Lọc nước là quá trình loại bỏ các hóa chất không mongmuốn, chất ô nhiễm sinh học, chất rắn lơ lửng và các loại khí từ nước bị ô nhiễm. Mục đích sử dụng khác nhau sẽ có quy trình lọc khác nhau như nước dùng cho mục đích ăn uống sinh hoạt, nước dùng cho các ứng dụng y tế, dược phẩm, thực phẩm, và rất nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp khác.
Lọc nước sử dụng các phương pháp vật lý như lọc, lắng, chưng cất…, phương pháp sinh học, và phương pháp hóa học như chất keo tụ, khử trùng bằng clo…
Nguồn nước
Nước ngầm: Nước ngầm với đặc điểm được lấy từ lòng đất sâu nên thường chứa các kim loại nặng hòa tan như sắt, mangan, asen.. và các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác.
Nước mặt: Nguồn nước lấy từ sông suối, ao hồ, kênh rạch, đây là nguồn nước dễ bị ô nhiễm bởi các yếu tố tự nhiên, sinh hoạt và sản xuất công nghiệp. Đây là nguồn nước có sự thay đổi rõ rệt nhất theo mùa và theo vị trí địa lý.
Tiền xử lý
+ Dự trữ nước thô: Dự trữ nước thô có lợi trong trường hợp mùa khô kéo dài ( nước sông mức thấp thường làm thay đổi chất lượng nước)
+ Xử lý sơ bộ: Tùy theo loại nước thô, công đoạn xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ các chất có kích thước lớn bằng song, lưới chắn rác, bể lắng cát và lắng sơ bộ ( Lắng sơ bộ được thực hiện khi lượng cặn lơ lửng của nước thô
+ Xử lý sơ bộ bằng clo: Việc xử lý sơ bộ bằng clo nhằm bảo vệ các ống dẫn nước thô. Khi nước có nhiều chất hữu cơ và thực vật nổi, với các ống dẫn dài đưa nước tới trạm chính thì tốt nhất ngay từ đầu xử lý bằng một chất oxy hóa , nếu không thực hiện lưu lượng nước sẽ giảm xuống nhanh chóng do sự phát triển của thực vật nổi trên thành ống. Các vi khuẩn sắt, các chất khử sulfat có thể tác động lên sắt của các ống dẫn kim loại làm tăng hàm lượng các chất này trong nước
Oxy hóa
+ Phương pháp vật lý: Sục khí , làm thoáng
Làm thoáng cho phép:
Oxy hóa các ion sắt II và mangan II
Tăng hàm lượng oxy để nước dễ uống, chống các vi khuẩn kị khí và tránh ăn mòn ống dẫn kim loại bằng cách cho phép tạo ra một lớp bảo vệ
Làm thoáng cũng giúp loại bỏ các khí trong nước như khí H2S , khí metan, khí cacbonic. Ngoài ra oxy khi nước ở trạng thái quá bão hòa và sự bốc hơi của nó có thể làm rối loại sự vận hành của các thiết bị lằng, làm cho các bông cặn có xu hướng nổi lên mặt nước, các thiết bị lọc bị tắc nghẽn tạm thời do các bọt khí được giải phóng ra ngay trong lớp lọc
+ Phương pháp hóa học:
– Oxy hóa bằng clo, dioxit clo
– Oxy hóa bằng ozone
Làm trong nước
Làm trong nước là tập hợp các công đoạn loại bỏ huyền phù của nước thô cũng như các chất ô nhiễm ( hữu cơ và vô cơ) kết hợp với huyền phù do hấp thụ tạo thành hợp chất. Quá trình làm trong nước bắt đầu bằng việc sử dụng các hóa chất trợ keo tụ nhằm thúc đẩy quá trình keo tụ, tạo bông diễn ra nhanh và hiệu quả. Sau keo tụ, tạo bông các tạp chất được lắng tại công đoạn lắng
Lọc
Quá trình lọc cho phép loại bỏ bông cặn còn lại cũng như các chất hữu cơ hấp phụ trên mặt bông cặn. Tỷ lệ loại bỏ khoảng từ 5 -10% so với nước thô
Các xử lý bổ sung
+ Hòa tan ozon vào nước: Sử dụng ozone để nâng cao chất lượng nước về chất hữu cơ, màu sắc, vị. Ozone cho phép giảm đáng kể các tham số hấp phụ tia tử ngoại, tác dụng này làm tăng sự biến đổi chất hữu cơ do mở ra mối liên hệ kép. Khi phản ứng của chất ô nhiễm với ozone xảy ra nhanh làm xuất hiện một tỷ lệ ozone dư thực hiện kết thúc quá trình biến đổi của ô nhiễm gốc. Khi phản ứng này diễn ra chậm, cần duy trì lượng ozone trong một thời gian đủ đế kết thúc phản ứng. Đây là lý do để bố trí nối tiếp các lò phản ứng ozone hay còn gọi là buồng tiếp xúc.
+ Hấp phụ: Hấp phụ là một cách xử lý đặc biệt hiệu quả để loại bỏ chất hữu cơ. Hiệu quả này càng cao khi khối lượng mol của chúng lớn và tính phân cực nhỏ
Loại bỏ vị khó chịu của nước
Vị khó chịu của nước có liên quan đến các hiện tượng tự nhiên ( như sự sinh trưởng của tảo, thay đổi nhiệt độ,mưa, mức nước trong hồ chứa ..) hoặc do hoạt động của con người, nông nghiệp hay công nghiệp). Các vị khó chịu cũng có thể xuất hiện trong quá trình của một trong các khâu xử lý của một nhà máy có dự trữ hay vận chuyển nước thô, lắng, oxy hóa …
Phương pháp xử lý
+ Làm thoáng: Làm thoáng cho phép loại bỏ vị khó chịu do H2S hoặc một số hợp chất hữu cơ bay hơi
+ Làm trong: Các giai đoạn lắng và lọc loại bỏ vị khó chịu liên quan đến các chất lơ lửng. Ngoài ra cần đảm bảo không cho một vùng nào có điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn kị khí đặc biệt khi thiết bị hoạt động với lưu lượng nhỏ
+ Than hoạt tính: Hấp phụ bằng than hoạt tính là một phương pháp xử lý đặc biệt thích hợp để loại bỏ phần lớn các chất có nguồn gốc tạo vị khó chịu
+ Oxy hóa
Khử trùng
Khử trùng là giai đoạn cuối cùng của xử lý nước trước khi cấp nước đến người dùng. Nó cho phép loại bỏ các vi khuẩn gây bệnh trong nước.
Khử trùng của nước gồm hai giai đoạn quan trọng, tương ứng với tác dụng khác nhau của chất khử trùng, đó là:
+ Tác dụng diệt khuẩn: Khả năng phá hủy các loài gây bệnh trong một giai đoạn xử lý
+ Tác dụng lưu giữ các chất khử trùng: Tác dụng khử trùng duy trì trong mạng ống dẫn cho phép bảo đảm chất lượng vi khuẩn của nước. Đó là tác dụng diệt vi khuẩn tĩnh chống lại sự hồi sinh của các vi khuẩn đồng thời có tác dụng diệt vi khuẩn xâm nhập vào ở các thời điểm nước đi trên hệ thống ống dẫn.
Các hình thức khử trùng phổ biến:
– Khử trùng bằng đèn UV
