Xây dựng mô hình học cụ hệ thống khử sắt trong xử lý nước cấp

Dưới đây là tài liệu nghiên cứu do ThS. Đỗ Thị Thao, Khoa Công nghệ Sinh học và Môi trường, Trường đại học Nguyễn Tất Thành thực hiện. Chủ đề nghiên cứu: Xây dựng mô hình học cụ hệ thống khử sắt trong xử lý nước cấp. Hãy cùng Xử Lý Nước Việt Phát tìm hiểu sơ lược về công trình nghiên cứu này.

Sự cần thiết của hệ thống khử sắt trong xử lý nước cấp

Hiện nay, nhiều vùng nông thôn chưa có nước máy để dùng, nguồn nước  cấp được sử dụng phần lớn là nước ngầm. Tuy nhiên, trong nước ngầm, sắt thường tồn tại ở dạng ion sắt hóa trị II 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.

Do đó, việc tìm ra một hệ thống khử sắt  trong xử lý nước cấp là hết sức cần thiết để góp phần giải quyết vấn đề thiếu nước sạch cho nhu cầu ăn uống, sinh hoạt, sản xuất như hiện nay.

Các phương pháp xử lý nước cấp

Dưới đây là phương pháp khử sắt trong xử lý nước cấp đang được sử dụng hiện nay:

• Làm thoáng:  Lấy oxy từ không khí để oxy hóa Sắt và Mangan hóa trị II hòa tan trong nước. Khử khí CO2 nâng cao pH của – nước để đẩy nhanh quá trình oxy hóa thủy phân sắt và Mangan trong dây chuyền công nghệ khử Sắt 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 khử sắt trong xử lý nước cấp: 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 bông 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.
• Quá trình khuấy trộn hóa chất: Phân tán nhanh, đều phèn và các hóa chất khác vào nước nhiễm sắt cần xử lý
• Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn khử sắt trong xử lý nước cấp: Tạo điều kiện và thực hiện quá trình kết dính các hạt cặn, keo phân tán thành bông cặn có khả năng lắng lọc với tốc độ kinh tế cho phép.
• 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 tùng trên ống.
• Làm mềm nước: Khử các ion Ca2+ và Mg2+ 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.

Kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình học cụ hệ thống khử sắt trong xử lý nước cấp

Sơ đồ mô hình khử sắt trong xử lý nước cấp bằng phương pháp làm thoáng thông qua giàn mưa kết hợp với lọc qua lớp vật liệu lọc 

Nguyên lý hoạt động của hệ thống khử sắt trong xử lý nước cấp

Nước ngầm được bơm lên từ giếng khoan hay giếng đào đưa vào bể chứa sau đó nước từ bể chứa được bơm lên làm thoáng bằng giàn mưa, với mục đích chính là khử CO2, hòa tan oxy không khí vào nước để oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ và có cả Mn2+ thành Mn4+ (nếu có) để dễ dàng kết tủa, dễ dàng lắng đọng để khử ra khỏi nước nâng cao năng suất của các công trình lắng lọc.

Nước từ giàn mưa được dẫn vào bể lọc chứa các vật liệu lọc gồm cát thạch anh, filox, than hoạt tính và sỏi đỡ, các hạt cặn lơ lửng có khả năng lắng lắng xuống được lắng lại, không chỉ giữ lại các hạt cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn hơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt lọc mà còn giữ lại keo sắt, keo hữu cơ gây độ đục, độ màu.

Tiếp đó nước qua bể lọc được đưa vào bể chứa lưu trữ để sử dụng kết thúc quá trình khử sắt trong xử lý nước cấp.

Thông số kỹ thuật của mô hình khử sắt trong xử lý nước cấp

• Thùng chứa nước: 25 lít
• Bể chứa nước đầu vào Dài x Rộng x Cao = 0,5 x 0,45 x 1 m
• Bể lọc được làm bằng kính dày 8mm, Dài x Rộng x Cao = 0,5 x 0,5 x 1,5 m. Bể lọc sử dụng Cát thạch anh, Filox, Than hoạt tính, Sỏi đỡ. Loại bỏ các hạt cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn, hạt keo sắt, keo hữu cơ gây độc độ đục màu.
• Giàn mưa: Khung được làm nhôm và được lắp ống nhựa PVC Ø21. Khoảng cách giữa các ống với nhau là 200 mm. Các ống đều được đục lỗ nhỏ khoảng cách giữa các lỗ với nhau là 20 mm. Mục đích làm giàu oxy cho nước và khử khí CO2 (70 – 85% lượng CO2 trong nước ngầm), tăng DO lên 70 – 85% DO bão hòa và nâng pH.
• Bơm nước: Bơm áp lực nước mini
• Hệ thống ống nối gồm Ống nhựa PVC Ø21 và Ống nhựa dẻo Ø12

Ưu điểm và nhược điểm của mô hình khử sắt trong xử lý nước cấp

Ưu điểm:

• Chất lượng nước lọc tốt, hàm lượng Fe, kể cả Mn và Al rất thấp.
• Không sử dụng hóa chất.
• Đơn giản trong vận hành.
• Nước lọc có tính ăn mòn thấp
• Chu trình lọc tương đối dài. 

Nhược điểm:

• Diện tích lớn
• Vận tốc lọc nhỏ
• Quản lý thủ công nặng nhọc.

Hiệu quả của mô hình khử sắt trong xử lý nước cấp

Kết quả khử sắt trong xử lý nước cấp – nước giếng tại các gia đình khác nhau trong điều kiện thời gian lưu là 30 phút, tốc độ lọc là 0,05 m/h.

Mẫu	Vị trí	Nồng độ Sắt trước xử lý (mg/l)	Nồng độ Sắt sau xử lý (mg/l)	Hiệu quả xử lý (%)
1	81/2 Đường Số 1, Long Thới, Nhà Bè, TP.HCM	3,8425	0,1923	94,99%
2	5/11 Hẻm 2020 Thị trấn Nhà Bè, Nhà Bè, TP.HCM	3,8731	0,1895	95,11%
3	274/13/5 Nguyễn Văn Tạo, Nhà Bè, TP.HCM	3,9453	0,2456	93,77%
4	25 Ấp 2, Long Thời, Nhà Bè, TP.HCM	3,7841	0,1834	95,15%
5	41/5 Đường số 1, Long Thời, Nhà Bè, TP.HCM	4,1174	0,2948	92,84%
6	411/5 Đường Nguyễn Bình, Nhơn Đức, Nhà Bè,TP.HCM	1,4502	0,1783	87,71%
7	Ấp 1, Phú Xuân, Nhà Bè, TP.HCM	3,7401	0,2611	93,02%
8	2295/25 Huỳnh Tấn Phát, Nhà Bè, TP.HCM	0,2109	0,1052	65,67%
9	Tổ 6, Ấp 3, Hiệp Phước, Nhà Bè, TP.HCM	3,1172	0,2795	91,03%
10	Liên ấp 3-4, Hiệp Phước, Nhà Bè, TP.HCM	2,1025	0,1563	92,57%

Nước sau xử lý có pH từ 6,5 – 8,5 nằm trong khoảng cho phép theo QCVN 01:2009/BYT. Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt là từ 6,0 – 8,5. Do đó, mô hình khử sắt trong xử lý nước cấp bằng phương pháp làm thoáng thông qua giàn mưa kết hợp với lọc qua lớp vật liệu lọc mang lại hiệu quả cao.

Để xem chi tiết hơn về báo cáo khoa học công trình nghiên cứu Xây dựng mô hình học cụ hệ thống khử sắt trong xử lý nước cấp. Hãy xem tại tài liệu PDF dưới đây:

Kết luận

Hiện nay tình trạng nước nhiễm Sắt rất phổ biến vô cùng độc hại cho con người. Mô hình khử sắt trong xử lý nước cấp bằng phương pháp làm thoáng thông qua giàn mưa kết hợp với lọc qua lớp vật liệu lọc rất phù hợp  và cần được ứng dụng rộng rãi.

Tài liệu trên nhằm mục đích tham khảo, không nhằm mục đích quảng bá sản phẩm hay phục vụ kinh doanh.

Bạn đang có nhu cầu xử lý nước công nghiệp, xử lý nước sinh hoạt, lọc nước đầu nguồn. Hãy liên hệ Xử Lý Nước Việt Phát để được tư vấn hỗ trợ miễn phí:

Công ty TNHH Thiết Bị Máy Và Công Nghệ Môi Trường Việt Phát

• Địa chỉ nhà máy: Lễ Khê – Xuân Sơn – Sơn Tây – Hà Nội
• Hotline: 0932 333 299 – 0986 924 889
• Email: xulynuocvietphat@gmail.com
• Kênh: Youtube Xử Lý Nước Việt Phát
• Fanpage: Facebook Xử Lý Nước Việt Phát

Xử Lý Nước Việt Phát – Luôn sẵn sàng tư vấn và phục vụ Quý khách