Như chúng ta đã biết, nước ngầm, cụ thể là nước giếng khoan hiện nay chứa nhiều chất nguy hại, phổ biến như sắt, mangan, cặn vôi, H2S, NH3, vi sinh độc hại, các chất gây nguy cơ ung thư cao như Asen, Xianua, hợp chất hữu cơ của thuốc trừ sâu, diệt cỏ, thậm chí nhiễm mặn, nhiễm phèn. Việc xử lý nước ngầm nói chung và xử lý nước giếng khoan nói riêng được xem là cấp thiết nhưng lại gặp nhiều khó khăn vì tốn thời gian, chi phí cao.
1. Xử lý nước giếng khoan là gì?
Việc xử lý nước ngầm hay xử lý nước giếng khoan là tách bỏ các chất nguy hại ra khỏi nước ô nhiễm bằng phương pháp thích hợp để có được chất lượng nước cho sinh hoạt theo tiêu chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT hiện hành.
Hiện nay, có nhiều quy trình cơ bản xử lý nước giếng khoan. Để chọn được phương án tối ưu, lâu dài, có thể thêm hoặc bỏ một vài bước, tùy thuộc vào đặc điểm nguồn nước, năng suất và điều kiện mặt bằng.
Do chất lượng nước ngầm thay đổi theo mùa hoặc độ sâu của giếng nên cần có thống kê số liệu cho 1 năm nhằm tính toán các thay đổi khi thiết kế.
2. Xử lý nước giếng khoan theo kỹ thuật truyền thống (dùng hóa chất)
Mô hình sau sẽ áp dụng chung cho các trường hợp, tùy thuộc vào chất lượng và lượng nước đầu vào mà có thể điều chỉnh, bỏ bớt công đoạn xử lý để phù hợp.
2.1. Quy trình thực hiện
Có 4 bước chính trong quy trình xử lý nước giếng khoan thành nước sinh hoạt.
Oxy hóa
Sử dụng oxy từ không khí để loại bỏ bớt khí CO2, H2S,… và khử sắt, mangan, Amoni, Asen.
Tăng cường, tăng tốc oxy hóa và diệt khuẩn bằng hóa chất, chẳng hạn Chlorine.
Lắng
Loại bỏ cặn, các chất đã bị oxy hóa, chất lơ lửng, cặn khác có từ nguồn nước ra ngoài thông qua giai đoạn lắng. Bên cạnh đó, bùn được lấy ra tại đáy bể bằng bơm hút và van xả theo kiểu tự động hoặc bằng tay. Bước này có thể loại bỏ được đến 90% tạp chất.
Để tăng tốc và đạt hiệu quả lắng trong quy trình xử lý nước giếng khoan tốt hơn, có thể pha trộn thêm các chất trợ lắng như phèn nhôm, sắt; PAC, Polymer và điều chỉnh pH bằng NaOH.
Bể lắng có thể tăng hiệu quả bằng cách lắp thêm các tấm chặn dòng ( lên ) có độ nghiêng phù hợp ( 45 – 60 độ).
Lọc đa tầng
Loại bỏ một lần nữa các tạp chất lơ lửng còn lại (khoảng 10%) ra khỏi nước qua vật liệu lọc phù hợp. Có thể lọc bằng bồn áp lực hoặc lọc tự nhiên.
Rửa ngược để bỏ chất bám trên vật liệu lọc bằng dòng nước ngược chiều từ đáy lên đỉnh tháp.
Sử dụng lọc UF cũng là kỹ thuật hiện đại thay thế lọc cát nhưng chỉ phù hợp nguồn nước có sắt và kim loại nặng thấp.
Lọc than
Chủ yếu của bước này là thu phần còn lại trong các chất gây mùi, hữu cơ và một ít chất nguy hại chưa được loại bỏ từ bước xử lý trước.
Đẩy chất hấp thụ ra khỏi bằng cách rửa ngược, có thể tái sinh than bằng hơi nước nóng, tuy nhiên việc này không dễ thực hiện nếu không có lò hơi gần đó.
2.2. Ưu điểm
Có thể điều chỉnh hóa chất để đảm bảo chất lượng đầu ra nếu nguồn nước đầu vào có sự thay đổi làm giảm chất lượng.
Xử lý nước giếng khoan dùng hóa chất có thể thu được kết quả nhanh.
Tương đối dễ vận hành.
Nếu có diện tích mặt bằng lớn cho bể lắng thì có thể không cần dùng hóa chất.
Có thể loại bỏ được nhiều kim loại nặng và một phần Sulphat, độ cứng, Silica nếu ở nồng độ cao.
Có thể chuyển đổi, kết hợp xử lý nước bề mặt (sông, suối).
2.3. Nhược điểm
Cần diện tích rộng.
Chi phí vận hành cao do dùng hóa chất.
Dù dễ vận hành nhưng phải giám sát việc dùng hóa chất để tránh quá ít hay quá nhiều cũng như an toàn hóa chất.
3. Xử lý nước giếng khoan theo kỹ thuật không dùng hóa chất
3.1. Quy trình xử lý nước giếng khoan không dùng hóa chất
Theo phương án này, không dùng bất cứ hóa chất gì. Đồng thời, các bước xử lý sẽ được thực hiện trong một thiết bị. Đặc điểm của phương pháp xử lý nước giếng khoan này chính là dùng tối đa oxy tới mức bão hòa để oxy hóa các tạp chất. Các chất sau khi bị oxy hóa sẽ được lắng trên bề mặt lớp cát, tách ra bằng cách rửa phun từ trên xuống và đẩy ra ngoài, trong khi vẫn giữ được độ ổn định của các lớp lọc cát ở dưới. Bước rửa này gọi là rửa một phần.
Tại lớp dưới sẽ tiếp tục xảy ra oxy hóa nhờ oxy và vi sinh vật để chuyển thành MnO2, vừa loại bỏ ra khỏi nước, vừa có ích cho việc hấp thụ kim loại nặng và một số khí còn lại. Bằng cách rửa toàn phần nước đi từ đáy sẽ loại bỏ được các chất bám ra khỏi bề mặt lớp cát, trong đó chủ yếu là mangan.
3.2. Ưu điểm của phương án xử lý nước giếng khoan không dùng hóa chất so với kỹ thuật truyền thống
Không dùng đến hóa chất sẽ tiết kiệm chi phí vận hành vì chỉ còn chi phí điện để thực hiện.
Tiết kiệm diện tích đáng kể cho công trình (khoảng 50%).
Có khả năng chịu tải cao cho sắt, mangan và amoni đầu vào nhưng vẫn ổn định chất lượng sau xử lý.
Không tốn chi phí thay vật liệu vì chỉ có cát lọc, ít nhất 5 năm mới thay 1 lần trong khi cát là vật liệu rẻ tiền.
3.3. Nhược điểm của phương án xử lý nước giếng khoan không dùng hóa chất so với kỹ thuật truyền thống
Chạy thử nghiệm lâu hơn nếu đầu vào nồng độ mangan thấp và amoni cao.
Nhà thầu phải có nhiều kinh nghiệm mới thiết kế, vận hành và bảo trì tốt được.
Khó kết hợp xử lý nước trên bề mặt (sông, suối) nếu tải cao.
Cần thêm bước xử lý vi sinh bằng Chlorine, UV, Ozone…
4. Xử lý nước giếng khoan có thành phần ô nhiễm khó loại bỏ để thành sinh hoạt
Trong nước ngầm, bao gồm nước sinh hoạt có nhiều trường hợp bị nhiễm mặn, chứa lượng muối cao (TDS, chlorua), độ cứng cao (Ca, Mg) hoặc nhóm Sulphat, Nitrat… cần loại bỏ bớt một phần để nước sinh hoạt không có vị bất thường và đạt tiêu chuẩn an toàn cho sức khỏe.
Việc loại bỏ các thành phần khó loại bỏ này bằng 2 phương án trên là rất hạn chế hoặc không thể thực hiện được. Do đó cần kết hợp thêm công đoạn xử lý khác cho phù hợp nhu cầu thực tế. Cụ thể như sau:
Làm mềm bằng hạt nhựa trao đổi ion: Loại bỏ được độ cứng theo mong muốn, có thể loại bỏ hoàn toàn độ cứng.
Lọc màng RO: Loại bỏ được tất cả các thành phần (clorua, TDS, độ cứng, SO4, NO3…). Tuy nhiên, chỉ nên lọc một phần vì chi phí đầu tư và vận hành cao nếu dùng nước cho sinh hoạt cũng như không còn khoáng chất cần thiết.
Điện phân và thu cặn bằng công nghệ FujiKlean: Sẽ loại bỏ một phần muối, giảm được các thành phần này nhờ thu cặn tại điện cực, tuy nhiên chỉ nên áp dụng hệ thống có năng suất nhỏ.
Comments