Khử Nitrat trong nước giếng khoan
(Kỳ 1)
Khử nitrat bằng phương pháp lọc qua màng có hiệu quả cao với thẩm
thấu ngược (RO) và siêu lọc UF. Tuy nhiên hiệu quả chỉ khoảng 60 - 65%
hàm lượng nitrat được loại trừ. Để khử nitrat triệt để, phương pháp RO
thường được đưa vào dây chuyền công nghệ vận hành trước cột trao đổi ion.
Hàm lượng cho phép của nitrat trong nước ăn uống theo tiêu chuẩn Việt
Nam (TCVN5501-91) là 45mg/l.
Các phương pháp khử nitrat
Để khử nitrat người ta thường dùng các phương pháp: lọc thẩm thấu ngược
RO, điện phân, trao đổi ion, sinh học.
Khử nitrat bằng phương pháp lọc qua màng có hiệu quả cao với thẩm thấu
ngược (RO) và siêu lọc UF. Tuy nhiên hiệu quả chỉ khoảng 60 - 65% hàm lượng
nitrat được loại trừ. Để khử nitrat triệt để, phương pháp RO thường được đưa vào
dây chuyền công nghệ vận hành trước cột trao đổi ion.
Phương pháp thẩm thấu ngược dùng màng bán thấm RO rất tốn kém chỉ
dùng để khử nước có tổng lượng khoáng (TDS) cao, nước nhiễm mặn hoặc có
nguồn gốc nước ven biển, nước biển.
Chọn phương pháp khử nitrat cần phải dựa vào chất lượng nước yêu cầu
sau xử lý, thành phần muối hòa tan trong nước nguồn:
- Khi tổng hàm lượng muối trong nước nguồn thấp: nitrat vượt quá tiêu
chuẩn, lượng ion Cl- trong nước thấp dùng phương pháp trao đổi ion phù hợp.
- Khi tổng hàm lượng muối trong nước nguồn cao: Cl- , SO42- , NO3- cao
ứng dụng phương pháp trao đổi ion không hiệu quả kinh tế, nên dùng phương
pháp phối hợp với phương pháp thẩm thấu ngược dùng màng bán thấm RO.
Phương pháp trao đổi ion:
Trao đổi ion là quá trình hấp thụ các
ion trong dung dịch lên lớp vật liệu trao đổi
và thay thế bằng những ion của lớp vật liệu
trao đổi hòa tan vào dung dịch ấy.
Để khử ion nitrat trong nước, khi sử dụng phương pháp trao đổi ion chất
lượng nước sau xử lý sẽ đạt được độ an toàn cao. Ion nitrat sẽ được trao đổi với
một ion của nhựa trao đổi ion với một lưu lượng dòng chảy được lựa chọn.
Trong phương pháp xử lý nước ngầm nhiễm nitrat, loại nhựa anionit có tính
kiềm mạnh rất thích hợp và thông dụng. Loại nhựa này có độ bền khá cao, hiệu
quả trao đổi tốt, chất lượng trao đổi lớn. Nhựa trao đổi anionit thường có dạng
tổng quát là R - Cl.
Quá trình khử nitrat bằng phương pháp trao đổi ion dựa theo phản ứng sau:
R - Cl + NO3- ® R - NO3 + Cl-
NO3- được hấp phụ kết nối trên nhựa trao đổi ion tạo thành R -NO3, còn
ion Cl- ở trong hạt nhựa sẽ hòa tan trong nước.
R - NO3 có thể được tái sinh lại dạng ban đầu R - Cl bằng cách hoàn
nguyên nhựa trao đổi bởi dung dịch NaCl hay dung dịch NaOH theo phản ứng sau
hóa học sau:
R - NO3 + NaCl ® RCl + NO3-
Hoặc R - NO3 + NaOH ® ROH + NO3-
Tuy nhiên loại nhựa kiềm mạnh cũng khử các anion khác có trong nước.
Tùy thuộc vào lượng SO42- trong nước nhiễm nitrat mà ảnh hưởng đến dung
lượng trao đổi Nitrat của nhựa. Tùy theo yêu cầu chất lượng nước và từng điều
kiện cụ thể có thể chọn phương pháp khử nitrat thích hợp, thông thường người ta
thường dùng phương pháp trao đổi ion.
Điều kiện áp dụng phương pháp trao đổi ion đạt hiệu quả cao: Nước có
hàm lượng cặn < 1 g/l. Tổng hàm lượng ion nitrat, sulfat và clor có trong nước
nguồn muốn xử lý phải nhỏ hơn 250 mg/l (vì hàm lượng clo lớn nhất cho phép
trong nước ăn uống là 250 mg/l).
Thông số kỹ thuật hệ thống khử nitrat:
1. Thùng chứa đá vôi
- Dung tích 170 lít
- Đá vôi 50 - 70 kg
2. Cột lọc áp lực (cột lọc cát)
- Tốc độ lọc áp lực: 6 - 12 m/giờ
- Cột bằng nhựa PVC, đường kính 200 mm
- Chiều cao cột: 1,8 m
- Chiều dày lớp vật liệu lọc:
+ Lớp sỏi: 0,3 m
+ Lớp cát: 0,8 - 1,0 m (đường kính hạt: 1,2 - 2 mm)
- Phía dưới cột lọc lắp đặt ống thu nước qua cột lọc nitrat v
à
hệ thống van rửa lọc.
3. Cột lọc nitrat (cột trao đổi ion)
- Tốc độ lọc của cột trao đổi ion: 7 - 30 m/giờ
- Cột bằng nhựa PVC, đường kính 114 mm
- Chiều cao cột: 1,7 m
- Chiều dày lớp nhựa trao đổi: 0,8 m
- Nhựa trao đổi: nhựa anion dạng R-Cl có tính baz m
ạnh,
dung tính 8 lít.
- Đư
ờng kính hạt nhựa: 0,55 ± 0,05 mm. Ký hiệu M.600,
xuất xứ: Anh
4. Thùng chứa dung dịch hoàn nguyên
- Thùng bằng nhựa
- Dung tích 60 lít