Tiểu luận Xử lý nước ngầm

Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
  
TIỂU LUẬN  
Đề tài: XỬ LÝ NƯỚC NGẦM  
1
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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  
2
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
5.2.1 Phương pháp oxy hóa………………………………………………………………................15  
5.2.2 Phương pháp hóa học……………………………………………………………………………..16  
5.2.3 Phương pháp sinh học…………………………………………………………………………….16  
3
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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  
Nhiệt độ  
Nước ngầm  
Nước bề mặt  
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 Ít thay đổi, cao hơn so với  
Thay đổi tuỳ thuộc chất lượng  
đất, lượng cao  
tan  
nước mặt  
Hàm lượng Fe2+,  
Mn2+  
Rất thấp, chỉ có khi nước ở sát  
dưới đáy hồ  
Thường xuyên có trong nước  
Khí CO2 hoà tan Có nồng độ cao  
Rất thấp hoặc bằng 0  
Gần như bão hoà  
Khí O2 hoà tan  
Khí NH3  
Khí H2S  
SiO2  
Thường không tồn tại  
Thường có  
Có khi nguồn nước bị nhiễm bẩn  
Không có  
Thường có  
Thường có ở nồng độ cao  
Có ở nồng độ trung bình  
Có ở nồng độ cao, do bị  
nhiễm bởi phân  
bón hoá học  
NO3-  
Vi sinh vật  
4
Thường rất thấp  
Chủ yếu là các vi trùng do sắt Nhiều loại vi trùng, virut gây  
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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 CO2 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.  
Oxy hóa Sắt và Mangan hòa tan ở dạng phức chất hữu  
cơ.  
Clo hóa sơ bộ  
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  
Tạo điều kiện và thực hiện quá trìh kết dính các hạt cặn,  
phản ứng tạo bông cặn keo phân tán thành bông cặn có khả năng lắng và lọc với  
tốc độ kinh tế cho phép.  
5
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
Quá trình lắng  
Quá trình lọc  
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.  
Loại trừ các hạt cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng,  
nhưng có khả năng dính kết lên bề mặt hạt lọc.  
Khử mùi, vị, màu của nước sau khi sử dụng phương pháp  
xử lý truyền thống không đạt yêu cầu.  
Nâng cao hàm lượng flo trong nước 0,6 – 0,9 mg/l để  
bảo vệ men răng và xương cho người dung nước.  
Tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng còn lại trong nước sau bể  
lọc.  
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.  
Khử ra khỏi nước các ion Ca2+ và Mg2+ đến nồng độ đạt  
yêu cầu.  
Hấp thụ và hấp phụ  
bằng than hoạt tính  
Flo hóa nước  
Khử trùng nước  
Ổn định nước  
Làm mền nước  
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 Fe2+, 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 Fe2+ bị oxy hóa thành ion Fe3+  
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, FeCO3, Fe(HCO3), FeSO4.  
Sắt III: Fe(OH)2, FeCl3. Trong đó Fe(OH)3 là chất keo tụ dễ dàng lắng độngtrong  
các bể lắng và bể lọc.  
3+  
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)3 tồn tại tùy vào giá trị thế oxi hóa khử và pH  
của môi trường.  
6
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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(HCO3) + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H2CO3  
Nếu trong nước có Oxy hòa tan, Fe(OH)2 sẽ bị oxy hóa thành Fe(OH)3 theo phản  
ứng:  
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 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:  
-
-
4Fe2+ + 8HCO3 + O2 +H2O → 4Fe(OH)3 + 8H+ + 8HCO3  
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 10m3/m2.h, lượng oxy hòa tan trong nước sau làm  
thoáng ở to = 25oC lấy bằng 40% lượng oxy hòa tan bảo hòa( ở 25oC 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 CO2 sau làm thoáng giảm 50%.  
7
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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  
m3/h. Lượng không khí tiếp xúc lấy từ 4 – 6m3 cho 1m3 nước, lượng oxy hòa tan  
sau làm thoáng là 70% hàm lượng oxy hòa tan bảo hòa. Hàm lượng CO2 sau làm  
thoáng giảm 75%.  
8
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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 H2S thì lượng oxy thu được nhờ làm thoáng  
không đủ để oxy hóa hết H2S 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  
Fe2+ 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.  
9
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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(HCO3)2 + Cl2 +Ca(HCO3)2 + 6H2O → 2Fe(OH)3CaCl2 + 6H+ + 6HCO3  
Biện pháp khử sắt bằng KMnO4  
Khi dùng KMnO4 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:  
-
5Fe2+ + MnO4 +8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O  
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 Fe2+  
thành Fe3+ 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 Fe3+ 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.  
10  
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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 CO2, H2S… 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 (CO2, H2S…), 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 CaCO3/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  
11  
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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  
12  
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
4.3 Phân loại nước ngầm  
Loại nước ngầm  
Hàm lượng sắt (mg/l)  
Nước có hàm lượng sắt thấp  
Nước có hàm lượng sắt trung bình  
Nước có hàm lượng sắt cao  
Theo TCVN  
0,4 – 10  
10 – 20  
>20  
<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  
2-  
3. Hàm lượng SiO2 < 2 mg/l  
4. Hàm lượng H2S < 0.5 mg/l  
5. Hàm lượng NH4 < 1 mg/l  
6. Nhu cầu O2 bằng nồng độ oxy hóa +0.47 H2S+0.15 Fe2+ < 7mg/l  
7. pH < 7  
Sơ đồ công nghệ xử lý chung  
Clorine  
Làm thoáng đơn  
giản  
Lọc  
Tiếp xúc khử  
trùng  
Nước ngầm  
Xả cặn  
Nước sạch  
Bể lắng  
nước rửa lọc  
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.  
13  
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
Tại bể lọc Fe2+ 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 Fe2+, Fe3+. 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 Fe2+ thành Fe3+ 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 < (Fe2+/28+5) mg/l  
2. Tổng hàm lượng Fe > 10mg/l  
3. Tổng hàm lượng muối khoáng < 1000mg/l  
2-  
4. Hàm lượng SiO2 < 2 mg/l  
+
5. Hàm lượng NH4 < 1.5mg/l  
6. Hàm lượng H2S< 1mg/l  
7. Nhu cầu oxy = độ oxy hóa + 0.47H2S+ 0.15 Fe2+< 10mg/l  
8. pH <6.8 tính toán thiết bị làm thoáng theo điều kiện khử khí CO2 nhằm tăng pH  
9. pH >6.8 tính toán thiết bị làm thoáng theo diều kiện lấy oxy để khử Fe  
14  
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
Sơ đồ công nghệ xử lý chung:  
Hóa chất  
Trộn và lắng cặn  
Nước ngầm  
Làm thoáng  
Lọc  
Lắng nước rửa lọc  
clorine  
Tiếp xúc và khử  
trùng  
Xả cặn ra bể  
tiếp xúc  
Nước sạch  
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 b 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  
15  
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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  
16  
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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 Fe2+ thành Fe3+ 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  
45  
6.7  
30  
6.8  
25  
6.9  
20  
7
≥ 7.5  
10  
Thời gian tiếp xúc cần 90  
thiết trong bể lắng và  
bể lọc (thời gian lưu  
nước) phút  
60  
15  
Thời gian tiếp xúc cần 60  
thiết (thời gian lưu  
nước) trong bể lọc tiếp  
xúc (bể lọc 1) và bể lọc  
trong (bể lọc đợt 2)  
phút  
45  
35  
25  
20  
15  
12  
5
17  
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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 Mn2+, 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, KMnO4 để oxy hóa Mn2+ thành  
Mn4+. Clo oxy hóa Mn2+ ở pH = 7 trong 60 – 90 phút clo đoxit (ClO2) và ozon (O3)  
oxy hóa Mn2+ ở pH 6,5÷7 trong 10 – 15 phút.  
Để oxy hóa 1mg Mn2+ cần 1,35mg ClO2 hay 1,45mg 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. KMnO4 oxy hóa Mn2+ 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  
18  
Kỹ thuật xử lý nước cấp 2010  
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  
19  
pdf 19 trang yennguyen 18/10/2024 270
Bạn đang xem tài liệu "Tiểu luận Xử lý nước ngầm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdftieu_luan_xu_ly_nuoc_ngam.pdf