KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

    Xử lý nước ngầm cấp nước sử dụng trong công nghiệp bằng công nghệ tiên tiến, loại bỏ độc tố và kim loại nặng trong nước ngầm.


    Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và khá tốt về chất lượng chính vì thế chúng ta thường sử dụng nguoonbf nước ngầm để sinh hoạt. Lý do các nguồn nước mặt thường hay bị ô nhiễm và lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa. Nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi các tác động của con người. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt nhiều. Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng, và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp. Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, các quá trình phong hoá và sinh hoá trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện phong hoá tốt, có nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa thấm vào đất.

cac-nguon-gay-o-nhiem-nuoc-ngam
Nguồn gây ô nhiễm môi trường

    Ngoài ra, nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do tác động của con người. Các chất thải của con người và động vật, các chất thải sinh hoạt, chất thải hoá học, và việc sử dụng phân bón hoá 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. Đã có không ít nguồn nước ngầm do tác động của con người đã bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ khó phân huỷ, các vi khuẩn gây bệnh, nhất là các hoá chất độc hại như các kim loại nặng, dư lượng thuốc trừ sâu và không loại trừ cả các chất phóng xạ.

    MỘT SỐ QUÁ TRÌNH CƠ BẢN XỬ LÝ NƯỚC NGẦM


    Có rất nhiều phương pháp để xử lý nước ngầm, tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhu cầu cấp nước, mà chúng ta sẽ lựa chọn công nghệ xử lý nước ngầm sao cho phù hợp như sau:

    - Làm thoáng mục đích Lấy oxy từ không khí để oxy hoá sắt và mangan hoá trị II hoà tan trong nước. Khử khí CO2 nâng cao pH của nước để đẩy nhanh quá trình oxy hoá và thuỷ phân sắt và mangan trong dây chuyền công nghệ khử sắt và mangan. Làm giàu oxy để tăng thế oxy hoá khử của nước, khử các chất bẩn ở dạng khí hoà tan trong nước.

    - Clo hoá sơ bộ mục đích là Oxy hoá sắt và mangan hoà tan ở dạng các phức chất hữu cơ. 

    Loại trừ rong, rêu, tảo phát triển trên thành các bể trộn, tạo bông cặn và bể lắng, bể lọc. Trung hoà lượng amoniac dư, diệt các vi khuẩn tiết ra chất nhầy trên mặt lớp các lọc.

    - Quá trình khuấy trộn hoá chất mục đích là Phân tán nhanh, đều phèn và các hoá chất khác vào nước cần xử lý.
nguon-nuoc-ngam-trong-dat

    - Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn mục đích Tạo điều kiện và thực hiện quá trình dính kết các hạt cặn keo phân tán thành bông cặn có khả năng lắng và lọc với tốc độ kinh tế cho phép.

    - Quá trình lắng mục đích là Loại trừ ra khỏi nước các hạt cặn và bông cặn có khả năng lắng với tốc độ kinh tế cho phép, làm giảm lượng vi trùng và vi khuẩn.

    - Quá trình lọcmục đích Loại trừ các hạt cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng, nhưng có khả năng dính kết lên bề mặt hạt lọc.

    - Hấp thụ và hấp phụ bằng than hoạt tính mục đích Khử mùi, vị, màu của nước sau khi dùng phương pháp xử lý truyền thống không đạt yêu cầu.

    - Flo hoá nước mục đích là Nâng cao hàm lượng flo trong nước đến 0, 6 - 0,9 mg/l để bảo vệ men răng và xương cho người dùng nước.

    - Khử trùng nước mục đíchTiêu diệt vi khuẩn và vi trùng còn lại trong nước sau bể lọc.

    - Ổn định nước mục đích Khử tính xâm thực và tạo ra màng bảo vệ cách ly không cho nước tiếp xúc trực tiếp với vật liệu mặt trong thành ống dẫn để bảo vệ ống và phụ tùng trên ống.

    - Làm mềm nước mục đích Khử ra khỏi nước các ion Ca2+ và Mg2+ đến nồng độ yêu cầu.

    - Khử muối mục đích Khử ra khỏi nước các cation và anion của các muối hoà tan đến nồng độ yêu cầu.

    KHỬ SẮT TRONG XỬ LÝ NƯỚC NGẦM


    Phương Pháp Ôxy Hoá Sắt


    Nguyên lý của phương pháp này là oxy hoá sắt (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 (HCO3)2 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H2CO3

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

                4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3↓

    Sắt (III) hyđrôxyt 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 được phản ứng chung của quá trình ôxy 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.

    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 của 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 hàm 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.

    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) hyđrôxyt 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 cả cho nước mặt và nước ngầm. Nhược điểm các phương pháp 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.

xu-ly-nuoc-ngam
Công nghệ xử lý nước ngầm cơ bản

    MỘT SỐ GIAI ĐOẠN VỀ CÔNG NGHỆ KHỬ SẮT TRONG NƯỚC CẤP


    Giai Đoạn Đưa Các Hoá Chất Vào Nước

    Giai đoạn này gồm có quá trình làm thoáng nước để làm giàu ôxy và khử khí cacbonic cùng với việc pha trộn hoá chất vào nước như vôi, phèn, clo, ôzôn, kali permanganat …

    Giai Đoạn Xử Lý Sơ Bộ

    Mục đích của giai đoạn này là nhằm tạo ra những điều kiện cho phản ứng ôxy hoá khử diễn ra được hoàn toàn, nhanh chóng. Các thiết bị cần thiết cho giai đoạn này là bể lắng tiếp xúc, bể lọc sơ bộ, bể lọc tiếp xúc, bể lắng ngang hoặc lắng trong.

    Giai Đoạn Làm Sạch

    Giai đoạn này cần đến các bể lọc khác nhau. Tuỳ theo hàm lượng và thành phần sắt trong nước nguồn cùng với chất lượng nước nguồn mà quyết định quy trình khử sắt cụ thể, thường được xác định bằng thực nghiệm tại chỗ kết hợp với các kết quả tínhtoán sơ bộ. Khi hàm lượng sắt cao trên 6 mg/l và cần khử triệt để khí cacbonic, quy trình khử sắt sẽ bao gồm cả ba giai đoạn trên.