặn sắt nằm ở lớp vật liệu lọc bên trên (cần cường độ rửa lớn) thì khó giữ lại được lớp màng xúc tác Mn(OH)4 ở lớp cát bên dưới.

2.1.2 Xử lý không xúc tác:

Khi hàm lượng sắt và mangan  trong nước đều lớn hoặc không thỏa mãn yêu cầu của hệ một bậc thì chọn quy trình xử lý hai bậc.Quá trình khử sắt sẽ hoàn thành ở bậc một gồm các khâu làm thoáng, lắng, lọc. Sau đó xử lý nâng pH của nước lên trên 8. Nếu lượng oxy hòa tan không đủ để oxy hóa mangan tiến hành làm thoáng lại và lọc nước qua bể lọc thứ hai để xử lý mangan. Quy trình này tuy tốn kém hơn về xây dựng nhưng chất lượng và hiệu quả xử lý ổn định. Các bể lọc có chức năng khác nhau rõ ràng, nên vận hành rửa lọc đơn giản hơn.

2.2 Các phương pháp khác để khử  mangan:

2.2.1 hương pháp hóa học:

Sử dụng các chất oxy hóa mạnh như clo, ozon, KMnO4  để oxy hóa Mn2+ thành Mn4+. Clo oxy hoá Mn2+ ở pH=7 trong 60-90ph clo ddioxxit (ClO2) và ozon (O3) oxy hóa Mn2+ ở pH=6,5 ÷ 7 trong 10-15ph.

Để oxy hóa 1mg Mn2+ cần 1,35mg ClO2 hay 1,45 mg O3. Nếu trong nước có các hợp chất amoni thì quá trình oxy hóa Mn2+ bằng clo chỉ bắt đầu sau khi clo kết hợp với amoni thành cloramin và trong nước còn dư clo tự do. Kali permanganat oxy hóa Mn2+ ở mọi dạng tồn tại (kẻ cả dạng keo, hữu cơ) thành Mn(OH)4 .

2.2.2 Phương pháp sinh học:

Sử dụng vật liệu đã được cấy trên bề mặt một loại vi khuẩn có khả năng hấp thụ mangan trong quá trình sinh trưởng. Xác vi khuẩn chết sẽ tạo ra trên bề mặt hạt vật liệu lọc nước nhiễm phèn một màng mangan oxit có tác dụng như chất xúc tác trong quá trình khử mangan.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *