Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy lọc nước, máy lọc nước và các phương pháp lọc nước. Trên thực tế, không có bộ lọc hoặc phương pháp xử lý nào giúp loại bỏ 100% mọi chất gây ô nhiễm khỏi nước của bạn. Nhiều công nghệ chỉ nhắm mục tiêu vào một loại chất gây ô nhiễm cụ thể và có thể hoàn toàn không hiệu quả đối với những chất gây ô nhiễm khác. Thông thường, hầu hết các hệ thống cao cấp hơn sử dụng kết hợp các công nghệ lọc để đạt được kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, điều quan trọng là chọn một hệ thống nhắm mục tiêu cụ thể các chất gây ô nhiễm đã biết hoặc tiềm ẩn trong nguồn nước cấp mà bạn muốn xử lý. Vì vậy để đạt được kết quả mong muốn chúng ta cần phân tích kỹ nguồn nước cấp xem bị ô nhiễm những loại tạp chất gì ddeeer lựa chọn công nghệ lọc phù hợp hoặc phối kết hợp các công nghệ lọc trong một hệ thống để đạt được kết quả tốt nhất theo mục đích sử dụng của mình.
Để giúp bạn hiểu rõ hơn về từng công nghệ lọc nước gia đình chính, vui lòng tham khảo Bảng so sánh dưới đây. So sánh kết quả kiểm tra nước của bạn với biểu đồ và thông tin để xác định các tùy chọn lọc / làm sạch tốt nhất của bạn.
Xử lý nước là quá trình làm thay đổi thành phần, tính chất tự nhiên của nước, phụ thuộc vào thành phần, tính chất của nước nguồn và yêu cầu chất lượng nước của đối tượng sử dụng.
Các phương pháp xử lý nước cơ bản
- Phương pháp xử lý nước cơ học: sử dụng cơ học để giữ lại cặn không tan trong nước, ví dụ các công trình song chăn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc…
- Phương pháp xử lý nước hóa học: dùng các hóa chất cho vào nước để xử lý nước như keo tụ bằng phèn, khử trùng bằng Clo, kiềm hóa nước bằng vôi, dùng hóa chất để diệt tảo [CuSO4, Na2SO4].
- Phương pháp xử lý nước lý học: khử trùng nước bằng tia tử ngoại, sóng siêu âm, điện phân nước để khử muối…
Trong 3 phương pháp xử lý nước nêu trên thì phương pháp cơ học là phương pháp xử lý nước cơ bản nhất. Có thể dùng phương pháp cơ học để xử lý nước độc lập hoặc kết hợp với các phương pháp hóa học và phương pháp lý học để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả xử lý nước.
Các nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý nước
Cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý nước dựa vào các yếu tố sau:
- Chất lượng của nước nguồn [nước thô] trước khi xử lý nước
- Chất lượng của nước yêu cầu [sau xử lý nước] phụ thuộc mục đích của đối tượng sử dụng
- Công suất của nhà máy nước
- Điều kiện kinh tế kỹ thuật
- Điều kiện của địa phương
Cùng các chuyên gia Scitech Water – Scimitar Vietnam tìm hiểu các phương pháp xử lý nước qua bài viết dưới đây nhé.
1. Keo tụ
Bản chất lý hóa của quá trình keo tụ
Cặn bẩn trong nước thiên nhiên thường là hạt cát, sét, bùn, sinh vật phù du, sản phẩm phân hủy của các chất hữu cơ… Các hạt cặn lớn có khả năng tự lắng trong nước, còn cặn bé ở trạng thái lơ lửng. Các kỹ thuật xử lý nước bằng các biện pháp xử lý nước cơ học như lắng tĩnh, lọc chỉ có thể loại bỏ những hạt có kích thước lớn hơn 10-4 mm, còn những hạt cặn có d < 10-4 mm phải áp dụng phương pháp xử lý nước bằng lý hóa.
Đặc điểm cơ bản của hạt cặn bé là do kích thước vô cùng nhỏ nên có bề mặt tiếp xúc rất lớn trên một đơn vị thể tích, các hạt cặn này dễ dàng hấp phụ, kết bám với các chất xung quanh hoặc lẫn nhau để tạo ra bông cặn to hơn. Mặt khác các hạt cặn đều mang điện tích và chúng có khả năng liên kết với nhau hoặc đẩy nhau bằng lực điện từ. Tuy nhiên trong môi trường nước, do các loại lực tương tác giữa các hạt cặn bé hơn lực đẩy do chuyển động nhiệt Brown nên các hạt cặn luôn luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng.
Bằng việc phá vỡ trạng thái cân bằng động tự nhiên của môi trường nước, sẽ tạo các điều kiện thuận lợi để các hạt cặn kết dính với nhau thành các hạt cặn lớn hơn và dễ xử lý hơn. Trong công nghệ xử lý nước là cho theo vào nước các hóa chất làm nhân tố keo tụ các hạt cặn lơ lửng.
Các loại hóa chất dùng để keo tụ nước
- Phèn nhôm: Al2[SO4]3.18H2O [bánh, cục, bột]
- Phèn sắt: FeSO4.7H2O tinh thể màu vàng
- Vôi chưa tôi [vôi sống CaO] sản xuất ở 2 dạng cục, bột: khi tôi vôi [phản ứng với nước] sẽ tạo thành Ca[OH]2
- Sô đa: bột màu trắng dễ hút ẩm chứa 95% Na2CO3: 1% NaCl
- Xút NaOH: bột màu trắng đục bay hơi trong không khí có chứa [92-95%] NaOH
2. Lắng nước
Lắng là một khâu xử lý quan trọng trong công nghệ xử lý nước, là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước. Dựa trên nguyên lý rơi theo trọng lực, việc làm lắng có thể loại bỏ từ 90-99% lượng chất bẩn chứa trong nước.
Các loại cặn lắng
- Cặn rắn: các hạt phân tán riêng lẻ, có độ lớn, bề mặt và hình dáng không thay đổi trong suốt quá trình lắng.
- Cặn lơ lửng: có bề mặt thay đổi, có khả năng dính kết và keo tụ với nhau trong quá trình lắng làm cho kích thước và vận tốc lắng của các bông cặn tăng dần theo thời gian và chiều cao lắng.
- Các bông cặn: có khả năng dính kết với nhau, khi nồng độ >1000ng/l tạo thành các đám cặn, khi đám mây cặn lắng xuống, nước từ dưới đi lên qua các khe rỗng giữa các bông cặn tiếp xúc với nhau, lực ma sát tăng lên làm hạn chế tốc độ lắng của đám bông cặn nên gọi là lắng hạn chế.
Các loại bể lắng
- Lắng tĩnh và lắng theo từng mẻ kế tiếp: Hồ chứa nước.
- Lắng theo từng mẻ kế tiếp: Trong công nghiệp sau 1 mẻ sản xuất nước được xả ra, để lắng bớt cặn, được bơm tuần hoàn lại để tái sản xuất.
- Bể lắng ngang: Bể lắng có dòng nước chảy ngang, cặn rơi thẳng đứng.
- Bể lắng đứng: Bể lắng có dòng nước chảy đi từ dưới lên, cặn rơi từ trên xuống.
- Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: Nước đi từ dưới lên qua lớp cặn lơ lửng được hình thành trong quá trình lắng cặn, cặn dính bám vào lớp cặn, nước trong thu trên bề mặt, cặn thừa đưa sang ngăn nén cặn, từng thời kỳ xả ra ngoài.
- Lắng trong các ống tròn hoặc trong các hình trụ vuông, lục lăng đặt nghiêng so với phương ngang 600: Nước đi từ dưới lên, cặn trượt theo đáy ống.
3. Lọc nước
Lọc là một khâu xử lý quan trọng trong công nghệ xử lý nước. Bể lọc được dùng để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước tuỳ thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của đối tượng dùng nước.
Bể lọc gồm: vỏ bể, lớp vật liệu lọc, hệ thống thu nước lọc và phân phối nước rửa , hệ thống dẫn nước vào bể lọc và thu nước rửa bể lọc.
Phân loại bể lọc
Theo đặc điểm vật liệu lọc được chia ra:
- Vật liệu lọc dạng hạt: hạt cát, thạch cát, thạch anh nghiền, than antraxit, đá hoa macnetit [Fe3O4]…được ứng dụng rộng rãi và phổ biến nhất.
- Lưới lọc: lớp lọc có lưới có mắt lưới đủ bé để giữ lại các cặn bẩn trong nước. Dùng làm sạch sơ bộ hoặc để lọc ra khỏi nước phù su, rong…
- Màng lọc: lớp lọc là vải bong, sợi thuỷ tinh, sợi nilông, màng nhựa xốp. Màng lọc dùng trong bể cấp nước lưu động.
Tuỳ theo tốc độ lọc, bể lọc có hạt vật liệu lọc hạt chia ra:
- Bể lọc chậm: Với tốc độ lọc 0,1-0,5m/h
- Bể lọc nhanh: Với tốc độ lọc 2-15m/h
- Bể lọc cực nhanh: Với tốc độ lọc >25 m/h
Bể lọc nhanh có thể là hạt đồng nhất về kích thước và trọng lượng riêng [cát thạch anh] hoặc có thể vật liệu hạt không đồng nhất [bể lọc 2 lớp: lớp trên là than antraxit, lớp dưới là cát thạch anh].
Bể lọc chậm nước chảy từ trên xuống dưới. Bể lọc nhanh hướng hướng chuyển động thuộc nước qua vật liệu lọc có thể khác nhau [trên xuống dưới, dưới lên ở bể lọc tiếp xúc; từ trong ra, từ trên xuống ở bể lọc 2 chiều].
Theo độ lớn của hạt vật liệu lọc chia ra:
- Bể lọc hạt bé [ở bể lọc chậm] kích thước hạt của lớp trên cùng d 7, độ kiềm > 2mgđl/l
- Phản ứng oxy hóa Fe2+ và thuỷ phân Fe3+ trong môi trường dị thể của lớp vật liệu lọc [Khử sắt bằng làm thoáng đơn giản và lọc]
Làm thoáng để cung cấp oxy cho nước. Khi làm thoáng, Fe2+ oxy hóa thành Fe3+ với tỷ lệ nhỏ. Quá trình oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ và thuỷ phân Fe3+ thành Fe[OH]3 chủ yếu xảy ra trong lớp vật liệu lọc.
Quá trình làm thoáng như vậy, sẽ tạo ra trên bề mặt các hạt vật liệu lọc một lớp màng, có cấu tạo từ hợp chất sắt như: Fe2+, Fe3+, Fe[OH]2, Fe[OH]3. Lớp màng này có tác dụng làm tăng tốc độ oxy hóa Fe2+ và có khả năng hấp thụ O2.
Khi Fe2+ đến gần bề mặt màng xúc tác quá trình oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ và thuỷ phân Fe3+ thành Fe[OH]3 xảy ra quá trình lọc các cặn sắt không tan mà là một quá trình phức tạp. Thời gian để tạo thành lớp màng tiếp xúc tác gọi là thời gian luyện vật liệu lọc.
Thời gian này phụ thuộc vào các yếu tố: cỡ hạt, chiều dày lớp vật liệu, tốc độ lọc, hàm lượng cặn. Thời gian luyện vật liệu học khoảng 140-330 giờ.
Để rút ngắn thời gian lọc, người ta đưa thêm vào dung dịch FeSO4 5% với tỷ lệ sao cho hàm lượng sắt đạt 30-40mg/l.
Phạm vi ứng dụng:
- pH > 6,8; Fe2+ ≤ 15mg/l; NH4 < 1mg/l
- Độ oxy hóa ≤ [0,15 [Fe2+].5] mg/l O2
- Độ màu khi chưa tiếp xúc với không khí ≤ 15
- Phản ứng oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ khi có mặt lớp màng xúc tác là oxit mangan
Lớp màng oxit mangan là chất xúc tác làm tăng quá trình oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ ngay cả trong trường hợp pH thấp [pH