2.5.2.1 Làm thoáng bằng dàn mưa
(Hình 3: Sơ đồ công nghệ khử sắt bằng phương pháp làm thoáng tự nhiên) Đây là dây chuyền công nghệ xử lý nước ngầm có chứa sắt phổ biến nhất ở Việt Nam hiện nay, nó có thể áp dụng cho các loại nguồn nước có hàm lượng sắt bất kì, độ pH của nước trước khi làm thoáng ≥ 7, độ kiềm của nước sau khi làm thoáng ≥ 7 mg đl/l. Các công trình xử lý nước công suất nhỏ do các cơ quan, nhà máy, trường học xây dựng để cung cấp nước cục bộ đã sử dụng dây chuyền công nghệ trên. Một số trạm xử lý nước có thể sử dụng vật liệu lọc trong dây chuyền công nghệ khử sắt bằng phương pháp làm thoáng tự nhiên.
2.5.2.2 Làm thoáng cưỡng bức bằng thùng quạt gió
(Hình 4: sơ đồ công nghệ khử sắt bằng phương pháp làm thoáng nhân tạo) Dây chuyền công nghệ xử lý trên thường dùng cho loại nguồn nước có hàm lượng sắt lớn hơn 10 mg/l, độ pH <7 và lượng O2 lớn. Nếu trong nước có chứa nhiều CO2 thì quá trình oxy hóa sắt (II) thành sắt (III) sẽ rất khó khăn, trường hợp này cần phải khử CO2 trước khi khử sắt. Mục đích của việc dùng thùng quạt gió (làm thoáng nhân tạo hay làm thoáng cưỡng bức) là thải CO2 để tăng độ pH đến giá trị thích hợp cho quá trình oxy hóa và thủy phân sắt, tốt nhất là đảm bảo pH = 7÷ 7.5.
Trong cả hai dây chuyền công nghệ xử lý nước ngầm ( làm thoáng bằng dàn mưa và làm thoáng cưỡng bức bằng thùng quạt gió) nếu chất lượng nước không đủ đảm bảo các điều kiện ứng dụng trong dây chuyền công nghệ khử sắt bằng phương pháp làm thoáng thì có thể kết hợp với việc dùng hóa chất. Nếu nước nguồn có chứa nhiều chất hữu cơ, độ oxy hóa cao hoặc chứa các chất H2S, NH4 vượt quá tiêu chuẩn thì phải khử chúng bằng Clo hay còn gọi là Clo hóa sơ bộ. Nếu sau khi làm thoáng nước có độ kiềm nhỏ hơn 2 mg đl/l và pH<7 thì phải kiềm hóa (thường dùng vôi) để nâng độ pH và độ kiềm theo yêu cầu khử sắt, để tạo điều kiện oxy hóa, thủy phân sắt và tạo bông kết tủa tố.
2.5.2.3 Làm thoáng đơn giản trên bề mặt bể lọc nhanh
(Hình 5: Sơ đồ công nghệ khử sắt bằng làm thoáng đơn giản và lọc)
Điều kiện áp dụng dây chuyền công nghệ này là hàm lượng sắt toàn phần trong nước nguồn nhỏ hơn 9 mg/l, pH > 0.7, H2S < 1 mg/l, độ oxy hóa nhỏ hơn 6 mg O2/l, tỷ lệ Fe3+/Fe2+ <0.3.
Nguyên tắc của phương pháp này cơ bản cũng dựa vào sự oxy hóa sắt (II) thành sắt (III), thủy phân sắt (III) tạo thành hợp chất ít tan. Việc làm thoáng đơn giản được thực hiện bằng hệ thống phân phối nước để phun mưa trên mặt bể lọc, cách mặt nước 0,5 – 1 m hoặc có thể cho nước chảy tràn qua mặt ống đặt trên mương phân phối với độ cao như trên.
Mục đích của quá trình làm thoáng đơn giản là chỉ cung cấp oxy cho nước, các quá trình oxy hóa sắt (II) và thủy phân sắt (III) xảy ra trực tiếp trong lớp vật liệu lọc của bể lọc nhanh. Khi đó trên bề mặt các hạt vật liệu lọc tạo thành một lớp màng có cấu tạo từ sắt (II) và sắt (III). Khi lớp màng hình thành có tác dụng xúc tác làm lắng tốc độ oxy hóa sắt (II) và thủy phân sắt (III), vì lớp màng này sẽ hấp thụ Fe2+, O2, CO2 lên bề mặt làm tăng nồng độ của các chất tham gia phản ứng các hợp chất tạo thành. Sau phản ứng làm cho bề dày của màng này ngày càng tăng và có cơ cấu bền vững không bị phá vỡ ngay cả khi chịu lực tác động của dồng nước khi rửa lọc.
2.5.2.4 Khử sắt bằng dây chuyền công nghệ có bể lọc áp lực với sơ đồ lọc 1 đợt và sơ đồ lọc 2 đợt
(Hình 6: Sơ đồ công nghệ khử sắt bằng bể lọc áp lực 1 đợt)
Sơ đồ dây chuyền công nghệ trên thường dùng cho trạm xử lý với công suất nhỏ, nước nguồn có hàm lượng sắt nhỏ ( Fe2+ < 3 mg/l) và CO2 nhỏ. Để đưa không khí vào nước có thể dùng ezector thu khí. Khi công suất của trạm xử lý Q > 500 m3/ngày có thể dùng máy nén khí thay cho ezector thu khí. Ezector thu khí (hoặc máy nén khí) và bầu trộn khí có chứa chức năng thay thế công trình làm thoáng bằng dàn mưa.
(Hình 7: Sơ đồ công nghệ khử sắt bằng bể lọc áp lực 2 đợt) Sơ đồ này dùng khi hàm lượng sắt trong nước nhỏ hơn 5 mg/l.
Dây chuyền công nghệ xử lý nước ngầm chứa sắt bằng bể lọc áp lực ít được áp dụng rỗng rãi ở Việt Nam nhưng nó có ưu điểm là gọn nhẹ, chiếm ít diện tích xây dựng và nước sau khi lọc có thể đưa trực tiếp tới nơi tiêu dùng không cần trạm bơm đợt 2. Dây chuyền này rất phù hợp với những trạm có công suất nhỏ.