4. Ý nghĩa của đề tài
1.5.1. Các phương pháp xử lý sắt
1.5.1.1. Xử lý sắt bằng phương pháp làm thoáng
Thực chất của phương pháp loại bỏ sắt bằng làm thoáng là làm giàu oxy trong nước , tạo điều kiện để Fe2+ ô xy hóa thành Fe3+ , sau đó Fe3+thực hiện quá trình thủy phân để để tạo thành hợp chất ít tan Fe(OH)3, quá trình oxi hóa và thủy phân diễn ra theo phương trình sau:
4Fe2++ O2+ 10 H2O = 4 Fe(OH)3↓ + 8 H+
Kết tủa cặn màu nâu đỏ được tách khỏi pha nước thông qua quá trình lắng và lọc. Ô xy hóa sắt bằng ô xi xảy ra nhanh chóng và triệt để khi độ pH sau làm thoáng đạt được 7-7,5.[3]
1.5.1.2. Xử lý sắt bằng các chất ô xy hóa mạnh
Các chất ô xy hóa mạnh thường được dùng để loại bỏ sắt là : Cl2, KMnO4, O3, [4]... Khi cho các chất ô xy hóa mạnh vào trong nước, phản ứng diễn ra như sau:
2Fe2+ + Cl2 + 6 H2O = 2 Fe(OH)3↓ + 2 Cl-+ 6 H+ 3Fe2+ + KMnO4 + 7 H2O = 3 Fe(OH)3↓ + MnO2+ K+ + 5 H+
Trong phản ứng, để ô xy hóa 1 mg Fe2+, cần 0,64 mg Cl2 hoặc 0,94 mg KMnO4và đồng thời độ kiềm của nước giảm đi 0,018 mgđl/l.[3]
Phương pháp dùng chất ôxi hóa mạnh để loại sắt phản ứng xảy ra nhanh hơn phương pháp loại sắt bằng cách làm thoáng và pH trong môi trường thấp hơn (pH = 6).[3]
1.4.1.3. Xử lý sắt bằng vôi
Khi cho vôi vào nước, quá trình xử lý sắt diễn ra theo 2 trường hợp: + Trường hợp nước có oxi hòa tan: vôi được coi như chất xúc tác, quá trình phản ứng diễn ra như sau:
4Fe(HCO3)2+ O2+ 2 H2O + 4 Ca(OH)2= 4 Fe(OH)3↓ + 4 Ca(HCO3)2 Sắt (III) hydroxit được tạo thành, dễ dàng lắng lại trong bể lắng và giữ lại hoàn toàn trong bể lọc
+ Trường hợp nước không có oxi hòa tan : khi cho vôi vào nước phản ứng diễn ra như sau:
Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2= FeCO3+ CaCO3+ H2O
Sắt được loại đi dưới dạng FeCO3 chứ không phải dưới dạng hydroxit sắt [3].
1.5.1.4. Các phương pháp xử lý sắt khác
-Phương pháp 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. Lớp vật liệu lọc có khả năng trao đổi ion gọi la cation, thường được sử dụng cho nguồn nước cấp có chứa Fe2+ ở dạng hòa tan [ 3].
- Phương pháp loại sắt bằng điện phân: Dùng các cực âm bằng sắt, nhôm, cùng các cực dương bằng đồng, bạch kim hay đồng mạ kẽm và dùng điện cực hình ống trụ hay hình sợi thay cho tấm diện cực phẳng[3].
-Phương pháp khử sắt bằng vi sinh vật: Cấy các mầm khuẩn sắt trong các lớp cát lọc của bể lọc. Thông qua hoạt động của các vi khuẩn, sắt được loại bỏ ra khỏi nước[3].
1.5.2. Các phương pháp xử lý mangan
Mangan trong nước ngầm thường tồn tại cùng với ion sắt ở ion hóa trị II và dạng keo hữu cơ trong nước mặt. Trong nước thiên nhiên, mangan có dạng ion hòa tan Mn2+ và MnOH+. Nó có thể tạo thành hợp chất với bicacbonat, sunphat và silicat. Mangan có trong nước thiên nhiên bằng cách kết hợp với sắt và amoni. Nhưng cũng có trường hợp chỉ có riêng mangan.