Xây dựng giếng cấp nước đạt tiêu chuẩn:
Giếng đào: là công trình thu nước ngầm mạch nông, có đường kính trung bình khoảng 0.8 - 2m và chiều sâu từ 3 - 20m; cấp nước cho một hoặc một vài hộ gia đình, về kỹ thuật xây dựng :
- Làm nền giếng : Nền giếng cần có đường kính khoảng 2,5 - 3m kể từ
tâm giếng (tùy theo địa hình), nện kỹ bằng sỏi cát và láng bên trên bằng xi- măng thật chắc chắn, tốt hơn nên đổ một lớp bê-tông dày; phải xây cao hơn
mặt sân và vườn chung khoảng 30cm, có độ nghiêng cho nước tràn ra phía ngoài và phía ngoài có gờ chắn nước vây quanh, góp nước thải lại và có lối dẫn nước ra xa.
- Làm thành giếng, che giếng : Phải xây thành giếng cao khoảng 0,8-1m
để bảo vệ (trẻ em khỏi bị rơi xuống giếng khi chơi đùa hay khi múc nước) mặt khác, để khi mưa lụt nước bẩn, chất bẩn khỏi tràn vào giếng. Giếng có đường kính khoảng 1m thì thường có ánh sáng chiếu vào mặt nước. Cần có loại mái che cho lá cây rơm rạ khỏi bay vào giếng, tốt nhất là làm bằng thép không rỉ,
đan thưa (để ánh sáng chiếu vào được); một phần lớn mê cố định vào thành giếng và một phần nhỏ mê nối với phần cốđịnh bằng bản lề có thể mở ra đậy lại được (khi lấy nước).
- Dụng cụ lấy nước: gàu múc, bơm tay hoặc bơm điện nhỏ và ống PVC. - Vật liệu lọc: gồm sỏi, cát rải trực tiếp ở đáy giếng để lọc cho nước trong và khi bơm không bị vẩn đục.
- Mô hình trên phù hợp với quy mô hộ gia đình. Đối với các hộ gia đình
đã có giếng đào cần tham khảo để nâng cấp sao cho đạt tiêu chuẩn về kỹ thuật và khắc phục nếu có sự cố.
Khử trùng nước giếng :
Làm trong nước giếng: Dùng phèn chua (thường là phèn nhôm), liều lượng 50g/1m3 nước. Nếu nước đục nhiều có thể cho lượng phèn tối đa tới 100g/m3. Hòa tan hết lượng phèn cần thiết vào một gàu nước, tưới đều lên giếng nước, thả gàu chìm sâu xuống nước rồi kéo mạnh lên khoảng 10 lần rồi
để sau 30 phút đến 1 giờ cho cặn lắng hết thì tiến hành khử trùng.Về nguyên tắc, nước giếng sau khử trùng phải có nồng độ clo thừa là 0,5 - 1,0 mg/lít. Theo hướng dẫn của Cục An toàn vệ sinh thực phẩm, lấy diện tích đáy giếng nhân với chiều cao của cột nước trong giếng rồi cứ 1m3 nước giếng cho 10g Chloramin B 25% (hoặc 13g clorua vôi loại 20%, hoặc 4g clorua vôi loại
70%). Hoà tan hoá chất sát khuẩn trong một chậu nước đổ xuống giếng, lấy sào khuấy đều cho hoá chất tan khắp giếng.
Nước giếng sau khi khử khuẩn phải có nồng độ clo thừa là 0,5 - 1,0mg/lít (có mùi nồng của clo). Múc nước giếng đã có mùi clo này dội lên thành giếng để khử khuẩn ở xung quanh thành giếng, sau đó để khoảng 30 - 60 phút là có thể dùng được. Mỗi cụm dân cư nên chọn một vài giếng nước tập trung xử lý trước để người dân có nước dùng ngay. Nước qua khử trùng ChloraminB vẫn phải đun sôi mới được uống.
Các phương pháp khử sắt
Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng:Thực chất của phương pháp khử sắt bằng phương pháp làm thoáng là làm giàu oxy trong nước để tạo điều kiện õi hoá Fe2+ thành Fe3+ thực hiện quá trình thuỷ phân tạo thành hợp chất ít tan Fe (OH)3.
Để phản ứng oxy hoá và thuỷ phân sắt xảy ra nhanh và triệt để, nước phải có độ kiềm thích hợp và pH khoảng 7,0 - 7,5.
Fe (HCO3)2 + 2H2O ↔ Fe(OH)2 + H2CO3
Nếu trong nước có oxy hoà tan, sắt (II) hydroxit chuyển thành sắt (III) hydroxit
4Fe (OH)2 + 2H2O + O2→ 4Fe(OH)3
Hay 4Fe (HCO3)2 + O2 + H2O = 4Fe (OH)3 + 8CO2
Sắt (III) hydroxit kết tủa thành các bông cặn màu vàng và dễ dàng tách ra khỏi nước bằng hệ thống bể lọc chậm.
Như vậy quá trình chuyển hoá Fe2+ thành Fe3+ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: pH, O2, hàm lượng Fe trong nước ngầm, CO2, độ kiềm, nhiệt độ, thời gian phản ứng. Khi tất cả các ion Fe2+ hoà tan trong nước đã chuyển hoá thành bông cặn Fe(OH)3. Việc loại bỏ tách các bông cặn khỏi nước được thực hiện ở bể lọc chủ yếu theo cơ chế giữ cặn cơ học.
Hình 4.4: Mô hình sơđồ quy trình công nghệ xử lý nước ngầm có chứa sắt
* Cơ chế hoạt động:
Bước 1: Bơm nước vào bể chứa, để xử lý sắt từ Fe2 +
thành Fe3 +
ta thiết kế ống kiểu dàn phun mưa để tăng tiếp xúc và trao đổi với oxy bên ngoài không khí. Nguồn nước trước khi đưa vào xử lý phải được kiểm tra trước các chỉ tiêu như: pH, hàm lượng Fe.
Bước 2: Nước từ bình xử lý sắt sau khi qua dàn phun mưa được lắng và các vật liệu lọc đơn giản. Qua lớp cát trên cùng, nước đã được lọc sơ các loại bụi bẩn. Tiếp đến nước sẽ thấm qua lớp than hoạt tính. Lớp than hoạt tính này có tác dụng hấp phụ các chất độc hại như Fe, Asen trong nước. Cuối cùng nước tiếp tục thấm qua lớp cát lớn, và lớp sỏi lớn nhất để đi ra bể chứa nước sạch. Dưới đáy bể sử dụng ống nước bằng nhựa, có khoan lỗ 0,5 cm dọc thân (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ống, còn đầu ống phía trong được bịt lại để nước thấm qua các lỗ nhỏđó tránh
Bước 3: Nước chảy sang bể chứa nước và nước này dùng để sinh hoạt hàng ngày.
Khử sắt bằng phương pháp dùng hoá chất:
Khử sắt bằng các chất oxy hoá mạnh: Các chất oxy hoá mạnh thường
được dùng khử sắt là: Cl2, KMnO4, O3…So với khử sắt bằng phương pháp làm thoáng thì phương pháp dùng chất oxy hoá mạnh phản ứng xảy ra nhanh hơn, pH môi trường thấp hơn (pH < 6). Nếu trong nước có tồn tại các hợp chất như: H2S, NH3 thì chúng sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình khử sắt.
Khử sắt bằng vôi: Phương pháp khử sắt bằng vôi thường không đứng
độc lập mà kết hợp với các quá trình ổn định nước hoặc làm mềm nước.Khi cho vôi vào nước, quá trình khử sắt xảy ra theo 2 trường hợp:
• Trường hợp nước có oxy hoà tan: vôi được coi như chất xúc tác và phản ứng sẽ tạo ra sắt (III) hydroxit dễ dàng lắng lại trong bể lắng và giữ lại hoàn toàn trong bể lọc.
• Trường hợp nước không có oxy hoà tan: khi cho vôi vào phản ứng sẽ
tạo thành FeCO3 và sắt được khử đi dưới dạng này.
Các phương pháp khử sắt khác:
Khử sắt bằng trao đổi Cation: cho nước đi qua lớp vật liệu lọc có khả
năng trao đổi ion. Các ion H+ và Na+ có trong thành phần của lớp vật liệu lọc sẽ trao đổi với các ion Fe2+ có trong nước. Kết quả là Fe2+ được giữ lại trong lớp vật liệu lọc
Khử sắt bằng điện phân: dùng các cực âm băng sắt, nhôm, cùng các cực dương bằng đồng, bạc kim và dùng điện cực hình ống trụ hay hình sợi thay cho tấm điện cực phẳng.
Khử sắt bằng phương pháp vi sinh vật: cấy các mầm khuẩn sắt trong lớp cát lọc của bể lọc. Thông qua hoạt động của các vi khuẩn , sắt được loại bỏ ra khỏi nước.
Khử sắt ngay trong lòng đất: dựa trên nguyên tắc : các ion Ca2+, Mg2+ gắn trên khoáng vật của tầng đất đá chứa nước có khả năng trao đổi ion với các ion Fe2+ của nước ngầm.
Các phương pháp xử lý nước cứng
Phương pháp nhiệt : Cơ sở lý thuyết của phương pháp này là dùng nhiệt
để bốc hơi khí cacbonic hòa tan trong nước. Trạng thái cân bằng của các hợp chất cacbonic sẽ chuyển dịch theo phương trình phản ứng sau:
2HCO3 - → CO3 2- + H2O + CO2 Ca2+ + CO32- → CaCO3 ↓ NênCa(HCO3)2→ CaCO3 ↓ + CO2 + H2O
Tuy nhiên, khi đun nóng nước chỉ khử được hết khí CO2 và giảm độ cứng cacbonat của nước, còn lượng CaCO3 hòa tan vẫn còn tồn tại trong nước.
Riêng đối với Mg, quá trình khử xảy ra qua hai bước. Ở nhiệt độ thấp (đến 180C) ta có phản ứng:
Mg(HCO3)2→ MgCO3 + CO2 + H2O
Khi tiếp tục tăng nhiệt độ, MgCO3 bị thủy phân theo phản ứng: MgCO3 + H2O → Mg(OH)2 ↓ + CO2
Phương pháp làm mêm nước bằng vôi : Mục đích của phương pháp làm mềm nước bằng hóa chất là kết hợp các ion Ca2+ và Mg2+ hòa tan trong nước thành các hợp chất không tan dễ lắng và lọc. Các hóa chất thường dùng để
làm mềm nước là vôi, soda Na2CO3, xút NaOH, hydroxit Bari Ba(OH)2, photphat natri Na2PO4.
Làm mềm nước bằng vôi áp dụng trong trường hợp ngoài yêu cầu giảm
độ cứng cần phải giảm cả độ kiềm của nước, đặc biệt khi yêu cầu giảm độ
kiềm là yêu cầu chính. Phương pháp này có thể kết hợp với phương pháp làm mềm nước bằng hạt nhựa trao đổi ion đểđạt được độ cứng và độ kiềm thấp.
Khi cho dung dịch vôi bão hòa hay sữa vôi vào nước, trước kết chúng kết hợp với CO2 hòa tan trong nước tạo thành ion hydrocacbonat Ca(HCO3)2. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tiếp tục cho vôi vào nước, vôi sẽ kết hợp CA(HCO3)2 thành ion cacbonat. Ion cacbonat mới tạo thành kết hợp với ion canxi có trong nước, nếu tích số nồng
độ của ion cacbonat và ion canxi lớn hơn tích số hòa tan của CaCO3 thì cặn CaCO3 sẽ lắng, tách ra khỏi nước.
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2→ 2CaCO3↓ + 2H2O
Để khử độ cứng magie phải pha vào nước một lượng vôi đủ để tạo thành hydroxit magie không tan :
Mg(HCO3)2 +2 Ca(OH)2→ Mg(OH)2 ↓ + 2CaCO3 +2H2O
Nếu trong nước có hydrocacbonat natri thì khi pha vôi vào nước sẽ tạo cặn CaCO3 và cacbonat natri :
2NaHCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + Na2CO3 + H2O Nếu tổng hàm lượng của các ion HCO3- + CO3
2-
có trong nước nhỏ hơn tổng hàm lượng của Ca 2+ và Mg2+ thì sẽ có một lượng magie hòa tan trong nước dưới dạng muối của axit mạnh. Trong trường hợp này nếu xử lý nước bằng vôi thuần túy sẽ dẫn đến việc chuyển các muối cứng không cacbonat của ion magie thành hydroxyt magie không tan đồng thời tạo ra một lượng tương
đương muôí cứng canxi của các axit mạnh tan trong nước.
Quá trình này làm giảm độ cứng magie nhưng độ cứng tổng không giảm vì ion canxi của vôi hòa tan trong nước thay thế cho ion magie tách ra khỏi nước đúng một lượng tương đương với nó. Như vậy để giảm độ cứng trong trường hợp này phải pha thêm vào nước một lượng ion CO3
2-
sao cho tích số
nồng độ CO3 2-
mới cho vào và nồng độ ion Ca2+ của vôi đã thay thể cho ion Mg2+ lớn hơn tích số hòa tan của CaCO3.