Cách xử lý nước nhiễm phèn sắt, nước giếng khoan nhiễm vôi thi công tại TpHCM và trên toàn quốc

Chúng tôi nhận cung cấp và lắp đặt hệ xử lý nước nhiễm phèn, nước giếng khoan tại TPHCM ở tất cả các quận huyện trong thành phố và các tỉnh lân cận như Bình Dương, Long An, Đồng Nai, Vũng Tàu,…

• Lắp đặt hệ thống xử lý nước nhiễm phèn sắt, canxi, magie,… tại nhà cấp nước sạch cho gia đình sinh hoạt.
• Thi công, lắp đặt hệ thống lọc nước giếng khoan nhiễm phèn.
• Cung cấp vật liệu lọc nước cát, sỏi, than hoạt tính, vật liệu ODM,…
• Cung cấp bình lọc nước bằng nhựa PVC, cột lọc composite, bình lọc inox SS304.
• Thay vật liệu lọc nước, vệ sinh hệ thống lọc nước giếng khoan.
• Cải tạo bảo trì, sửa chữa hệ thống xử lý nước nhiễm phèn sau thời gian dài sử dụng.

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.

Hệ thống xử lý nước nhiễm phèn

I. Thành phần – tính chất của nước bị nhiễm phèn:

1. Quá trình hình thành phèn:

Giai đoạn hình thành khoáng pyrite FeS₂:

Sự hình thành pyrite là nguy cơ của phèn hóa đất và nước. Giai đoạn đầu là sự phát triển của hệ thực vật nước mặt ở vùng gần bờ biển.

Sau đó, do quá trình bồi tụ phù sa cùng với sự rút lui dần của biển, rừng ngập mặn bị mất môi trường sống.

Cây ngập mặn bị vùi trong phù sa và bị phân hủy yếm khí.

Nước mặn (nước biển)có hàm lượng ion sulfat SO₄^2- rất cao ( vài nghìn miligam trong một lít- cao gấp hàng trăm lần trong nước ngọt). Cây nước mặn cũng chứa nhiều sulfat.

Trong quá trình phân hủy yếm khí sulfat bị chuyển thành hydrosulfua-SH.

Sản phẩm này khử oxít sắt(có rất nhiều phù sa bồi tụ) tạo thành sunfua sắt (FeS). Sau đó FeS chuyển hóa dần thành khoáng FeS₂, pyrite dần dần bồi tụ lại thành tầng dày. Những vùng đất có tầng pyrite được gọi là đất phèn tiềm tàng.

 Giai đoạn hình thành H₂SO₄:

Sự hình thành H₂SO₄ do oxy hóa pyrite là nguyên nhân trực tiếp làm đất và nước nhiễm phèn.

Có nhiều nguyên nhân khác nhau làm cho oxy không khí xâm nhập sâu vào đất như: mực nước biển hạ thấp xuống, oxy hòa tan vào nước mưa rồi thấm vào đất,cây cối bề mặt chuyển từ phía trên thân lá xuống rễ và vào đất, con người khai phá đất…

Đây là cơ hội để vi sinh vật( Thiobacillus ferrooxydants) trong đất oxy hóa pyrite làm nguồn năng lượng cho chúng hoạt động.

4FeS₂ + 15O₂ + 2H₂O = 4 Fe³⁺ + 8SO₄^2- + 12H⁺

Các sản phẩm của quá trình này: H₂SO₄, Fe³⁺ cùng với ion kali cò sẵn trong đất kết hợp thành khoáng jaroste KFe₃(SO₄)₂(H₂O)₆.

Do môi trường có độ axít mạnh nên nhôm trong cấu trúc sét bị hòa tan và kết hợp các sản phẩm trên thành khoáng alunite KAl₃(SO₄)₂(H₂O)₆.

Khoáng jarosite và alunite là chỉ thị cho đất phèn hoạt động.

Giai đoạn phá hủy pyrite và hình thành Fe²⁺:

Khi môi trường có tính axit mạnh, quá trình oxy hóa pyrite (quá trình hóa sinh) chậm lại, nhưng quá trình phân hủy pyrite tạo thành Fe²⁺ (quá trình hóa học) tăng cường:

FeS₂ + 2Fe³⁺ = 3Fe²⁺ + 2S⁰

Đây là nguyên nhân hình thành ion Fe²⁺ trong nước phèn.

Quá trình oxy hóa và phân hủy pyrite làm đất phèn hoạt động tích tụ H⁺, SO₄^2-, Fe²⁺, Al³⁺, pH thấp và tính khử cao cũng là nguyên nhân hòa tan nhiều kim loại khác như mangan…

Sự hình thành khoáng Halotrichite FeAl₂(SO4)_4..22H₂O

Ở vùng đất phèn thường xuất hiện một loại màu trắng xám, rất dễ tan trong nước.

Đặc biệt là nước hòa tan khoáng này có thành phần và tính chất giống nước phèn: pH thấp, chứa nhiều Fe²⁺, gốc sunfat SO₄, nhôm Al³⁺.

Phân tích hóa học và phổ cho thấy khoáng vật mới này có công thức là FeAl₂(SO)₄ .22H₂O- đó là khoáng halotrichite, là nguyên nhân làm cho nước bề mặt nhiễm phèn.

Nước phèn trong đất chứa khoáng halotrichite bị mao dẫn lên mặt đất.

Halotrichite mặt đất rửa trôi rữa xuống nước do mưa gió làm cho nước bị nhiễm phèn: pH thấp và chứa nhiều Fe^2+, Al³⁺,SO₄^2-,Mn²⁺

Sự xuất hiện  Fe²⁺ trong nước ngầm

Nước ngầm chứa nhiều sắt cũng được gọi là nước nhiễm phèn. Sắt trong trường hợp này được hình thành do quá trình khử sắt (III) trong đất.

Trong điều kiện thiếu oxy không khí, vi sinh vật yếm khí oxy hóa chất hữu cơ theo cơ chế  anoxic, trong đó Fe³⁺ thường ở dạng oxit không tan – là chất nhận electron.

Fe₂O₃ + C(H₂O) + H₂O = Fe²⁺ +H⁺ +CO₂

Sự xuất hiện phèn sắt Fe(OH)₃ và Fe₂O₃

Fe²⁺ tan trong nước ngầm, khi tiếp xúc với không khí lại bị oxy hóa thành hidroxit sắt(III).

Fe²⁺  +  O₂  + H₂O  = Fe(OH)₃  =  Fe₂O₃ +  H⁺

Các sản phẩm của phản ứng này ở dạng keo, lởn vởn trong nước, rất khó lắng.

Đây là hiện tượng nước bị phèn sắt. Fe₂O₃ có màu nâu đậm.

Sự có mặt của chất hữu cơ trong nước ngầm là nguyên nhân chính làm nước ngầm nhiễm phèn sắt.

Nước ngầm từ các vùng đất trũng thường chứa nhiều sắt.

Việc khai thác nước ngầm quá mức làm mực nước ngầm hạ thấp xuống.

Điều đó làm tăng sự xâm nhập chất hữu cơ từ trên bề mặt vào nước ngầm làm tăng hàm lượng sắt trong nước ngầm.

Hệ thống xử lý nước nhiễm phèn đơn giản

2. Ảnh hưởng của nước bị nhiễm phèn:

Có rất nhiều kiểu mô tả khác nhau về đặc điểm của nước phèn.

Do tính chất của nó khác nhau tùy theo đặc điểm của từng vùng,  có khi nước có vị chua, nước có màu vàng giặt quần áo bị ố vàng, khi thì nước lại có mùi tanh tanh, có loại khi mới lấy lên từ nguồn thì thấy nước rất trong nhưng để yên nước trong vài ba ngày sẽ thấy nổi váng trên bề mặt…

Nếu sử dụng nguồn nước nhiễm phèn cho ăn uống, sinh hoạt mà không xử lý nước nhiễm phèn thì các dụng cụ trong nhà đều bị ăn  mòn, tắm rửa thì bị rộp da.

Do nước chứa nhiều phèn sắt có màu vàng đục gây cảm giác mỹ quan không tốt. Mặc dù các thành phần có trong nước phèn (nhôm, sắt, sulfat và mangan) không gây độc cho sức khỏe.

Nhưng nếu hàm lượng Fe>0,3 mg/l; Mn> 0,1 mg/l làm hoen ố quần áo khi giặt, hàm lượng sulfat cao sẽ gây vị khó chịu cho nước uống (pH thấp gây vị chua cho nước).

Ngoài ra nhôm trong nước quá cao còn gây loãng xương cho người già và ảnh hưởng đến chức năng lọc máu 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 trên trong nước phèn là điều rất cần thiết.

Phèn bám lên thiết bị trong quá trình xử lý nước nhiễm phèn

II. Các phương pháp xử lý nước nhiễm phèn:

Theo như kết quả từ những mẫu phân tích nước nhiễm phèn thì hàm lượng của sắt và mangan là chiếm thành phần nhiều nhất, hàm lượng của nhôm và sulfat rất ít.

Ta có thể loại bỏ nhôm và  sulfat bằng cách dùng vật liệu trao đổi cation hoặc anion.

Còn sau đây chủ yếu là các phương pháp để loại bỏ sắt và mangan

1 .Khử  sắt:

1.1.Các trạng thái tồn tại tự nhiên của sắt trong các nguồn nước:

1.1.1 Các hợp chất vô cơ của ion sắt hóa trị II:

FeS, Fe(OH)₂, Fe(HCO₃)₂, FeSO₄…

Các hợp chất vô cơ của ion sắt hóa trị III: Fe(OH)₃, FeCl₃… trong đó keo hyđro sắt hóa trị III 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 nước nhiễm phèn sắt bằng phương pháp lý học: làm thoáng lấy oxy của không khí để oxy hóa sắt hóa trị II thành sắt hóa trị III và cho quá trình thủy phân, keo tụ Fe(OH)₃ xảy ra hoàn toàn trong các bể lắng, bể lọc tiếp xúc và bể lọc trong.

1.1.2 Các phức chất vô cơ của ion sắt với silicat, photphat (FeSiO(OH)₃³⁺)

Các phức chất hữu cơ của ion sắt với humic,fuvic…Các ion sắt hòa tan Fe(OH)⁺, Fe(OH)₃^– tồn tại tùy thuộc váo giá trị thế oxy hóa khử và pH của môi trường.

Các loại phức chất và hỗn hợp các ion hòa tan của sắt không thể khử và xử lý nước nhiễm phèn sắt bằng phương pháp lý học thông thường, mà kết hợp với phương pháp hóa học.

Muốn khử sắt ở dạng này phải cho thêm vào nước các chất oxy hóa như: clo, KMnO₄, ozon để phá vở liên kết và oxy hóa ion sắt thành ion hóa trị III hoặc cho vào nước các chất keo tụ FeCl₃, Al₂(SO₄) 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.

1.2. Lựa chọn dây chuyền công nghệ khử và cách xử lý nước nhiễm phèn sắt:

1.2.1 Các biện pháp xử lý nước nhiễm phèn trong dân gian.

• Lọc nước nhiễm phèn qua tro bếp:

Liều lượng tro thay đổi 5 – 10 g/l nước, tro bếp có khả năng làm tăng pH, tăng độ kiềm HCO₃^–, giữ lại một phần sắt, nhôm.

Nước nhiễm phèn qua lắng tro có vị ngọt, uống được nhưng phảng phất mùi tanh.

• Lọc nước nhiễm phèn qua lớp bã thơm đã được sấy khô:

Nước sau khi lọc có vị ngọt, làm cho ta có cảm giác uống được, độ pH vẫn còn quá thấp (pH<4), hàm lượng nhôm và sắt không giảm.

Do vậy nếu sử dụng loại nước này để uống, người dân sẽ đưa vào cơ thể một số độc chất mà không hề hay biết.

Thiết bị lọc nước nhiễm phèn

1.2.2 các phương pháp xử lý nước nhiễm phèn bằng hóa học.

• Khử sắt bằng hoá 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 H₂S 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.

• 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 xử lý 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 nước nhiễm phèn khác như xử lý ổn định nước bằng kiềm, làm mềm nước bằng vôi kết hợp với sôđa.

• Khử sắt bằng Clo

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

2Fe(HCO₃)₂ + Cl₂ + Ca(HCO₃)₂ + 6H₂O → 2Fe(OH)₃CaCl₂ + 6H⁺ + 6HCO₃^–

Khử sắt ở dạng hợp chất hữu cơ, pH>=5. Khi trong nước có chứa các hợp chất ammonia, clo tự do kết hợp tạo ra cloramin làm giảm tốc độ oxy hóa.

• Khử sắt bằng Kali Permanganat (KMnO ₄)

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:

5Fe²⁺ + MnO₄^–+ 8H⁺ → 5Fe³⁺ + Mn2⁺ + 4H₂O

• Khử sắt bằng ClO₂:

Quá trình oxy hóa xảy ra theo phương trình phản ứng:

Fe²⁺ + ClO₂ + 3H₂O g Fe(OH)₃ + ClO₂^– + 3H⁺

Quá trình diễn ra khi pH>7

• Khử sắt bằng O₃:

Phương trình phản ứng:

Fe²⁺ + O₃ + 2H₂O g Fe(OH)₃ + O₂ + H⁺

Nhược điểm khi sử dụng O₃ là tạo thành lớp váng nổi trên bề mặt và khó tách váng nổi đó ra khỏi.

1.2.3 các phương pháp xử lý nước nhiễm phèn bằng hóa lý.

• DS3 – Hạt lọc xử lý nước nhiễm phèn

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

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

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.

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.

2. 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.

III. Kết luận:

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.