Báo cáo tiểu luận vấn đề Xử lý nước ngầm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (729.58 KB, 19 trang )

K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

1



TIỂU LUẬN

Đề tài: XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

2

Mục lục:
1 Tổng quan về nước ngầm……………………………………………………………………………….2
2 Một số điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt………………………………… 2
3 Một số quá trình cơ bản xử lý nước ngầm……………………………………………………….3
4 Quá trình khử sắt trong nước ngầm……………………………………………………………… 4
4.1 Trạng thái tồn tại của sắt………………………………………………………………………………4
4.2 Các phương pháp khử sắt trong xử lý nước ngầm……………………………………… 4
4.2.1 Phương pháp oxy hóa………………………………………………………………………… … 4
4.2.2 Phương pháp khử sắt bằng quá trình oxy hóa………………………………………… 5
4.2.3 Khử sắt bằng hóa chất……………………………………………………………………………….7
4.2.4 Khử sắt không dùng hóa chất…………………………………………………………………….8
4.3 Phân loại nước ngầm………………………………………………………………………………….10
4.3.1 Xử lý nước ngầm có hàm lượng sắt thấp………………………………………………….10
4.3.2 Xử lý nước ngầm có hàm lượng sắt cao……………………………………………………11
4.4 Một số thiết bị khử sắt thường dùng………………………………………………………… 13
4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử sắt………………………………………………14
5 Quá trình khử mangan trong nước ngầm………………………………………………………15
5.1 Trạng thái tồn tại của mangan trong nước ngầm……………………………………… 15
5.2 Các phương pháp khử mangan………………………………………………………………… 15
K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

3

5.2.1 Phương pháp oxy hóa……………………………………………………………… 15
5.2.2 Phương pháp hóa học…………………………………………………………………………… 16
5.2.3 Phương pháp sinh học…………………………………………………………………………….16
K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

4

1 Tổng quan về nước ngầm
Đối với các hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn là nguồn
nước được ưa thích. Bởi vì, các nguồn nước nặt thường 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.
2 Một số đặc điểm khác nhau giữ nước ngầm và nước mặt

Thông số Nước ngầm Nước bề mặt
Nhiệt độ Tương đôi ổn định Thay đổi theo mùa
Chất rắn lơ lửng Rất thấp, hầu như không có Thường cao và thay đổi theo mùa

Chất khoáng hoà
tan
Ít thay đổi, cao hơn so với
nước mặt
Thay đổi tuỳ thuộc chất lượng
đất, lượng cao
Hàm lượng Fe2+,
Mn2+
Thường xuyên có trong nước

Rất thấp, chỉ có khi nước ở sát
dưới đáy hồ
Khí CO2 hoà tan Có nồng độ cao Rất thấp hoặc bằng 0
Khí O2 hoà tan

Thư
ờ
ng không t
ồ
n t
ạ
i

G
ầ
n như b

ão hoà

Khí NH3

Thư
ờ
ng có

Có khi ngu
ồ
n nư
ớ
c b
ị

nhi
ễ
m b
ẩ
n

Khí H2S Thường có Không có
SiO2 Thường có ở nồng độ cao Có ở nồng độ trung bình
NO3-
Có ở nồng độ cao, do bị
nhiễm bởi phân
bón hoá học
Thường rất thấp
Vi sinh vật
Chủ yếu là các vi trùng do sắ

t
Nhiều loại vi trùng, virut gây
K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

5

gây ra bệnh và tảo.
Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguy ên
nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các
tạp hất 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 hất bẩn v à luợng 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 ngấm
vào đất.
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, v à
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.
3 Một số quá trình cơ bản xử lý nước ngầm

Quá trình xử lý Mục đích
Làm thoáng Lấy Oxi từ không khí để oxy hóa Sắt và Mangan hóa trị
II hòa tan trong nước.
Khử khí CO
2
nâng cao pH của nước để đẩy nhanh quá
trình oxy hóa thủy phân Sắt và Mangan trong dây chuyền
công nghệ khử Fe và Mangan.
Làm giàu Oxy để tăng thế oxy hóa khử của nước, khử
các chất bẩn dạng khí hòa tan trong nước.
Clo hóa sơ bộ Oxy hóa Sắt và Mangan hòa tan ở dạng phức chất hữu
cơ.
Loại trừ rong, rêu, tảo phát triển trên thành các bể trộn,
tạo bong cặn và bể lắng bể lọc.
Trung hòa lượng amoniac dư, diệt tất cả các vi khuẩn tiết
ra chất nhầy trên mặt các lớp lọc.
Qúa trình khuấy trôn
hóa chất
Phân tán nhanh, đều phèn và các hóa chất khác vào nước
cần xử lý.
Quá trình keo tụ và
phản ứng tạo bông cặn
Tạo điều kiện và thực hiện quá trìh kết dính các hạt cặn,
keo phân tán thành bông cặn có khả năng lắng và lọc với
tốc độ kinh tế cho phép.
K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

6

Quá trình lắng 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 lọc 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
Khử mùi, vị, màu của nước sau khi sử dụng phương pháp
xử lý truyền thống không đạt yêu cầu.
Flo hóa nước Nâng cao hàm lượng flo trong nước 0,6 – 0,9 mg/l để
bảo vệ men răng và xương cho người dung nước.
Khử trùng nước Tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng còn lại trong nước sau bể
lọc.
Ổn định nước 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 trùng trên ống.
Làm mền nước Khử ra khỏi nước các ion Ca
2+
và Mg
2+
đến nồng độ đạt
yêu cầu.
Khử mùi Khử ra khỏi nước các cation và anion của các muối hòa

tan đến nồng độ yêu cầu.

4 Quá trình khử sắt trong nước ngầm
4.1 Trạng thái tồn tại của sắt
Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng ion Fe
2+
, kết hợp với các gốc
bicacbonat, sunfat, clorua; đôi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic.
Khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hoá, ion Fe
2+
bị oxy hóa thành ion Fe
3+

và kết hợp tủa thành các bông cặn Fe(OH)
3
có màu nâu đỏ.
Các hợp chất vô cơ của ion sắt:
Sắt II: FeS, Fe(OH)
2
, FeCO
3
, Fe(HCO
3
), FeSO
4
.
Sắt III: Fe(OH)
2
, FeCl
3

. Trong đó Fe(OH)
3
là chất keo tụ dễ dàng lắng độngtrong
các bể lắng và bể lọc.
Các phức chất vô cơ với silicat và photphat (FeSiO(OH)
3
3+
)
Các phức chất hữu cơ của ion sắt với axit humic và axit funvic…
Các ion sắt hòa tan Fe(OH)
+
, Fe(OH)
3
tồn tại tùy vào giá trị thế oxi hóa khử và pH
của môi trường.

K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

7

4.2 Các phương pháp khử sắt trong quá trình xử lý nước ngầm
4.2.1 Phương pháp oxy hóa
Nguyên lý của phương pháp này là oxy hóa Fe(II) thành Fe(III) và tách chúng ra
khỏi nước dưới dạng Fe(OH)
2
. Trong nước ngầm sắt bicacbonat là một muối
không bền, nó dể dàng thủy phân thành Fe(OH)
2
theo phản ứng:
Fe(HCO
3
) + 2H
2
O → Fe(OH)
2
+ 2H
2
CO
3

Nếu trong nước có Oxy hòa tan, Fe(OH)
2
sẽ bị oxy hóa thành Fe(OH)
3
theo phản
ứng:
4Fe(OH)

2
+ 2H
2
O + O
2
→ 4Fe(OH)
3

Fe(OH)
3
trong nước kết tủa thành bông cặn màu vàng và có thể tách ra khỏi nước
một cách dể dàng nhờ quá trình lắng, lọc.
Kết hợp các phản ứng trên ta có được phản ứng chung của quá trình oxy hóa sắt
như sau:
4Fe
2+
+ 8HCO
3
–
+ O
2
+H
2
O → 4Fe(OH)
3
+ 8H
+
+ 8HCO
3
–

Nước ngầm thường không chứa oxy hòa tan hoặc có hàm lượng oxy hòa tan rất
thấp, để tăng nồng độ oxy hòa tan trong nước ngầm biện pháp đơn giản nhất là làm
thoáng được xác định theo nhu cầu oxy cho quá trình khử sắt.

4.2.2 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 dàn phun mưa thường lấy cao từ 0.7m, lỗ phun có đường kính 5 – 7mm,
lưu lượng tưới vào khoảng 10m
3
/m
2
.h, lượng oxy hòa tan trong nước sau làm
thoáng ở t
o
= 25
o
C lấy bằng 40% lượng oxy hòa tan bảo hòa( ở 25
o
C lượng oxy
hòa tan bảo hòa là 8.1mg/l.

Làm thoáng bằng giàn 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 oxy hòa tan sau làm thoáng là 55% lượng oxy hòa tan bảo hòa. Hàm
lượng CO
2
sau làm thoáng giảm 50%.

K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

8

Mô hình giàn mưa
Làm thoáng cưỡng bức
Cũng có thể dung tháp làm thoáng cưỡng bức với lưu lượng nước tưới từ 30 – 40
m
3
/h. Lượng không khí tiếp xúc lấy từ 4 – 6m
3
cho 1m
3
nước, lượng oxy hòa tan
sau làm thoáng là 70% hàm lượng oxy hòa tan bảo hòa. Hàm lượng CO
2
sau làm
thoáng giảm 75%.

K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

9

Giàn mưa trong hệ thống khử sắt

4.2.3 Khử sắt bằng hóa chất
Khi trong nước ngầm có hàm lượng hợp 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 oxy hóa mạnh. Đối với nước ngầm khi hàm
lượng sắt quá cao, đồng thời tồn tại cả H
2
S thì lượng oxy thu được nhờ làm thoáng
không đủ để oxy hóa hết H
2
S và Fe trong trường hợp này cần phải dùng đến hóa
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
Fe
2+

thủy phân nhanh chóng thành Fe(OH)
2
và lắng xống. Do đó Fe(II) dễ dàng
chuyển hóa thành Fe(III). Fe(OH)
3
kết tụ thành bông cặn lắng trong bể lắng và có
thể dể dàng tách ra khỏi nước.
K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

10

Nhược điềm 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 dịnh nước bằng kiềm, làm mềm nước bằng vôi hay soda.

Biện pháp khử sắt bằng Clo
Được thực hiện nhờ phản ứng sau:
2Fe(HCO
3
)
2
+ Cl

2
+Ca(HCO
3
)
2
+ 6H
2
O → 2Fe(OH)
3
CaCl
2
+ 6H
+
+ 6HCO
3
–

Biện pháp khử sắt bằng KMnO
4
Khi dùng KMnO
4
để khử sắt, quá trình xảy ra rất nhanh vì cặn Mangan hydroxyt
vừa được hình thành sẽ là nhân tố xúc tác cho quá trình khử. Phản ứng khử xảy ra
theo phương trình sau:
5Fe
2+
+ MnO
4
–

+8H
+
→ 5Fe
3+
+ Mn
2+
+ 4H
2
O

Biện pháp khử sắt bằng cách lọc qua lớp vật liệu đặt biệt
Các vật liệu đặt biệt có khả năng xúc tác đẩy nhanh quá trình oxy hóa khử Fe
2+

thành Fe
3+
và giữ lại trong tầng lọc, quá trình này diễn ra rất nhanh chóng và có
hiệu quả cao, cát đen là một trong những chất co đặt tính như thế.

Biện pháp khử sắt bằng phương pháp trao đổi ion
Phương pháp trao đổi ion được kết hợp với quá trình khử cứng. khi sử dụng thiết bị
trao đổi ion để khử Fe, nước ngầm không được tiếp xúc với không khí vì Fe
3+
sẽ
làm giảm khả năng trao đổi của các ionic. Chỉ có hiệu quả khi khử nước ngầm có
hàm lượng Fe thấp.

Biện pháp khử sắt bằng phương pháp vi sinh
Một số loại vi sinh có khả năng oxy hóa Fe trong điều kiện mà quá trình oxy hóa
hóa học xảy ra rất khó khăn. Chúng ta cấy các mầm khuẩn Fe trong lớp cáy lọc của

bể lọc, thông qua hoạt động của vi khuẩn sắt được loại ra trong nước. thường sử
dụng thiết bị bể lọc chậm để khử Fe.

K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

11

4.2.4 Khử sắt không dùng hóa chất
Phương pháp khử sắt không dùng hóa chất có các bước sau :

Làm thoáng
Vì trong nước ngầm có chứa các khí như CO
2
, H
2
S… có tính axít làm cho pH của
nước ngầm nhỏ. Mặt khác trong nước ngầm lại không có oxy hòa tan. Do vậy để
xử lý nước ngầm trước tiên ta cần làm thoáng để đạt các mục đích sau :

Loại khí hòa tan (CO
2
, H
2
S…), khi loại khí hòa tan thì pH của nước tăng lên, loại
bò mùi của nước (nếu có).
Hòa tan khí oxy vào nước
Có nhiều biện pháp làm thoáng, nhưng biện pháp thông dụng nhất là cho nước
chảy qua các tấm đục lỗ thành tia như mưa (giàn mưa). Khi nước bị xé nhò thành
tia như vậy thì nó tiếp xúc với không khí nhiều hơn và dễ dàng loại bỏ các khí
không cần thiết và hòa tan oxy. Cũng có các biện pháp như tháp làm thoáng,
ejector, sục khí…

Phản ứng (để tạo các bông sắt kết tủa)
Bước này có thể bỏ qua nếu hàm lượng sắt tương đối nhỏ (1-2 mg/L) và độ kiềm
đủ lớn (lớn hơn 50 mg CaCO
3
/L). Thông thường thì người ta cho nước chảy qua
một ngăn có xếp các vật liệu tiếp xúc có kích thước lớn như đá, gạch … để tăng
hiệu quả tiếp xúc nước và oxy hòa tan. Nước chảy từ dưới lên, dưới tác dụng của
oxy hòa tan sắt sẽ bị oxy hóa thành các bông cặn màu vàng nâu. Thời gian phản
ứng khoảng 15-30 phút.

Lắng (nếu hàm lượng sắt tương đối cao)
Trong trường hợp hàm lượng sắt cao sẽ tạo ra nhiều cặn và làm cho bể lọc mau
tắc. Để tăng thời gian làm việc của bể lọc người ta có thể cho nước chảy qua một
ngăn lắng (vận tốc nước chảy được tính toán để sao cho các bông cặn có thể lắng
được dễ dàng). Bể lắng có thể có nhiều dạng : lắng ngang, lắng đứng, lắng ly tâm,

lắng có vách nghiêng…tùy thuộc vào người thiết kế.

Lọc (loại bỏ các kết tủa sắt)
Nước sau khi lắng vẫn còn chứa một lượng đáng kể các bông cặn sắt, vì vậy cần
cho qua bể lọc. Thông thường sử dụng bể lọc với vật liệu lọc là cát và sỏi (đá). Lớp
sỏi bên dưới bao quanh các ống thu nước, lớp cát phia bên trên (dày khoảng 0.6-
0.8 m). Người ta thường chọn loại cát có kích thước hạt thô và đều (cát lọc). Khi
K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

12

không có có thể dùng cát xây dựng như loại hạt to để tránh làm tắc lọc nhanh và
rửa lọc dễ dàng.
Nước đi từ trên xuống (lọc thông thường) hay từ dưới lên (lọc nổi), các cặn sắt sẽ
bị giữ lại trong lớp vật liệu lọc và trên bề mặt chúng. Nước sau khi lọc có hàm
lượng sắt đạt yêu cầu sử dụng. Có nhiều loại bể lọc : lọc chậm, lọc nhanh, lọc áp
lực, lọc nhiều lớp, lọc nổi…

Rửa lọc
Sau một thời gian lọc, bể lọc bị tắc do lớp cặn sắt quá dày (mỗi mg sắt sẽ tạo ra 2
mg cặn lơ lửng sau khi bị oxy hóa). Khi đó ta cần tiến hành rửa lọc.
Tùy theo điều kiện, việc rửa lọc có thể tiến hành thủ công (lấy cát ra và rửa) hay

tiến hành bằng bơm rửa ngược : nước sạch được bơm ngược từ dưới lên (đối với
bể lọc cát) và lớp cặn sắt sẽ bị bong ra khỏi lớp vật liệu lọc và theo nước ra ngoài ở
ống thu nước rửa phía trên bể lọc. Đối với cácc nhà máy lớn người ta có thể tận
dụng thu hồi lượng nước rửa này trong các bể lắng lớn, sau khi lắng cho tuần hoàn
và lọc lại để sử dụng

Bể lắng xoáy hình cone

K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

13

4.3 Phân loại nước ngầm
Loại nước ngầm Hàm lượng sắt (mg/l)
Nước có hàm lượng sắt thấp 0,4 – 10
Nước có hàm lượng sắt trung bình 10 – 20
Nước có hàm lượng sắt cao >20
Theo TCVN <0,3 4.3.1 Xử lý nước ngầm có hàm lượng Fe thấp (hàm lượng Fe<10 mg/l)
Công nghệ xử lý: làm thoáng đơn giản và lọc
Điều kiện áp dụng:
1. Tổng hàm lượng Fe (10 mg/l)
2. Độ màu của nước khi chưa tiếp xúc với không khí < 150
3. Hàm lượng SiO
2
2-
< 2 mg/l
4. Hàm lượng H
2
S < 0.5 mg/l
5. Hàm lượng NH
4
< 1 mg/l
6. Nhu cầu O

2
bằng nồng độ oxy hóa +0.47 H
2
S+0.15 Fe
2+
< 7mg/l
7. pH < 7
Sơ đồ công nghệ xử lý chung

Nước ngầm được bơm lên từ giếng khoan hay giếng đào được đưa vào làm thoáng
đơn giản có thể dùng máng tràn, giàn mưa, ejector thu khí hay bơm nén khí để làm
thoáng nước. Quá trình làm thoáng ở đây chủ yếu là cung cấp oxy cho nước. Nước
sau khi làm thoáng được lọc qua 1lớp vật liệu lọc.
Nư
ớ
c ng
ầ
m

Làm thoáng đơn
giản
Ti
ế
p xúc kh
ử

trùng
Xả cặn Nước sạch
Clorine

L
ọ
c

B
ể

l
ắ
ng
nư
ớ
c r
ử
a l
ọ
c

K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

14

Tại bể lọc Fe
2+
và oxy hòa tan sẽ được tách ra và bám trên bề mặt của các vật liệu
lọc, tạo nên màng xúc tác bao gồm các ion oxy Fe
2+
, Fe
3+
. Màng xúc tác sẽ tăng
cường quá trình hấp thụ và oxy hóa Fe do xảy ra trong môi trường dị thể, trong
phương pháp này không đòi hỏi phải oxy hóa hoàn toàn Fe
2+
thành Fe
3+
và keo tụ.
4.3.2 Xử lý nước ngầm có hàm lượng Fe cao ( hàm lượng Fe>10mg/l)
Công nghệ xử lý: làm thoáng – lắng hoặc lọc tiếp xúc – lọc trong
Điều kiện áp dụng:
1. Độ oxy hóa < (Fe
2+
/28+5) mg/l
2. Tổng hàm lượng Fe > 10mg/l
3. Tổng hàm lượng muối khoáng < 1000mg/l
4. Hàm lượng SiO
2
2-
< 2 mg/l 5. Hàm lượng NH
4
+
< 1.5mg/l
6. Hàm lượng H
2
S< 1mg/l
7. Nhu cầu oxy = độ oxy hóa + 0.47H
2
S+ 0.15 Fe
2+
< 10mg/l
8. pH <6.8 tính toán thiết bị làm thoáng theo điều kiện khử khí CO
2
nhằm tăng pH
9. pH >6.8 tính toán thiết bị làm thoáng theo diều kiện lấy oxy để khử Fe

K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

15

Sơ đồ công nghệ xử lý chung:

Nước ngầm được bơm lên từ giếng khoan hay giếng đào đưa vào làm thoáng bằng
giàn mưa, làm thoáng cưỡng bức để làm thoáng nước quá trình làm thoáng ở đây
chủ yếu là cung cấp oxy cho nước. Nước sau khi làm thoáng được dẫn vào bể
khuấy trộn và lắng cặn, trước khi đi vào bể nước được tiếp xúc với hóa chất có tác
dụng đẩy mạnh quá trình oxy hóa Fe hòa tan thành FeII, nước từ bể lắng được dẫn
qua bể lọc, bể lọc có chứa nhiều lớp vật liệu lọc. Nước sạch sau khi qua bể lọc
được khử trùng bằng dung dịch Clorine trước khi cung cấp cho người sử dụng.
Để tránh hiện tượng tắt lọc ở bể lọc, do đó đến chu kỳ chúng ta phải tiến hành rửa
lọc bằng nước (nước + khí). Cặn ờ bể lắng được đưa vào bể nén cặn.
4.4 Một số thiết bị khử sắt thường được sử dụng
Làm thoáng đơn giản trên bề mặt bể lọc
Tháp làm thoáng tự nhiên
Nư
ớ
c ng
ầ
m

Làm thoáng

Tr
ộ
n và l
ắ
ng c
ặ
n

L
ọ
c

L
ắ
ng nư
ớ
c r
ử
a l
ọ
c

Ti
ế
p xúc và kh
ử

trùng
clorine

Hóa ch
ấ
t

X
ả

c
ặ
n ra b
ể

tiếp xúc
Nư
ớ
c s
ạ
ch

K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

16

Tháp làm thoáng cưỡng bức

Bể lắng tiếp xúc
Bể lọc cặn sắt

Làm thoáng tự nhiên bằng giàn mưa

Hệ thống xử lý nước ngầm đơn giản
K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

17

Mô hình lọc nước giếng bị nhiễm sắt
4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử Sắt
Tốc độ phản ứng của quá trình oxy hóa và thủy phân Fe
2+

thành Fe
3+
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 thủy phân Fe trên công trình phụ thuộc vào trị số pH của nước
có thể lấy như sau:

Thời gian tối ưu của quá trình keo tụ:
pH 6.0 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7 ≥ 7.5

Thời gian tiếp xúc cần
thiết trong bể lắng và
bể lọc (thời gian lưu
nước) phút
90 60 45 30 25 20 15 10
Thời gian tiếp xúc cần
thiết (thời gian lưu
nước) trong bể lọc tiếp
xúc (bể lọc 1) và bể lọc
trong (bể lọc đợt 2)
phút
60 45 35 25 20 15 12 5
K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

18

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 làm 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 cỡ hạt của lớp
vật liệu lọc và thời gian lưu nước cần thiết.
5 Quá trình khử mangan trong nước ngầm
5.1 Trạng thái tồn tại của mangan trong nước ngầm
Mangan thường tồn tại song song với sắt trong nước ngầm
Cũng như sắt, mangan thường có trong nước ngầm dưới dạng ion Mn
2+
, nhưng với
hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5mg/l. Tuy nhiên, với hàm lượng
mangan trong nước lớn hơn 0,1mg/l sẽ gây nguy hại trong việc sử dụng, giống như
trường hợp nước chứa sắt với hàm lượng cao.
5.2 Các phương pháp khử mangan
5.2.1 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 lọc do, do phản ứng oxy hóa mangan diễn ra chậm nên lớp
cát lọc 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 tác cho chu kỳ tiếp theo. Nếu rủa 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 nên dùng cát đen (đã được phủ một lớp
đioxit mangan).
5.2.2 Phương pháp hóa học
Sử dụng các chất oxy hóa mạnh như clo, ozon, KMnO
4
để oxy hóa Mn
2+
thành
Mn
4+
. Clo oxy hóa Mn
2+
ở pH = 7 trong 60 – 90 phút clo đoxit (ClO
2
) và ozon (O
3
)
oxy hóa Mn
2+
ở pH 6,5÷7 trong 10 – 15 phút.
Để oxy hóa 1mg Mn
2+
cần 1,35mg ClO
2
hay 1,45mg O
3
. Nếu trong nước có các
hợp chất amoni thì quá trình oxy hóa Mn
2+

bằng clo chỉ bắt đầu sau khi clo kết hợp
với amoni thành cloramin và trong nước còn dư clo tự do. KMnO
4
oxy hóa Mn
2+
ở
mọi dạng tồn tại (kể cả dạng keo, hữu cơ) thành Mn(Oh)
4
.
5.2.3 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 sinh vật chết sẽ được tạo ra trên bề mặt
K
ỹ thuật xử lý n
ư
ớc cấp

2010

19

hạt vật liệu lọc một màng mangan oxit có tác dụng như chất xúc tác trong quá trình
khử mangan.

Bể lọc nước nhiễm sắt và mangan áp dụng cho hộ gia đình

Mục lục : 1 Tổng quan về nước ngầm … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 22 Một số điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt … … … … … … … … … … … … … 23 Một số quy trình cơ bản xử lý nước ngầm … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 34 Quá trình khử sắt trong nước ngầm … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 44.1 Trạng thái sống sót của sắt … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 44.2 Các chiêu thức khử sắt trong xử lý nước ngầm … … … … … … … … … … … … … … … 44.2.1 Phương pháp oxy hóa … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 44.2.2 Phương pháp khử sắt bằng quy trình oxy hóa … … … … … … … … … … … … … … … … 54.2.3 Khử sắt bằng hóa chất … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 74.2.4 Khử sắt không dùng hóa chất … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 84.3 Phân loại nước ngầm … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 104.3.1 Xử lý nước ngầm có hàm lượng sắt thấp … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 104.3.2 Xử lý nước ngầm có hàm lượng sắt cao … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 114.4 Một số thiết bị khử sắt thường dùng … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 134.5 Các yếu tố ảnh hưởng tác động đến quy trình khử sắt … … … … … … … … … … … … … … … … … … 145 Quá trình khử mangan trong nước ngầm … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 155.1 Trạng thái sống sót của mangan trong nước ngầm … … … … … … … … … … … … … … … 155.2 Các chiêu thức khử mangan … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 15 ỹ thuật xử lý nớc cấp20105. 2.1 Phương pháp oxy hóa … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 155.2.2 Phương pháp hóa học … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 165.2.3 Phương pháp sinh học … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 16 ỹ thuật xử lý nớc cấp20101 Tổng quan về nước ngầmĐối với những mạng lưới hệ thống cấp nước hội đồng thì nguồn nước ngầm luôn là nguồnnước được ưa thích. Bởi vì, những nguồn nước nặt thường bị ô nhiễm và lưu lượngkhai thác phải nhờ vào vào sự dịch chuyển theo mùa. Nguồn nước ngầm ít chịu ảnhhưởng bởi những ảnh hưởng tác động của con người. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chấtlượng nước mặt nhiều. Trong nước ngầm phần nhiều không có những hạt keo hay cáchạt lơ lửng, và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp. 2 Một số đặc thù khác nhau giữ nước ngầm và nước mặtThông số Nước ngầm Nước bề mặtNhiệt độ Tương đôi không thay đổi Thay đổi theo mùaChất rắn lơ lửng Rất thấp, phần đông không có Thường cao và đổi khác theo mùaChất khoáng hoàtanÍt đổi khác, cao hơn so vớinước mặtThay đổi tuỳ thuộc chất lượngđất, lượng caoHàm lượng Fe2 +, Mn2 + Thường xuyên có trong nướcRất thấp, chỉ có khi nước ở sátdưới đáy hồKhí CO2 hoà tan Có nồng độ cao Rất thấp hoặc bằng 0K hí O2 hoà tanThưng không tn tn như bão hoàKhí NH3Thưng cóCó khi ngun nưc bnhim bKhí H2S Thường có Không cóSiO2 Thường có ở nồng độ cao Có ở nồng độ trung bìnhNO3-Có ở nồng độ cao, do bịnhiễm bởi phânbón hoá họcThường rất thấpVi sinh vậtChủ yếu là những vi trùng do sắNhiều loại vi trùng, virut gâyỹ thuật xử lý nớc cấp2010gây ra bệnh và tảo. Các nguồn nước ngầm phần đông không chứa rong tảo, một trong những nguy ênnhân gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng chăm sóc trong nước ngầm là cáctạp hất hoà tan do tác động ảnh hưởng của điều kiện kèm theo địa tầng, thời tiết, nắng mưa, những quátrình phong hoá và sinh hoá trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện kèm theo phong hoátốt, có nhiều hất bẩn v à luợng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễmbởi những chất khoáng hoà tan, những chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa ngấmvào đất. Ngoài ra, nước ngầm cũng hoàn toàn có thể bị nhiễm bẩn do ảnh hưởng tác động của con người. Cácchất thải của con người và động vật hoang dã, những chất thải hoạt động và sinh hoạt, chất thải hoá học, v àviệc sử dụng phân bón hoá học … toàn bộ những loại chất thải đó theo thời hạn nó sẽngấm vào nguồn nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. Đã có khôngít nguồn nước ngầm do tác động ảnh hưởng của con người đã bị ô nhiễm bởi những hợp chất hữucơ khó phân huỷ, những vi trùng gây bệnh, nhất là những hoá chất ô nhiễm như những kimloại nặng, dư lượng thuốc trừ sâu và không loại trừ cả những chất phóng xạ. 3 Một số quy trình cơ bản xử lý nước ngầmQuá trình xử lý Mục đíchLàm thoáng Lấy Oxi từ không khí để oxy hóa Sắt và Mangan hóa trịII hòa tan trong nước. Khử khí COnâng cao pH của nước để đẩy nhanh quátrình oxy hóa thủy phân Sắt và Mangan trong dây chuyềncông nghệ khử Fe và Mangan. Làm giàu Oxy để tăng thế oxy hóa khử của nước, khửcác chất bẩn dạng khí hòa tan trong nước. Clo hóa sơ bộ Oxy hóa Sắt và Mangan hòa tan ở dạng phức chất hữucơ. Loại trừ rong, rêu, tảo tăng trưởng trên thành những bể trộn, tạo bong cặn và bể lắng bể lọc. Trung hòa lượng amoniac dư, diệt toàn bộ những vi trùng tiếtra chất nhầy trên mặt những lớp lọc. Qúa trình khuấy trônhóa chấtPhân tán nhanh, đều phèn và những hóa chất khác vào nướccần xử lý. Quá trình keo tụ vàphản ứng tạo bông cặnTạo điều kiện kèm theo và triển khai quá trìh kết dính những hạt cặn, keo phân tán thành bông cặn có năng lực lắng và lọc vớitốc độ kinh tế tài chính được cho phép. ỹ thuật xử lý nớc cấp2010Quá trình lắng Loại trừ ra khỏi nước những hạt cặn và bông cặn có khảnăng lắng với vận tốc kinh tế tài chính được cho phép, làm giảm lượng vitrùng và vi trùng. Quá trình lọc Loại trừ những hạt cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng, nhưng có năng lực dính kết lên mặt phẳng hạt lọc. Hấp thụ và hấp phụbằng than hoạt tínhKhử mùi, vị, màu của nước sau khi sử dụng phương phápxử lý truyền thống cuội nguồn không đạt nhu yếu. Flo hóa nước Nâng cao hàm lượng flo trong nước 0,6 – 0,9 mg / l đểbảo vệ men răng và xương cho người dung nước. Khử trùng nước Tiêu diệt vi trùng và vi trùng còn lại trong nước sau bểlọc. Ổn định nước Khử tính xâm thực và tạo ra màng bảo vệ cách ly khôngcho nước tiếp xúc trực tiếp với vật tư mặt trong thànhống dẫn để bảo vệ ống và phụ trùng trên ống. Làm mền nước Khử ra khỏi nước những ion Ca2 + và Mg2 + đến nồng độ đạtyêu cầu. Khử mùi Khử ra khỏi nước những cation và anion của những muối hòatan đến nồng độ nhu yếu. 4 Quá trình khử sắt trong nước ngầm4. 1 Trạng thái sống sót của sắtTrong nước ngầm, sắt thường sống sót dưới dạng ion Fe2 +, tích hợp với những gốcbicacbonat, sunfat, clorua ; nhiều lúc sống sót dưới keo của axit humic hoặc keo silic. Khi tiếp xúc với oxy hoặc những tác nhân oxy hoá, ion Fe2 + bị oxy hóa thành ion Fe3 + và phối hợp tủa thành những bông cặn Fe ( OH ) có màu nâu đỏ. Các hợp chất vô cơ của ion sắt : Sắt II : FeS, Fe ( OH ), FeCO, Fe ( HCO ), FeSOSắt III : Fe ( OH ), FeCl. Trong đó Fe ( OH ) là chất keo tụ thuận tiện lắng độngtrongcác bể lắng và bể lọc. Các phức chất vô cơ với silicat và photphat ( FeSiO ( OH ) 3 + Các phức chất hữu cơ của ion sắt với axit humic và axit funvic … Các ion sắt hòa tan Fe ( OH ), Fe ( OH ) sống sót tùy vào giá trị thế oxi hóa khử và pHcủa môi trường tự nhiên. ỹ thuật xử lý nớc cấp20104. 2 Các chiêu thức khử sắt trong quy trình xử lý nước ngầm4. 2.1 Phương pháp oxy hóaNguyên lý của giải pháp này là oxy hóa Fe ( II ) thành Fe ( III ) và tách chúng rakhỏi nước dưới dạng Fe ( OH ). Trong nước ngầm sắt bicacbonat là một muốikhông bền, nó dể dàng thủy phân thành Fe ( OH ) theo phản ứng : Fe ( HCO ) + 2HO → Fe ( OH ) + 2HCON ếu trong nước có Oxy hòa tan, Fe ( OH ) sẽ bị oxy hóa thành Fe ( OH ) theo phảnứng : 4F e ( OH ) + 2HO + O → 4F e ( OH ) Fe ( OH ) trong nước kết tủa thành bông cặn màu vàng và hoàn toàn có thể tách ra khỏi nướcmột cách dể dàng nhờ quy trình lắng, lọc. Kết hợp những phản ứng trên ta có được phản ứng chung của quy trình oxy hóa sắtnhư sau : 4F e2 + + 8HCO + O + HO → 4F e ( OH ) + 8H + 8HCON ước ngầm thường không chứa oxy hòa tan hoặc có hàm lượng oxy hòa tan rấtthấp, để tăng nồng độ oxy hòa tan trong nước ngầm giải pháp đơn thuần nhất là làmthoáng được xác lập theo nhu yếu oxy cho quy trình khử sắt. 4.2.2 Phương pháp khử sắt bằng quy trình oxy hóaLàm thoáng đơn thuần mặt phẳng lọcNước cần khử sắt được làm thoáng bằng dàn phun mưa ngay trên mặt phẳng lọc. Chiều cao dàn phun mưa thường lấy cao từ 0.7 m, lỗ phun có đường kính 5 – 7 mm, lưu lượng tưới vào khoảng chừng 10 m / m. h, lượng oxy hòa tan trong nước sau làmthoáng ở t = 25C lấy bằng 40 % lượng oxy hòa tan bảo hòa ( ở 25C lượng oxyhòa tan bảo hòa là 8.1 mg / l. Làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiênNước cần làm thoáng được tưới lên giàn làm thoáng một bậc hay nhiều bậc với cácsàn rải xỉ hoặc tre gỗ. Lưu lượng tưới và chiều cao tháp cũng lấy như trường hợptrên. Lượng oxy hòa tan sau làm thoáng là 55 % lượng oxy hòa tan bảo hòa. Hàmlượng COsau làm thoáng giảm 50 %. ỹ thuật xử lý nớc cấp2010Mô hình giàn mưaLàm thoáng cưỡng bứcCũng hoàn toàn có thể dung tháp làm thoáng cưỡng bức với lưu lượng nước tưới từ 30 – 40 / h. Lượng không khí tiếp xúc lấy từ 4 – 6 mcho 1 mnước, lượng oxy hòa tansau làm thoáng là 70 % hàm lượng oxy hòa tan bảo hòa. Hàm lượng COsau làmthoáng giảm 75 %. ỹ thuật xử lý nớc cấp2010Giàn mưa trong mạng lưới hệ thống khử sắt4. 2.3 Khử sắt bằng hóa chấtKhi trong nước ngầm có hàm lượng hợp chất hữu cơ cao, những chất hữu cơ sẽ tạo radạng keo bảo vệ của những ion sắt như vậy muốn khử sắt phải phá vỡ được màng hữucơ bảo vệ bằng tính năng của những chất oxy hóa mạnh. Đối với nước ngầm khi hàmlượng sắt quá cao, đồng thời sống sót cả HS thì lượng oxy thu được nhờ làm thoángkhông đủ để oxy hóa hết HS và Fe trong trường hợp này cần phải dùng đến hóachất để khử sắt. Biện pháp khử sắt bằng vôiKhi cho vôi vào nước độ pH của nước tăng lên, ở điều kiện kèm theo giàu ion OHcác ionFe2 + thủy phân nhanh gọn thành Fe ( OH ) và lắng xống. Do đó Fe ( II ) dễ dàngchuyển hóa thành Fe ( III ). Fe ( OH ) kết tụ thành bông cặn lắng trong bể lắng và cóthể dể dàng tách ra khỏi nước. ỹ thuật xử lý nớc cấp201010Nhược điềm của giải pháp này là phải dùng đến những thiết bị pha chế cồng kềnh, quản trị phức tạp vì vậy thường tích hợp khử sắt với quy trình xử lý khác như xửlý ổn dịnh nước bằng kiềm, làm mềm nước bằng vôi hay soda. Biện pháp khử sắt bằng CloĐược thực thi nhờ phản ứng sau : 2F e ( HCO + Cl + Ca ( HCO + 6HO → 2F e ( OH ) CaCl + 6H + 6HCOB iện pháp khử sắt bằng KMnOKhi dùng KMnOđể khử sắt, quy trình xảy ra rất nhanh vì cặn Mangan hydroxytvừa được hình thành sẽ là tác nhân xúc tác cho quy trình khử. Phản ứng khử xảy ratheo phương trình sau : 5F e2 + + MnO + 8H → 5F e3 + + Mn2 + + 4HB iện pháp khử sắt bằng cách lọc qua lớp vật tư đặt biệtCác vật tư đặt biệt có năng lực xúc tác đẩy nhanh quy trình oxy hóa khử Fe2 + thành Fe3 + và giữ lại trong tầng lọc, quy trình này diễn ra rất nhanh gọn và cóhiệu quả cao, cát đen là một trong những chất co đặt tính như vậy. Biện pháp khử sắt bằng giải pháp trao đổi ionPhương pháp trao đổi ion được tích hợp với quy trình khử cứng. khi sử dụng thiết bịtrao đổi ion để khử Fe, nước ngầm không được tiếp xúc với không khí vì Fe3 + sẽlàm giảm năng lực trao đổi của những ionic. Chỉ có hiệu suất cao khi khử nước ngầm cóhàm lượng Fe thấp. Biện pháp khử sắt bằng giải pháp vi sinhMột số loại vi sinh có năng lực oxy hóa Fe trong điều kiện kèm theo mà quy trình oxy hóahóa học xảy ra rất khó khăn vất vả. Chúng ta cấy những mầm khuẩn Fe trong lớp cáy lọc củabể lọc, trải qua hoạt động giải trí của vi trùng sắt được loại ra trong nước. thường sửdụng thiết bị bể lọc chậm để khử Fe. ỹ thuật xử lý nớc cấp2010114. 2.4 Khử sắt không dùng hóa chấtPhương pháp khử sắt không dùng hóa chất có những bước sau : Làm thoángVì trong nước ngầm có chứa những khí như CO, HS … có tính axít làm cho pH củanước ngầm nhỏ. Mặt khác trong nước ngầm lại không có oxy hòa tan. Do vậy đểxử lý nước ngầm thứ nhất ta cần làm thoáng để đạt những mục tiêu sau : Loại khí hòa tan ( CO, HS … ), khi loại khí hòa tan thì pH của nước tăng lên, loạibò mùi của nước ( nếu có ). Hòa tan khí oxy vào nướcCó nhiều giải pháp làm thoáng, nhưng giải pháp thông dụng nhất là cho nướcchảy qua những tấm đục lỗ thành tia như mưa ( giàn mưa ). Khi nước bị xé nhò thànhtia như vậy thì nó tiếp xúc với không khí nhiều hơn và thuận tiện vô hiệu những khíkhông thiết yếu và hòa tan oxy. Cũng có những giải pháp như tháp làm thoáng, ejector, sục khí … Phản ứng ( để tạo những bông sắt kết tủa ) Bước này hoàn toàn có thể bỏ lỡ nếu hàm lượng sắt tương đối nhỏ ( 1-2 mg / L ) và độ kiềmđủ lớn ( lớn hơn 50 mg CaCO / L ). Thông thường thì người ta cho nước chảy quamột ngăn có xếp những vật tư tiếp xúc có size lớn như đá, gạch … để tănghiệu quả tiếp xúc nước và oxy hòa tan. Nước chảy từ dưới lên, dưới tính năng củaoxy hòa tan sắt sẽ bị oxy hóa thành những bông cặn màu vàng nâu. Thời gian phảnứng khoảng chừng 15-30 phút. Lắng ( nếu hàm lượng sắt tương đối cao ) Trong trường hợp hàm lượng sắt cao sẽ tạo ra nhiều cặn và làm cho bể lọc mautắc. Để tăng thời hạn thao tác của bể lọc người ta hoàn toàn có thể cho nước chảy qua mộtngăn lắng ( tốc độ nước chảy được đo lường và thống kê để sao cho những bông cặn hoàn toàn có thể lắngđược thuận tiện ). Bể lắng hoàn toàn có thể có nhiều dạng : lắng ngang, lắng đứng, lắng ly tâm, lắng có vách nghiêng … tùy thuộc vào người phong cách thiết kế. Lọc ( vô hiệu những kết tủa sắt ) Nước sau khi lắng vẫn còn chứa một lượng đáng kể những bông cặn sắt, thế cho nên cầncho qua bể lọc. Thông thường sử dụng bể lọc với vật tư lọc là cát và sỏi ( đá ). Lớpsỏi bên dưới bao quanh những ống thu nước, lớp cát phia bên trên ( dày khoảng chừng 0.6 – 0.8 m ). Người ta thường chọn loại cát có kích cỡ hạt thô và đều ( cát lọc ). Khiỹ thuật xử lý nớc cấp201012không có hoàn toàn có thể dùng cát thiết kế xây dựng như loại hạt to để tránh làm tắc lọc nhanh vàrửa lọc thuận tiện. Nước đi từ trên xuống ( lọc thường thì ) hay từ dưới lên ( lọc nổi ), những cặn sắt sẽbị giữ lại trong lớp vật tư lọc và trên mặt phẳng chúng. Nước sau khi lọc có hàmlượng sắt đạt nhu yếu sử dụng. Có nhiều loại bể lọc : lọc chậm, lọc nhanh, lọc áplực, lọc nhiều lớp, lọc nổi … Rửa lọcSau một thời hạn lọc, bể lọc bị tắc do lớp cặn sắt quá dày ( mỗi mg sắt sẽ tạo ra 2 mg cặn lơ lửng sau khi bị oxy hóa ). Khi đó ta cần triển khai rửa lọc. Tùy theo điều kiện kèm theo, việc rửa lọc hoàn toàn có thể triển khai thủ công bằng tay ( lấy cát ra và rửa ) haytiến hành bằng bơm rửa ngược : nước sạch được bơm ngược từ dưới lên ( đối vớibể lọc cát ) và lớp cặn sắt sẽ bị bong ra khỏi lớp vật tư lọc và theo nước ra ngoài ởống thu nước rửa phía trên bể lọc. Đối với cácc nhà máy sản xuất lớn người ta hoàn toàn có thể tậndụng tịch thu lượng nước rửa này trong những bể lắng lớn, sau khi lắng cho tuần hoànvà lọc lại để sử dụngBể lắng xoáy hình coneỹ thuật xử lý nớc cấp2010134. 3 Phân loại nước ngầmLoại nước ngầm Hàm lượng sắt ( mg / l ) Nước có hàm lượng sắt thấp 0,4 – 10N ước có hàm lượng sắt trung bình 10 – 20N ước có hàm lượng sắt cao > 20T heo TCVN < 0,34. 3.1 Xử lý nước ngầm có hàm lượng Fe thấp ( hàm lượng Fe < 10 mg / l ) Công nghệ xử lý : làm thoáng đơn thuần và lọcĐiều kiện vận dụng : 1. Tổng hàm lượng Fe ( 10 mg / l ) 2. Độ màu của nước khi chưa tiếp xúc với không khí < 1503. Hàm lượng SiO2 - < 2 mg / l4. Hàm lượng HS < 0.5 mg / l5. Hàm lượng NH < 1 mg / l6. Nhu cầu Obằng nồng độ oxy hóa + 0.47 HS + 0.15 Fe2 + < 7 mg / l7. pH < 7S ơ đồ công nghệ tiên tiến xử lý chungNước ngầm được bơm lên từ giếng khoan hay giếng đào được đưa vào làm thoángđơn giản hoàn toàn có thể dùng máng tràn, giàn mưa, ejector thu khí hay bơm nén khí để làmthoáng nước. Quá trình làm thoáng ở đây hầu hết là cung ứng oxy cho nước. Nướcsau khi làm thoáng được lọc qua 1 lớp vật tư lọc. Nưc ngLàm thoáng đơngiảnTip xúc khtrùngXả cặn Nước sạchClorinengnưc ra lỹ thuật xử lý nớc cấp201014Tại bể lọc Fe2 + và oxy hòa tan sẽ được tách ra và bám trên mặt phẳng của những vật liệulọc, tạo nên màng xúc tác gồm có những ion oxy Fe2 +, Fe3 +. Màng xúc tác sẽ tăngcường quy trình hấp thụ và oxy hóa Fe do xảy ra trong thiên nhiên và môi trường dị thể, trongphương pháp này không yên cầu phải oxy hóa trọn vẹn Fe2 + thành Fe3 + và keo tụ. 4.3.2 Xử lý nước ngầm có hàm lượng Fe cao ( hàm lượng Fe > 10 mg / l ) Công nghệ xử lý : làm thoáng – lắng hoặc lọc tiếp xúc – lọc trongĐiều kiện vận dụng : 1. Độ oxy hóa < ( Fe2 + / 28 + 5 ) mg / l2. Tổng hàm lượng Fe > 10 mg / l3. Tổng hàm lượng muối khoáng < 1000 mg / l4. Hàm lượng SiO2 - < 2 mg / l5. Hàm lượng NH < 1.5 mg / l6. Hàm lượng HS < 1 mg / l7. Nhu cầu oxy = độ oxy hóa + 0.47 HS + 0.15 Fe2 + < 10 mg / l8. pH < 6.8 giám sát thiết bị làm thoáng theo điều kiện kèm theo khử khí COnhằm tăng pH9. pH > 6.8 thống kê giám sát thiết bị làm thoáng theo diều kiện lấy oxy để khử Feỹ thuật xử lý nớc cấp201015Sơ đồ công nghệ tiên tiến xử lý chung : Nước ngầm được bơm lên từ giếng khoan hay giếng đào đưa vào làm thoáng bằnggiàn mưa, làm thoáng cưỡng bức để làm thoáng nước quy trình làm thoáng ở đâychủ yếu là phân phối oxy cho nước. Nước sau khi làm thoáng được dẫn vào bểkhuấy trộn và lắng cặn, trước khi đi vào bể nước được tiếp xúc với hóa chất có tácdụng tăng nhanh quy trình oxy hóa Fe hòa tan thành FeII, nước từ bể lắng được dẫnqua bể lọc, bể lọc có chứa nhiều lớp vật tư lọc. Nước sạch sau khi qua bể lọcđược khử trùng bằng dung dịch Clorine trước khi phân phối cho người sử dụng. Để tránh hiện tượng kỳ lạ tắt lọc ở bể lọc, do đó đến chu kỳ luân hồi tất cả chúng ta phải triển khai rửalọc bằng nước ( nước + khí ). Cặn ờ bể lắng được đưa vào bể nén cặn. 4.4 Một số thiết bị khử sắt thường được sử dụngLàm thoáng đơn thuần trên bề mặt bể lọcTháp làm thoáng tự nhiênNưc ngLàm thoángTrn và lng cng nưc ra lTip xúc và khtrùngclorineHóa chn ra btiếp xúcNưc schỹ thuật xử lý nớc cấp201016Tháp làm thoáng cưỡng bứcBể lắng tiếp xúcBể lọc cặn sắtLàm thoáng tự nhiên bằng giàn mưaHệ thống xử lý nước ngầm đơn giảnỹ thuật xử lý nớc cấp201017Mô hình lọc nước giếng bị nhiễm sắt4. 5 Các yếu tố ảnh hưởng tác động đến quy trình khử SắtTốc độ phản ứng của quy trình oxy hóa và thủy phân Fe2 + thành Fe3 + tùy thuộc vàolượng oxy hòa tan trong nước. vận tốc phản ứng tăng khi nồng độ oxy hòa tan trongnước tăng lên. Để oxy hóa 1 mg sắt ( II ) tiêu tốn 0,143 mg oxy. Thời gian oxy hóa thủy phân Fe trên khu công trình phụ thuộc vào vào trị số pH của nướccó thể lấy như sau : Thời gian tối ưu của quy trình keo tụ : pH 6.0 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7 ≥ 7.5 Thời gian tiếp xúc cầnthiết trong bể lắng vàbể lọc ( thời hạn lưunước ) phút90 60 45 30 25 20 15 10T hời gian tiếp xúc cầnthiết ( thời hạn lưunước ) trong bể lọc tiếpxúc ( bể lọc 1 ) và bể lọctrong ( bể lọc đợt 2 ) phút60 45 35 25 20 15 12 5 ỹ thuật xử lý nớc cấp201018Tốc độ lọc qua bể tiếp xúc hoàn toàn có thể lấy 5-20 m / h tùy thuộc vào thời hạn lưu nướccần thiết và lượng cặn cần giữ lại sao cho qua bể lọc đợt 1 làm lượng cặn còn lại điqua 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 cỡ hạt của lớpvật liệu lọc và thời hạn lưu nước thiết yếu. 5 Quá trình khử mangan trong nước ngầm5. 1 Trạng thái sống sót của mangan trong nước ngầmMangan thường sống sót song song với sắt trong nước ngầmCũng như sắt, mangan thường có trong nước ngầm dưới dạng ion Mn2 +, nhưng vớihàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5 mg / l. Tuy nhiên, với hàm lượngmangan trong nước lớn hơn 0,1 mg / l sẽ gây nguy cơ tiềm ẩn trong việc sử dụng, giống nhưtrường hợp nước chứa sắt với hàm lượng cao. 5.2 Các chiêu thức khử mangan5. 2.1 Phương pháp oxy hóaQuy trình công nghệ tiên tiến cơ bản cũng giống như khử sắt gồm có giàn mưa, lắng tiếpxúc và lọc. Riêng phần lọc do, do phản ứng oxy hóa mangan diễn ra chậm nên lớpcát lọc phải có bề dày 1,2 – 1,5 m. Quy trình rửa lọc phải được lựa chọn trên cơ sởthực nghiệm đúng chuẩn, nhằm mục đích mục tiêu giữ lại một lớp màng Mn ( OH ) bao quanhhạt cát lọc làm màng xúc tác cho chu kỳ luân hồi tiếp theo. Nếu rủa sạch hạt cát lọc thì vàochu kỳ lọc sau lại cần có thời hạn để tạo ra lớp màng xúc tác mới ( thường từ 5 – 10 ngày ). Để đạt hiệu suất cao cao, vật tư lọc nên dùng cát đen ( đã được phủ một lớpđioxit mangan ). 5.2.2 Phương pháp hóa họcSử dụng những chất oxy hóa mạnh như clo, ozon, KMnOđể oxy hóa Mn2 + thànhMn4 +. Clo oxy hóa Mn2 + ở pH = 7 trong 60 – 90 phút clo đoxit ( ClO ) và ozon ( Ooxy hóa Mn2 + ở pH 6,5 ÷ 7 trong 10 – 15 phút. Để oxy hóa 1 mg Mn2 + cần 1,35 mg ClOhay 1,45 mg O. Nếu trong nước có cáchợp chất amoni thì quy trình oxy hóa Mn2 + bằng clo chỉ mở màn sau khi clo kết hợpvới amoni thành cloramin và trong nước còn dư clo tự do. KMnOoxy hóa Mn2 + mọi dạng sống sót ( kể cả dạng keo, hữu cơ ) thành Mn ( Oh ) 5.2.3 Phương pháp sinh họcSử dụng vật tư đã được cấy trên mặt phẳng một loại vi trùng có năng lực hấp thụmangan trong quy trình sinh trưởng. Xác vi sinh vật chết sẽ được tạo ra trên bề mặtỹ thuật xử lý nớc cấp201019hạt vật tư lọc một màng mangan oxit có tính năng như chất xúc tác trong quá trìnhkhử mangan. Bể lọc nước nhiễm sắt và mangan vận dụng cho hộ mái ấm gia đình

Source: https://evbn.org
Category: Bài Tập