Mô tả

Hệ thống lọc nước giếng khoan gia đình được thiết kế rất khác các hệ thống lọc nước giếng khoan công nghiệp. Bởi quy mô hộ gia đình không cần sử dụng nhiều nước.

Vấn đề thứ 2 là hệ thống lọc nước giếng khoan gia đình thường có chi phí giá thấp để hấp dẫn người mua sản phẩm. Nếu sản phẩm có chất lượng cao nhưng giá thành quá cao sẽ làm cho người mua hàng phải đắn đo với mức giá mình bỏ ra.

Đặc điểm của nước giếng khoan gia đình.

Nước giếng khoan gia đình thường được khai thác ở độ sâu thấp từ 10 – 60m. Vì vậy nguồn nước ngầm nay mang theo rất nhiều các chất ô nhiễm. Chúng bị ngấm theo lớp mạch ngầm do lâu ngày tích tụ.

Nhiều nơi nguồn nước ngầm càng ngày càng ô nhiễm. Lý do là vì các khu công nghiệp khai thác các giếng khoan công nghiệp. Có độc sâu lớn, mức nước tĩnh bị giảm sút lên để bù đắp lại thì lượng nước mặt sẽ ngấm xuống sâu theo thời gian.

Nước ngầm thực tế là nguồn nước mặt sau nhiều thời gian thẩm thấu. Nguồn nước này sẽ bị loại bỏ ô xy vốn có trong nước mặt. Thay vào đó là các ion hòa tan có trong đất. Tùy từng địa tầng phong hóa của khu vực mà nước được ngấm qua sẽ quyết định chất lượng nước giếng khoan.

Nếu địa tầng đó chứa nhiều bùn sắt thì nước giếng khoan sẽ nhiều sắt, nhiều mangan. Ở một vài nơi gần các khu công nghiệp nguồn nước giếng khoan còn ô nhiễm các kim loại nặng khác nữa.

Khi nước được ngấm sâu vào lòng đất, lúc này toàn bộ lượng ô xy có trong nước sẽ bị loại bỏ. Do các vi sinh vật yếm khí trao đổi chất gây nên và khi các vi sinh vật hoạt động. Chúng sẽ hút ô xy và thải vào các chất hòa tan trong nước giếng khoan như H2S, CO2… Tùy theo phong hóa địa tầng và chủng vi sinh hoạt động sẽ quyết định loại khí được sinh ra.

Nước giếng khoan khi mới khai thác lên thường rất trong. Nhưng khi để ra ngoài không khí khoảng 1 – 3 tiếng sẽ xuất hiện tình trạng chuyển sang màu vàng và có váng nổi lên bề mặt.

Hiện tượng này được lý giải như sau: Nước giếng khoan khi tồn tại dưới lòng đất sẽ ở môi trường kỵ khí. Các kim loại như ion sắt, ion mangan sẽ hòa tan với nước ở thể hòa tan ( Cụ thể Mangan sẽ tồn tại dưới dạng ion 2+, Sắt sẽ tồn tại dưới dạng sắt 2+ ).

Khi mới bơm lên những Ion này vẫn ở trạng trái được hòa tan vào trong nước. Tuy nhiên khi được khai thác khỏi mặt đất, nguồn nước này có điều kiện thuận lợi để tiếp xúc với ô xy. Các nguyên tử ô xy sẽ xâm nhập từ từ vào trong nguồn nước.

Lúc này các ion hòa tan sẽ bị ô xy tạo phản ứng xúc tác ( phản ứng ô xy hóa khử ) khi phản ứng này sảy ra các Ion sắt 2 ( Fe2+ ) sẽ bị ô xy hóa và chuyển thành thể sắt 3 ( Fe3+ ). Lúc này váng nổi lên bề mặt là do các ion sắt tồn tại trong nước. Mà màu đặc trưng của sắt là màu đỏ hoặc nâu đỏ tùy theo phong hóa địa tầng.

Những kim loại và các chất độc hại nào có trong nước giếng khoan

Trong nước giếng khoan chứa rất nhiều các Ion kim loại nặng. Chúng ảnh hưởng rất lớn đến đời sống sinh hoạt của con người. Vì vậy cần phải xử lý những ion kim loại này để chúng không ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng. Trong nước giếng khoan có vài ion kim loại cần xử lý như:

1. Ion sắt
2. Ion mangan.
3. Các hợp chất hữu cơ.
4. Ion canxi.
5. Ion Asenic.
6. Các loại vi khuẩn.

Ion sắt:

Ion sắt là một loại ion rất phổ biến trong nước giếng khoan. Khi có sự xuất hiện của ion này chúng sẽ để lại màu đặc trưng của sắt. Ion này khi gặp ô xy sẽ phản ứng mạnh liệt rồi bị chuyển hóa thành sắt 3.Tới khi thời gian đủ lâu các ion này sẽ kết tủa và lắng dần xuống đáy thiết bị chứa nước.

Ion sắt nếu không được loại bỏ trong nước giếng khoan sẽ ảnh hưởng rất lớn. Đến các thiết bị chứa nước, đường ống dẫn nước, các thiết bị sử dụng nước. Và nguy hiểm nhất là ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng. Nước giếng khoan có chứa nhiều ion sắt khi tiếp xúc trực tiếp lâu ngày sẽ gây ra rất nhiều các bệnh về mắt, tai  và các bệnh ngoài da.

Ion mangan:

Ion mangan cũng kết tủa tạo thành màu đen ở các thiết bị chứa nước. Tuy nhiên hàm lượng không cao như các ion sắt. Các ion mangan hòa tan vào trong nước, phải có đủ lượng ô xy cần thiết thì các ion này mới kết tủa.

Những ion này không kết tủa ngay tức thì như sắt mà chúng âm thầm kết tủa và tích tụ từng ngày. Sau thời gian dài dùng nước tuy nhìn rất trong nhưng khi để ý các thiết bị vệ sinh hoặc thiết bị chứa nước sẽ xuất hiện các mảng bám màu đen. Khi chạm vào rất nhờn và đen. Đó là sự xuất hiện của các Ion mangan có trong nước giếng khoan.

Ion mangan nguy hiểm hơn so với ion sắt vì chúng âm thầm tán phá các thiết bị vệ sinh trong nhà. Chúng sẽ bám chặt vào các đường ống dẫn nước. Ngoài tàn phá các thiết bị vệ sinh, các thiết bị chứa nước ion mangan còn làm ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe người sử dụng. Các bệnh do mangan gây ra thường thường liên quan đến mắt, da và liên quan đến các bệnh lý đường hô hấp.

Các hợp chất hữu cơ:

Các hợp chất hữu cơ thường hòa tan vào trong nước gây ra độ màu cho nước. Nếu không được xử lý, khi sử dụng sẽ gây mùi khó chịu cho những cá thể sử dụng nước. Ngoài ra các chất hữu cơ này còn gây ảnh hưởng lớn đến các thiết bị vệ sinh và các thiết bị sử dụng nước.

Các hợp chất hữu cơ khi tồn tại trong nước chúng sẽ tạo thành các lớp mỏng bao quanh các hạt sắt. Vì lý do đó nước có các hợp chất hữu cơ sẽ có màu ánh vàng. Những chất hữu cơ này bao quanh các hạt sắt, không cho chúng có điều kiện bám dính với nhau. Nên khi lọc qua bể lọc cát sẽ không thể giữ lại được.

Ion canxi:

Ion canxi thường được biết đến là cặn vôi. Chúng hòa tan vào trong nước và chỉ kết taủ ở nhiệt độ trên 55 độ C. Hoặc để khô chúng sẽ bám vào bề mặt các vật liệu chứa nước.

Ion canxi nếu có hàm lượng cao sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe người sử dụng. Những ion này còn ảnh hưởng đến các thiết bị gia nhiệt như bình nóng lạnh, siêu đun nước… Khi sử dụng một thời gian các ion này sẽ bám dính vào thiết bị chứa nước. Gây nên hiện tượng tiêu tốn nhiên liệu hoặc ảnh hưởng rất lớn đến thiết bị.

Ion asenic:

Ion Asenic tồn tại dưới dạng hòa tan. Sự ảnh hưởng khủng khiếp từ asen đến sức khỏe con người đã được biết đến từ rất lâu. Những ion này nếu sử dụng với liều lượng lớn sẽ gây chết người trong thời gian ngắn. Tuy nhiên ở trong nước Asenic tồn tại dưới dạng hòa tan với liều lượng cực thấp.

Chúng không thể gây hại cho người sử dụng tức thì. Nhưng chúng lại vô tình giết người một cách âm thầm. Ở Việt Nam Asenic tồn tại rất nhiều ở các giếng khoan ven đồng bằng châu thổ sông hồng.

Những nguồn nước giếng khoan các khu vực như Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương, Hà Nam, Thái Bình, Nam Dịnh… thường bị ô nhiễm hàm lượng Asenic vượt tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần. Nếu không có phương án xử lý hiệu quả sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe người sử dụng.

Ion Asenic rất khác các loại ion khác. Chúng hòa tan vào trong nước và không thể bị giữ lại bởi lớp cát lọc. Vì vậy phương pháp xử lý phổ biến vẫn là hấp thụ. Tuy nhiên không phải loại vật liệu nào trên thị trường cũng có thể hấp thụ Asenic.

Vì vậy khi bạn muốn xử lý được Asenic bạn phải hiểu được Asenic đó tồn tại dưới dạng nào. Và chúng ta cần chuyển hóa chúng sang dạng nào để có thể xử lý hiệu quả. Nếu bước chuyến hóa asenic không đạt hiệu quả chúng sẽ đi qua lớp vật liệu lọc.

Hiện nay có một vài đơn vị sử dụng KMnO4 để nhằm xúc tác Asenic tuy nhiên hiệu quả không cao. Chỉ làm được với những nguồn nước có hàm lượng Asenic thấp và KmnO4 gần như không có hiệu quả đối với Asenic.

Các loại vi khuẩn:

Những loại vi khuẩn tồn tại trong nước giếng khoan chủ yếu là Colifrom, E.coli. Những loại vi khuẩn gây bệnh này thường tồn tại với mật độ rất nhỏ. Chúng thường xâm nhập theo đường bụi bẩn vì vậy rất khó xử lý chúng.

Hiện nay các nhà máy nước đang sử dụng Clo để diệt khuẩn. Tuy có khả năng xử lý được vi khuẩn nhưng lại gây nên mùi khó chịu cho người sử dụng. Nhiều người còn bị dị ứng với hàm lượng Clo trong nước cao.

Giới thiệu hệ thống lọc nước giếng khoan gia đình.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc nước giếng khoan gia đình.

Đầu tiên nước giếng khoan sẽ được đưa qua thiết bị xử lý sơ bộ, thiết bị này được gắn trên đường ống. Mục đích là đưa ô xy có trong không khí hòa tan vào trong nước. Tạo môi trường ô xy hóa khử giúp ôxy hóa các ion hòa tan như sắt và mangan.

Nước giếng khoan sau khi được làm giầu ô xy sẽ tạo ra phản ứng giúp các ion trong nước liên kết với nhau. Tạo thành các bông cặn có kích thước lớn hơn tỉ trong của nước hoặc kích thước lớn hơn khe rỗng của lớp vật liệu lọc. Nếu kích thước hạt cặn lớn hơn tỉ trọng của nước chúng sẽ tự động lắng. Còn nếu như kích thước chúng lớn hơn kích thước lớp lọc chúng sẽ bị lớp lọc giữ lại.

Nước giếng khoan sau khi được ô xy hóa sẽ được lưu trữ trong bể lắng. Bể lắng thường có dung tích lớn sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các bông cặn có điều kiện lắng xuống đáy bể. Tuy nhiên trong điều kiện gia đình nếu đầu tư bể lắng quá lớn sẽ gây tốn kém cho gia chủ.

Vì vậy phần bể lắng sẽ được cắt bỏ mà thay thế vào đó là bể phản ứng. Có dung tích nhỏ tầm 200 lít. Bể này có chức năng ổn định dòng chảy và tạo điều kiện thuận lợi cho ion sắt phản ứng từ Fe2+ ==> Fe3+. Lúc này khi sắt đã bị ô xy hóa chúng sẽ tạo thành những bông cặn lớn có kích thước lớn hơn kích thước lỗ rỗng của lớp vật liệu lọc. Vì vậy các ion này sẽ bị giữ lại trong quá trình lọc.

Nước giếng khoan sau khi được ngưng tụ ở bể phản ứng, trong bể phản ứng được bố trí 1 phao điện. Phao ngược cạn cắt máy bơm, đầy nước máy bơm chạy để bảo vệ máy bơm lọc trong trường hợp bể phản ứng hết nước. Khi bể phản ứng đầy nước, phao báo mức sẽ kích hoạt cho máy bơm lọc hoạt động để đưa nước vào các bể lọc.

Quá trình xử lý tiếp theo sẽ là các bể lọc. Tùy theo từng nguồn nước để chúng ta lựa chọn có 1 bể lọc hoặc 2 và thậm trí là 3 bể lọc. Việc nhiều bể lọc nối tiếp nhau sẽ giúp chất lượng nước sau lọc tốt hơn. Nhưng ngược lại giá thành sản phẩm lại có chiều hướng tăng cao, nhiều hộ gia đình không đủ kinh phí để đầu tư.

Khả năng xử lý của bể lọc phụ thuộc hoàn toàn vào cách bố trí lớp vật liệu lọc và chất lượng vật liệu lọc. Giá thành của bộ lọc cũng liên quan rất lớn đến vật liệu lọc, vì vật liệu lọc tốt thường có giá thành cao.

Giới thiệu thiết bị lọc.

Thiết bị phản ứng:

Thiết bị phản ứng là giai đoan đầu tiên trong hệ thống lọc nước giếng khoan gia đình. Chúng có chức năng chuyển hóa các ion sắt và mangan từ trạng thái này sang trạng thái khác. Thiết bị phản ứng gồm 2 thiết bị:

Thiết bị phản ứng ô xy hóa

Là một thiết bị được thiết kế đặc biệt nhờ vào cơ chế cưỡng bức dòng nước. Từ dòng nước lớn được cuộn nhỏ lại, giúp lực nước đi qua ống sẽ tạo ra áp xuất âm lớn. Điều này giúp chúng hút ô xy có trong không khí hòa trộn động đều vào nước giếng khoan.

Khi không khí hòa trộn đồng đều vào nước giếng khoan chúng sẽ tạo ra môi trường ô xy hóa khử. Khi O2 đi vào trong nước giếng khoan chúng sẽ ô xy hóa các ion có trong nước. Điển hình nhất là sắt và mangan.

Thiết bị phụ trợ phản ứng

Là một bể chứa có dung tích đủ lớn để kích hoạt đầy đủ quá trình phản ứng phụ sau khi qua thiết bị ô xy hóa. Thiết bị phụ trợ phản ứng sẽ làm tiếp tục quá trình phản ứng của sắt. Chúng sẽ nhận ô xy có trong không khí và thải vào trong không khí các khí như CO2, H2S…

Điều này lý giải cho hiện tượng khi bơm nước lên khỏi giếng khoan chúng ta hay ngửi thấy mùi tanh. Thiết bị phản ứng phụ trợ cần thời gian ít nhất là 15 phút đến 30 phút để xử lý hiệu quả các khi có trong nước giếng khoan.

Thời gian đó đủ để có thể các ion sắt có thể bám dính với nhau. Tạo thành các bông cặn có kích thước lớn hơn kích thước khe rỗng các lớp vật liệu lọc. Nếu quá trình trợ phản ứng thất bại sẽ làm cho các bể lọc bị vô hiệu hóa.

Máy bơm:

Máy bơm trong hệ thống lọc nước giếng khoan gia đình gồm 2 chức năng chính:

Bơm nước qua thiết bị lọc.và xả rửa lớp vật liệu lọc.

Nước sau khi chứa vào thiết bị trợ phản ứng, khi bể đủ lượng nước cần thiết phao báo mức sẽ hoạt động. Kích hoạt cho máy bơm lọc hoạt động. Khi lượng nước trong bể phản ứng bị thiết hút đi phao báo mức sẽ cắt đi để bảo vệ máy bơm lọc khỏi bị hỏng hóc.

Hệ thống lọc nước giếng khoan gia đình sau một thời gian dài hoạt động sẽ có rất nhiều các ion sắt và mangan bám dính vào lớp vật liệu lọc. Chúng sẽ làm giảm tốc độ dòng chảy xuống. Vì vậy khi sử dụng một thời gian chúng ta cần xả rửa lớp vật liệu lọc.

Vậy xả rửa bằng cách nào?

Khi chúng ta thấy thiết bị lọc bị bẩn chúng ta sẽ thay đổi chiều valve để nước sẽ được bơm từ dưới đáy bể lọc ngược lên trên. Điều này sẽ giúp thổi tơi lớp vật liệu lọc lên. Những ion sắt khi đó sẽ bị hòa tan vào trong dòng nước rồi chảy ra ngoài theo đường nước xả thải.

Phương pháp xả ngược được thực hiện liên tục trong quá trình vận hành hệ thống. Trung bình đối với nước giếng khoan cứ 10 – 30 ngày cần xả ngược lớp vật liệu lọc 1 lần. Giúp lớp vật liệu lọc không bị tắc.

Bể lọc:

Bể lọc là đơn vị xử lý quyết định chất lượng nước. Chúng có khả năng giữ lại các ion hòa tan trong nước có thể ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng.

Bể lọc thường được sử dụng gồm 2 bước lọc:

Lọc thô

Là quá trình xử lý đầu tiên. Lớp vật liệu lọc được lựa trọn chủ đạo là cát, sỏi thạch anh và lớp vật liệu xử lý sắt. Bể lọc thô có chức năng như một bể lọc cát thông thường. Chúng giữ lại các ion sắt, ion mangan trong nước giếng khoan.

Khi đi vào bể phản ứng chúng sẽ kết tủa những ion này có chiều hướng kích thước lớn hơn nhiều so với kích thước lỗ rỗng của lớp cát lọc. Chình vì vậy chúng sẽ bị giữ lại ở bể lọc đầu tiên.

Trong một vài trường hợp khi bể phản ứng không hoạt động hiệu quả. Thì lớp vật liệu lọc trên cùng của bể lọc thô sẽ đảm nhận trách nhiệm ô xy hóa hoàn toàn các ion này. Để làm sao khi đi qua bể lọc số 1 sang tới bể lọc số 2 chúng sẽ bị giữ lại.

Lọc tinh

Là đơn vị xử lý được đặt phía sau bể lọc thô. Chúng được sử dụng các loại vật liệu cao cấp giúp xử lý ion Asenic và các hợp chất hữu cơ.

Tuy nhiên trong một vài nguồn nước có hàm lượng ô nhiễm các ion này quá cao. Chúng ta sẽ cần lắp thêm các bể lọc phía sau để giải quyết tốt các chất hòa tan này.

Trên thị trường hiện nay tràn ngập các loại vật liệu lọc. Loại nào cũng được quảng cáo là tốt nhưng chỉ có khoảng 30% các loại vật liệu lọc này thực sự tốt. Còn lại toàn dân thương mại không hiểu biết gì về lọc nước quảng cáo không đúng sự thật với sản phẩm.

Nhưng có một điều rất trớ trêu thay các đơn vị như vậy lại có các chiêu thức quảng cáo vô cùng tốt. Làm cho khách hàng cảm tưởng như mình mua được hàng tốt. Ai ngờ tiền mất mà tật vẫn mang.