Nước ngầm: Xử lý ô nhiễm sắt

Trong nước mặt, như sông hồ, sắt hòa tan hầu như không bao giờ được tìm thấy, bởi vì nó phản ứng với oxy, tạo thành các hợp chất không hòa tan và chìm ra khỏi nước. Tuy nhiên, trong nước ngầm như giếng và suối, sắt là hóa chất hòa tan phổ biến nhất. Mặc dù không được coi là gây ra vấn đề sức khỏe ở người, nhưng sự hiện diện của nó trong nước uống khá khó chịu do mùi hôi lan tỏa, mùi vị và màu sắc rỉ sét, cảm giác trên da và tóc và xu hướng nhuộm màu quần áo.
Ngoài ra, sự hiện diện của sắt hòa tan giúp tăng cường sự phát triển của vi khuẩn sắt, tạo thành các lớp chất nhờn tối màu ở phía bên trong của đường ống của hệ thống. Chất nhờn sau đó được giải phóng vào mạng thông qua sự dao động của dòng nước, dẫn đến sự tích tụ bụi bẩn và làm hỏng hệ thống ống nước.
Vấn đề về sắt hòa tan được nêu rõ trong Hình 1, được lấy tại thành phố Ramenskoe (ngoại ô Moscow), nơi các giếng địa phương chứa 0,8-4 mg / l sắt là nguồn nước uống được của thành phố. Trên thực tế, sự khó chịu ở thành phố này nghiêm trọng đến mức những chai nước khoáng được cung cấp cho khách của khách sạn để rửa.
Hầu hết các quốc gia đã chấp nhận tiêu chuẩn nước uống an toàn (thẩm mỹ, không liên quan đến sức khỏe) với hàm lượng sắt tối đa 0,3 ppm. Nước được lấy từ các nguồn có hàm lượng sắt cao hơn nên được xử lý trước khi vào bất kỳ hệ thống cấp nước thành phố nào.
Đồng thời, sắt là một chất dinh dưỡng thiết yếu cho con người, với lượng tiêu thụ hàng ngày là 5 miligam. Do đó, các cơ quan nước và môi trường chính thức ở nhiều quốc gia đã thiết lập giới hạn thứ cấp cho sắt trong nước uống, dựa trên mối quan tâm về thẩm mỹ (Mức độ ô nhiễm tối đa thứ cấp – SMCL).

Loại bỏ sắt bằng quá trình oxy hóa và lọc

Trong trường hợp nồng độ sắt cao hơn 0,3 ppm, việc cô lập là không thể, và do đó, sắt phải được loại bỏ khỏi nước.
Loại bỏ sắt hòa tan là một quá trình gồm hai giai đoạn:
• Giai đoạn đầu tiên là oxy hóa sắt hòa tan và chuyển nó từ dạng hòa tan thành dạng sắt không hòa tan, trong đó các hạt sắt bị oxy hóa nhỏ (rỉ sét) lơ lửng trong nước.
• Trong giai đoạn thứ hai, cần phải loại bỏ các hạt lơ lửng trong nước. Quá trình này thường được thực hiện thông qua quá trình lọc và thành công của nó hoàn toàn phụ thuộc vào chất lượng của quá trình lọc. Lọc không đúng và không đủ có thể gây nguy hiểm cho toàn bộ quá trình loại bỏ sắt.

Oxy hóa sắt
Có nhiều phương pháp để oxy hóa sắt, bao gồm làm mềm nó bằng vôi hoặc bằng cách sử dụng các tác nhân như clo dioxide (ClO 2 ), ozone (O 3 ) hoặc bằng kali permanganat (KMnO 4 ). Tuy nhiên, phương pháp hiệu quả nhất, thân thiện với môi trường và thường được sử dụng để oxy hóa sắt là sục khí.
Sắt dễ bị oxy hóa bởi oxy trong khí quyển và quá trình sục khí cung cấp oxy hòa tan cần thiết để chuyển sắt thành dạng không hòa tan, không sử dụng hóa chất. Phải mất 0,14 ppm oxy hòa tan để oxy hóa 1 ppm sắt.
Cần lưu ý rằng quá trình sục khí đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận, vì luồng không khí không đủ sẽ không oxy hóa sắt đúng cách. Đồng thời, nếu lưu lượng không khí quá cao, nước có thể bị bão hòa với oxy hòa tan và bị ăn mòn.
Hai phương pháp sục khí thường được sử dụng: phân tán nước vào không khí và sủi bọt khí vào nước. Các phương pháp sục khí khác bao gồm sử dụng khay xếp tầng, thiết bị sục khí hình nón và đá không khí xốp.
Điều quan trọng là đảm bảo hoàn thành quá trình sục khí bằng cách cho phép ít nhất 20 phút thời gian giam giữ trước khi lọc. Điều này thường được thực hiện bằng cách lắp đặt bể phản ứng ở hạ lưu lưu vực sục khí. Độ pH của nước ảnh hưởng đến thời gian phản ứng và do đó cần theo dõi và điều chỉnh độ pH trong quá trình giam giữ.

Các công nghệ lọc phổ biến
Sau giai đoạn oxy hóa, vật liệu kết tủa (Fe (OH) 3) phải được loại bỏ khỏi nước, bằng cách lọc hoặc bằng quá trình lắng sau đó là lọc.
Có nhiều công nghệ lọc có thể được sử dụng để loại bỏ sắt bị oxy hóa khỏi nước, bao gồm bộ lọc thép, bộ lọc màn hình lớp, bộ lọc đĩa, bộ lọc phương tiện sâu, sợi dệt và bộ lọc hộp mực.
Một công nghệ lọc phổ biến là lọc phương tiện sâu, trong đó các bộ lọc loại bỏ các hạt sắt bị oxy hóa thông qua một lớp dày cát, sỏi hoặc các vật liệu dạng hạt khác. Với phương pháp này, tốc độ lọc phụ thuộc vào kích thước bề mặt hoạt động của giường, cũng như tốc độ nước chảy qua bộ lọc.
Tuy nhiên, phương pháp lọc phương tiện có một số nhược điểm lớn, bao gồm tỷ lệ nước bị loại bỏ rất cao. Ngoài ra, vi khuẩn sắt làm cho các hạt phương tiện dính vào nhau và cho phép nước không được lọc tự do chảy qua các khoảng trống được tạo ra trong môi trường lọc. Cuối cùng, chất lượng lọc giảm theo thời gian và giường không sạch sẽ khiến vi khuẩn và các sinh vật không mong muốn khác phát triển mạnh.

Lọc vi sợi để loại bỏ sắt
Tự làm sạch vi lọc sợi là một công nghệ mới kết hợp hiệu quả lọc của lọc mực với chi phí vận hành thấp liên quan đến các công nghệ lọc tự làm sạch. Nó đã được chứng minh là rất hiệu quả trong việc loại bỏ các hạt sắt bị oxy hóa tạo ra bởi một quá trình oxy hóa thường xuyên của nước bị nhiễm sắt hòa tan.
Thành phần cơ bản của công nghệ này là băng cassette, là vật liệu lọc bao gồm một tấm nhựa cứng có rãnh trên đó các sợi dệt nhiều lớp đã được quấn. Loại chỉ và độ căng, cùng với số lớp, xác định mức độ lọc, có thể dao động từ hai mươi đến hai micron.
Các băng cassette được kết nối với một ống thu và tạo thành một gói thống nhất; các gói được gắn với nhau để tạo thành một hộp mực, sau đó được lắp đặt trong vỏ bộ lọc.
Nước chứa sắt bị oxy hóa chảy qua các sợi, vào các rãnh và qua ống thu gom đến hệ thống của khách hàng.
Các hạt sắt lớn ngay lập tức bị chặn trên bề mặt của nhiều lớp sợi, trong khi các hạt mịn hơn xuyên qua bề mặt bị giữ lại sâu hơn bên trong các lớp ren. Khi bàn ủi dừng lại, áp suất chênh lệch bộ lọc tăng dần.
Trình tự tự làm sạch bắt đầu khi áp suất chênh lệch đạt đến mức cài đặt sẵn. Nó bắn các tia nước áp lực cao xuyên qua các lớp sợi của băng cassette, và các tia nước đập vào tường nhựa và bị buộc ngược lại. Điều này tạo ra một điểm mạnh trở lại, mang các hạt sắt bị mắc kẹt ra khỏi các lớp sợi của băng cassette và đến hệ thống thoát nước.
Một trong những lợi thế đáng kể của công nghệ vi sợi tự làm sạch so với lọc phương tiện cát là khả năng khắc phục nhược điểm lớn đã được đề cập – sự phát triển của vi khuẩn sắt làm cho các hạt phương tiện truyền thống dính lại với nhau và cho phép nước không được lọc tự do chảy qua các khoảng trống và giữa các cục. Hiện tượng này được ngăn chặn hoàn toàn bằng cách sử dụng công nghệ vi sợi, do bản chất cấu trúc của băng cassette.
Ngoài ra, tỷ lệ nước bị loại bỏ sử dụng công nghệ lọc vi sợi thấp hơn nhiều so với lọc cát. Điều này làm giảm đáng kể năng lượng và chi phí vận hành của toàn bộ quá trình loại bỏ sắt.

Bố trí hệ thống loại bỏ sắt

Chúng tôi chuyên cung cấp các hệ thống xử lý nước giếng khoan, loại bỏ vấn đề nước ô nhiễm. Tư vấn các giải pháp  lọc nước giếng khoan nhiễm sắt, phèn, mangan, amoni…. cam kết nguồn nước đạt chuẩn sinh hoạt theo quy chuẩn của BYT.

Nếu bạn cần giải pháp lọc nước cho chính gia đình bạn sử dụng, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi, hoàn toàn miễn phí.