Hệ thống lọc nước giếng khoan hiệu quả nhất

Lọc nước giếng khoan là một phương pháp xử lý nước cấp phổ biến để phục vụ nước sạch cho nhu cầu sinh hoạt cũng như công nghiệp. Mỗi một độ sâu, vùng địa lý sẽ có chất lượng nước cấp khác nhau, do đó cần phân tích và lựa chọn phương pháp xử lý nước giếng khoan hiệu quả.

1. Thành phần của nước giếng khoan

Nước giếng khoan là một loại nước được khai thác ở sâu dưới lòng đất, hay còn gọi là nước ngầm. Nguồn nước ngầm này có những tính chất, thành phần khác nhau và có trữ lượng lớn trong lòng đất.

1.1. Các hợp chất Sắt Fe

Trong nước giếng khoan Sắt thường tồn tại dưới dạng hòa tan hydrocacbonat sắt hóa trị +2 Fe(HCO)₂. Khi vừa bơm ra khỏi giếng, nước thường trong và không màu, nhưng sau một thời gian để lắng trong bể và tiếp xúc trực tiếp với không khí, nước trở nên đục dần và ở đáy bể xuất hiện cặn lắng màu hung đỏ của Hydroxit Sắt hóa trị +3 Fe(OH)₃.

Ngoài ra còn có các hợp chất sắt với sunfat và clorua, nếu tồn tại đồng thời Hydrosunfua (H₂S) và sắt sẽ tạo ra cặn hòa tan FeS.

1.2. Các hợp chất Mangan Mg

Trong nước giếng khoan mangan tồn tại dưới dạng hòa tan của các hợp chất Hydrocacbonat hóa trị +2 Mn(HCO₃)₂. Khi tiếp xúc với không khí Hydroxit Sắt sẽ bị oxi hóa sớm hơn hợp chất mangan và phản ứng oxy hóa sắt xảy ra ở trị số Ph thấp hơn so với Mangan.

Cặn Hydroxit Mangan hóa trị +4 Mn(OH)₄ có màu đen. Trong thực tế cặn lắng đọng là do hợp chất Sắt và Mangan tạo nên, vì vậy tùy thuộc vào tỷ số giữa chùng mà cặn có thể có màu từ hung đỏ đến màu đen.

1.3. Các hợp chất của Canxi Ca

Các hợp chất của Canxi trong nước giếng khoan thường tồn tại dưới dạng hợp chất hòa tan. Các hợp này khi bị đun nóng sẽ tạo thành các cặn bám chặt vào thiết bị.

Nước chứa hợp chất của Mg­²⁺ và Ca²⁺ được gọi là nước cứng. Nước cứng đặc biệt gây nguy hiểm cho nó hơi vì sẽ bị đóng cặn do đó làm giảm khả năng trao đổi nhiệt trong lò, gây nổ lò hơi.

1.4. Các thành phần chất khác

Ngoài các hợp chất của Sắt và Mangan thì trong nước giếng khoan còn có thêm các loại khí hòa tan như Oxy, Cacbonic CO2, Hydrosunfua H₂S, Metan CH₄, các hợp chất hữu cơ, hợp chất vô cơ hoặc thậm trí là các loại vi khuẩn, virut..Các thành phần này đều gây nguy hiểm tới sức khỏe con người, tùy thuộc vào nồng độ mà mức ảnh hưởng sẽ khác nhau.

2. Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt

Nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt phải không màu, không mùi vị, không chứa các chất độc hại, các vi trùng và các tác nhân gây bệnh. Hàm lượng các chất hòa tan không được vượt tiêu chuẩn cho phép.

Quy chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt.

3. Hệ thống lọc nước giếng khoan hiệu quả nhất

Yêu cầu đối với hệ thống lọc nước giếng khoan là phải đảm bảo chất lượng nước đáp ứng quy chuẩn cũng như các thiết bị phải đảm bảo dễ sử dụng, chi phí đầu tư hợp lý. Phần lớn các nguồn nước ngầm tại Việt Nam đều có chất lượng thấp, không đáp ứng được yêu cầu sử dụng, do đó phải xử lý nước trước khi cấp cho các hộ sử dụng.

Tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước cấp ở các vùng khác nhau mà ta thiết kế thiết bị đảm bảo hệu quả và tối ưu nhất.

Có nhiều phương pháp xử lý nước giếng khoan như sử dụng hóa chất keo tụ, thủy phân, lắng cơ học, trao đổi ion… Nhưng phương pháp lọc và hấp phụ là phương pháp được sử dụng phổ biến hơn cả do tính hiệu quả và chi phí tối ưu.

Lọc là quá trình không chỉ giữ lại các hạt cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn hơn kích thước lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt lọc mà cong giữ lại các keo sắt, keo hữu cơ gây ra độ đục và độ màu có kích thước bé hơn nhiều lần kích thước lỗ rỗng nhưng có khả năng kết dính và hấp thụ lên bề mặt lớp hạt vật liệu lọc.

Vật liệu lọc là yếu tố quyết định của quá trình lọc, chiều cao của lớp vật liệu lọc phụ thuộc vào kích thước hạt và vận tốc lọc. Các hạt vật liệu lọc được sử dụng phổ biến là Cát thạch anh, sỏi thạch anh, Cát Mangan, Cát vàng, Cát đen và các lõi lọc với kích thước khe lọc siêu nhỏ chỉ khoảng 0.0001 micromet.