Trong tự nhiên, dù là nước ngầm hay nước mặt đều chứa một hàm lượng sắt. Nước nhiễm sắt gây ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống sinh hoạt của mọi người, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe. Vậy làm thế nào để nhận biết nước nhiễm sắt, nguyên nhân nước nhiễm sắt là gì và cách xử lý nước nhiễm sắt như thế nào?
Nguyên nhân nước nhiễm sắt
Đối với mạch nước ngầm, nước thải từ các công trình khai thác khoáng sản, nước thải này trong quá trình khai thác sẽ ngấm vào mạch nước ngầm quanh đó. Việc chôn vùi rác thải bừa bãi, các rác thải không được xử lý đúng cách gây ra tình trạng ngấm chất ô nhiễm trong đó có sắt vào nước ngầm.
Đối với nước trên bề mặt, tình trạng nước nhiễm sắt bắt nguồn từ việc vứt rác thải bừa bãi, đổ rác bừa bãi và chưa được xử lý. Lâu ngày sau những trận mưa, các chất bẩn này theo nước ngấm vào đất, một phần theo nước chảy ra ao hồ sông suối dẫn đến nước nhiễm sắt nặng.
Thêm vào đó, các nhà máy sản xuất ngày càng nhiều, nước thải từ các bể chứa chưa xử lý được hết sẽ rò rỉ ra sông suối ao hồ, nước thải sinh hoạt của dân cư rất lớn, chưa được xử lý đã thải trực tiếp ra môi trường làm nguồn nước ô nhiễm nặng nề đặc biệt là ô nhiễm sắt. Bên cạnh đó, nước từ các công trình đường sắt, đường bộ, các tuyến đường vận tải cũng là một trong những nguyên nhân gây ra nước nhiễm sắt.
Nước nhiễm sắt ảnh hưởng không hề nhỏ tới sinh hoạt hàng ngày và sức khỏe của người sử dụng. Vậy thì làm sao để nhận biết được nước nhiễm sắt cũng là một câu hỏi mà nhiều người quan tâm. Để nhận biết nước nhiễm sắt cũng không quá khó. Dưới đây là vài cách bạn có thể sử dụng để nhận biết nước nhiễm sắt:
- Nhận biết qua mùi vị: Sắt hòa tan trong nước là sắt 2 [Fe2+] sẽ gây cho nước có mùi tanh rất khó chịu
- Nhận biết qua màu sắc: Nước nhiễm sắt thường vẫn trong khi vừa bơm lên bể chứa, khi để một thời gian trong không khí thì sắt 2 [Fe2+] sẽ chuyển hóa thành sắt 3 [Fe3+] kết tủa tạo màu đỏ nâu làm nước bị đục.
- Nhận biết qua vật dụng thường dùng trong nhà: Nước nhiễm sắt sẽ làm cho quần áo bị ố vàng, sàn nhà, các dụng cụ bị ố màu nâu đỏ. Các dụng cụ bằng kim loại có thể bị rỉ do nguồn nước này.
- Nhận biết qua bữa ăn: Nước nhiễm sắt làm cho món ăn bị mất mùi vị tự nhiên, ăn không ngon. Dùng nấu cơm sẽ làm cơm có màu xám, mùi vị khó ăn. Nếu dùng nguồn nước bị nhiễm sắt dùng pha trà sẽ làm mất hương vị của trà.
Các phương pháp xử lý nước nhiễm sắt hiệu quả
1. Xử lý nước nhiễm sắt bằng vật liệu lọc
Hiện nay trên thị trường có một số vật liệu lọc chuyên biệt dùng để khử sắt [xử lý nước nhiễm sắt] như Cát Mangan, Birm và Pyrolox. Các vật liệu này được dùng trong hệ thống cột lọc cùng các vật liệu lọc khác như Sỏi đỡ, Cát thạch anh, Than hoạt tính, Cation, ODM, Corosex…
Mangan
Cát Mangan có thành phần hóa học cơ bản của nó là Mn[OH]4 hoặc KMnO4, là vật liệu chuyên dùng để xử lý nước nhiễm mangan, sắt, hydrogen sulfide, asen. Cát Mangan còn khử mùi tanh bằng cách oxy hóa trực tiếp qua tiếp xúc với bề mặt cát, kết tủa và khả năng lọc của tầng hạt.
Birm
Birm là một loại vật liệu lọc nước chuyên dụng để khử các hợp chất sắt và mangan hòa tan trong nước ngầm. Birm hoạt động như một chất xúc tác không hòa tan để tăng cường các phản ứng oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ dưới dạng hydroxid sắt kết tủa và có thể dễ dàng lọc loại bỏ bằng cách rửa ngược.
Pyrolox
Pyrolox là vật liệu lọc mangan dioxit hàng đầu đươc các chuyên gia xử lý nước dùng để khử sắt, mangan, hydro sunfua và asen từ nước ngầm. Lớp phủ mangan dioxite hoạt động mạnh mẽ như một chất xúc tác để oxy hóa sắt hòa tan, mangan, hydro sunfua và loại khỏi dung dịch dưới dạng tủa.
2. Xử lý nước nhiễm sắt bằng hệ thống bể lọc
Tiến hành xây bể bằng xi măng, cát gồm 3 ngăn là: lắng, lọc và chứa, diện tích của mỗi ngăn là 0,35 – 0,49 m³. Đối với ngăn lắng ta tiến hành lắp đặt giàn phun mưa gồm một số đoạn ống có đục lỗ hoặc vòi hoa sen bằng nhựa có bán sẵn trên thị trường. Đối với ngăn lọc ta dùng l lớp sỏi đỡ có kích cỡ 5 – 10 cm chiều dày 10 cm, phía trên là một lớp cát lọc kích cỡ từ 0,4 – 0,85 mm, dày 40 cm và trên cùng là lớp cát mịn [0,15 – 0,3 mm] dày 20 cm.
Ngoài ta có thể đổ thêm một lớp than trên lớp sỏi, để khử mùi tanh của nước. Ta tiến hành lắp 1 ống nhựa từ đáy lên và đầu ra nằm cao hơn lớp cát trên cùng để khi nước chảy qua ngăn thành phẩm đến cạn kiệt, không làm phơi mặt cát. Lưu ý ngăn thành phẩm phải có nắp đậy. Nước được bơm từ giếng lên chảy qua vòi sen quay xuống bể lắng. Khi tiếp xúc với không khí, thành phần sắt trong nước bị oxy hóa. Nước được lắng cặn một phần, đến ngăn lọc, nước được lọc sạch cặn lơ lửng, trở nên trong, theo ống dẫn đến ngăn chứa nước thành phẩm.
Với hệ hệ thống này có thể lọc được 4 – 5 m3 nước/ngày. Chi phí để xây dựng cho hệ thống hết khoảng 3 đến 4 triệu.
3. Xử lý nước nhiễm sắt bằng phương pháp làm thoáng
Thực chất của phương pháp xử lý nước nhiễm sắt này là khử sắt bằng làm thoáng là làm giàu oxy cho nước, tạo điều kiện để Fe2+ oxy hóa thành Fe3+ tiến hành quá trình thủy phân để tạo thành hợp chất ít tan Fe[OH]3 rồi dùng bể lọc để giữ lại.
4. Xử lý nước nhiễm sắt bằng vôi
Tiến hành cho vôi vào nước, độ pH của nước tăng lên. Ở điều kiện giàu ion OH-, các ion Fe2+ thuỷ phân nhanh chóng thành Fe[OH]2 một phần lắng xuống, thế chỗ cho oxy hoá khử tiêu chuẩn của hệ Fe[OH]2/Fe[OH]3 giảm xuống, tạo điều kiện thuận lợi cho sắt[II] chuyển hoá thành sắt [III]. Sắt [III] hydroxyd và kết tụ thành bông cặn, lắng trong bể lắng và tách ra khỏi nước.
Phương pháp xử lý nước nhiễm sắt bằng vôi này được áp dụng cho các nhà máy nước với cả nước bề mặt và nước ngầm. Nếu sử dụng phương pháp này thì phải dùng đến các thiết bị pha chế cồng kềnh, mức độ quản lý phức tạp.
5. Xử lý nước nhiễm sắt bằng hóa chất
5.1. Khử sắt bằng các chất oxy hóa mạnh
Các chất oxy hóa mạnh thường sử dụng để khử sắt là: Cl2, KMnO4, O3…
- 2Fe2+ + Cl2 + 6H2O → 2Fe[OH]3 ↓ + 2Cl- + 6H+
- 3Fe2+ + KMnO4 + 7H2O → 3Fe[OH]3 ↓ + MnO2 + K+ + 5H+
Đối với phản ứng này để oxy hóa được 1 mg Fe2+ cần tới 0.64 mg Cl2 hoặc 0.9 4mg KMnO4 và lúc này độ kiềm của nước giảm đi 0.018 meq/l
5.2. Khử sắt bằng vôi
Phương pháp xử lý nước nhiễm sắt bằng vôi thường không đứng độc lập, mà sẽ kết hợp với các quá trình làm ổn định nước hoặc làm mềm nước. Phản ứng được diễn ra theo 2 phương án như sau:
Có oxy hòa tan
- 4Fe[HCO3]2 + O2 + 2H2O + 4Ca[OH]2 → 4Fe[OH]3 ↓ + 4Ca[HCO3]2
- Khi sắt [III] hydroxyd tạo thành sẽ được giữ lại trong bể lắng và nằm lại toàn bộ trong bể lọc
Không có oxy hòa tan
- Fe[HCO3]2 + Ca[OH]2 → FeCO3 + CaCO3 + 2H2O
- Khi phản ứng xảy ra sắt được khử đi dưới dạng FeCO3
6. Xử lý nước nhiễm sắt bằng tro bếp
Sử dụng phương pháp này đơn giản, nguyên vật liệu dễ tìm, có thể tận dụng tro bếp là rác thải sinh hoạt, thân thiện với môi trường. Phương pháp xử lý nước nhiễm sắt này có thể áp dụng quy mô hộ gia đình sử dụng nước giếng khoan. Ta tiến hành đưa tro bếp được cho vào mẫu nước với liều lượng từ 5 đến 10g/l rồi để lắng trong vòng 15 phút. Các phản ứng hóa học xảy ra và hợp chất sắt không tan sẽ bị loại bỏ qua quá trình lọc.
Tham khảo các hệ thống xử lý nước ăn uống, sinh hoạt [hệ thống lọc nước] do Scimitar cung cấp tại đây.