Nước nhiễm mangan và phương pháp xử lý nước nhiễm mangan

Nguồn nước ngày nay đối mặt với nhiều nguy cơ ô nhiễm, đáng chú ý phải kể đến nước nhiễm mangan. Vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn môi trường sống của chúng ta. Vậy làm thế nào để xử lý nước bị nhiễm mangan, hãy cùng tìm hiểu chi tiết bên dưới!

Nước nhiễm mangan là gì?

Nước nhiễm mangan được hiểu là nước có chỉ số vượt quá mức quy định của bộ Y Tế. Đối với nước uống, hàm lượng mangan không được vượt quá 0,3 mg/L (QCVN 01: 2009/BY). Mực dù vậy, một số loại nước có độ mangan < 0,02mg/l vẫn có thể tạo ra một lớp cặn màu đen.

Lý do khiến nguồn nước nhiễm mangan

Mangan có mặt trong nước thông qua quá trình rửa trôi, phong hóa của đất đá.

Do tác động trực tiếp của con người như vứt rác thải, nước thải xuống ao hồ. Khi đó, mangan sẽ tích tụ trong nguồn nước như ao, hồ sông, suối, biển, … gọi chung là nước bề mặt rồi từ nước bề mặt mangan sẽ ngấm vào mạch nước trong lòng đất (hay thường gọi là nước ngầm).

Ở Việt Nam, nhiều nghiên cứu chứng minh nồng độ mangan trong nước ngầm hay nước giếng tại khu vực như đồng bằng sông Mê Kông và đồng bằng châu thổ sông Hồng có mức độ mangan cao hơn mức cho phép.

Bên cạnh đó, không khí cũng đang xuất hiện tình trạng ô nhiễm mangan bởi tác động của hoạt động công nghiệp, đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch hay khí thải từ động cơ xăng dầu, …

Cách để nhận biết nước bị nhiễm mangan

Đầu tiên, chúng ta sẽ nhận biết một số đặc điểm của nguồn nước nhiễm mangan đó là:

• Nước có màu đục.
• Có mùi tanh.
• Có lớp cặn màu đen.

Một số cách nhận biết nước bị nhiễm mangan dễ nhất:

• Cách 1: Kiểm tra tại bồn chứa nước, bệ nhà vệ sinh, chậu rửa mặt, … nếu có bám các cặn đen chứng tỏ nguồn nước của gia đình bạn đang bị nhiễm mangan.
• Cách 2: Cắt đường ống dẫn nước và quan sát bên trong. Nếu thấy cặn đen trong đường ống thì đồng nghĩa với việc nước bị nhiễm mangan.
• Cách 3: Kiểm tra những dụng cụ thiết bị có chứa nước xem có vết ố vàng hay không. Tuy nhiên, cách này khá khó để phân biệt bởi nước nhiễm phèn cũng gây ố vàng.
• Cách 4: Bạn có thể ngửi mùi của nước, nếu có mùi tanh thì có nghĩa nước bị nhiễm kim loại nặng.
• Cách 5: Sử dụng thiết bị kiểm tra nước để nhận định chính xác.

Xem thêm: Hướng dẫn 3 cách nhận biết nước nhiễm phèn đơn giản tại nhà

Tác hại của nước bị nhiễm mangan

Đối với sức khỏe

Hàm lượng mangan trong nước cần đảm bảo dưới 0.1 mg/lít. Nếu sử dụng nước nhiễm mangan lâu ngày có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ. Cụ thể:

• Ảnh hưởng đến chức năng của hệ thần kinh, gây nên triệu chứng Manganism và một số biểu hiện tương tự như bệnh Parkinson.
• Hấp thụ lượng lớn Mangan vào cơ thể có thể gây tổn hại đối với phổi, thận, tim mạch.
• Giảm khả năng ngôn ngữ, trí nhớ và khả năng vận động.
• Đặc biệt, mangan có hại đối với trẻ nhỏ. Cơ thể trẻ em dễ dàng hấp thụ Mangan nhưng khi tiết thải ra ngoài rất ít, dẫn đến việc tích tụ nhiều trong cơ thể, gây ra các hậu quả nghiêm trọng đến sức khỏe.

Đối với sinh hoạt

Ngoài những ảnh hưởng đến sức khỏe, nước nhiễm mangan còn gây ra nhiều tác hại trong sinh hoạt như:

• Nước nhiễm mangan có thể làm hoen rỉ, ố màu đối với các thiết bị trong nhà như vòi nước, bồn tắm, máy giặt, bình nóng lạnh,. .. do khả năng oxy hóa cao.
• Mangan trong nước có thể kết tủa thành cặn bẩn, lắng đọng và gây tắc nghẽn đường ống nước.
• Nước nhiễm mangan có thể làm ố vàng các bề mặt mà nó tiếp xúc, như nền nhà, tường nhà, bồn tắm, …
• …

Các phương pháp xử lý nước bị nhiễm mangan hiện nay

Dưới đây, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về các phương pháp để xử lý nước bị nhiễm mangan:

Phương pháp oxy hóa

Mục tiêu: Loại bỏ mangan khỏi nước bằng cách oxy hóa nó thành MnO2 không hòa tan và sau đó lọc bỏ cặn.

Các bước thực hiện:

Bước 1: Oxy hóa mangan

Sử dụng chất oxy hóa mạnh như ozone, kali permanganat hoặc clo (ít phổ biến hơn do nguy cơ hình thành THMs).

Lựa chọn liều lượng phù hợp:

• Quá ít: Không khử hoàn toàn mangan.
• Quá nhiều: Nước có màu tím hồng (KMnO4) hoặc tạo ra THMs (clo).

Đối với nguồn nước ngầm nhỏ, bạn có thể sử dụng sục khí để oxy hóa mangan bằng oxy trong không khí (hiệu quả thấp hơn).

Bước 2: Lọc để loại bỏ cặn MnO2 đã kết tủa bằng phương pháp lọc.

Lưu ý:

• Bạn cần phải theo dõi nguồn nước trước và sau khi xử lý để đảm bảo hiệu quả oxy hóa và khử mangan.
• Độ pH của nước ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng oxy hóa: pH > 9,5 tốt nhất.

Đánh giá ưu và nhược điểm của phương pháp oxy hoá:

Ưu điểm:

• Thực hiện tương đối dễ.
• Hiệu quả cao khi sử dụng chất oxy hóa phù hợp.
• Thiết bị và đầu tư vốn thấp (so với một số phương pháp khác).

Nhược điểm:

• Phải kiểm soát liều lượng chất oxy hóa dùng, đặc biệt là permanganat.
• Phải xử lý kết tủa sau khi xử lý cần đảm bảo loại bỏ triệt để.

Phương pháp lọc bằng vật liệu hấp phụ

Nhìn chung, quá trình oxy hóa mangan sẽ phức tạp hơn so với oxi hoá sắt. Lý do là vì tốc độ phản ứng chậm hơn. Mỗi phản ứng diễn ra từ 10 đến 30 phút trước quá trình lọc.

Phương pháp lọc mangan bằng vật liệu hấp phụ dựa trên nguyên lý của phản ứng oxy hóa, trong đó ion Mn2+ được chuyển hóa thành các hạt MnO2 và hấp phụ lên bề mặt của vật liệu chứa tác nhân oxy hóa. Để phương pháp này diễn ra một cách hiệu quả, pH của nước đầu vào cần đạt ≥ 7,0 và thế oxy hóa khử phải lớn hơn 700mV.

Một số vật liệu lọc khác nhau cần chuẩn bị cho quá trình loại bỏ mangan ra khỏi nước bao gồm mangan greensand, cát mangan và gốm macrolit (vật liệu gốm có dạng hình cầu với bề mặt nhám, cơ chế loại bỏ mangan dựa trên sức căng bề mặt đối với ion kim loại hơn là qua quá trình oxy hóa hoặc hấp phụ).

Đánh giá ưu và nhược điểm của phương pháp lọc bằng vật liệu hấp thụ:

Ưu điểm:

• Vận hành đơn giản và có thể đưa vào bể lọc đang sử dụng.
• Tuổi thọ vật liệu cao.

Nhược điểm:

• Phải tiền xử lý nâng pH nước đầu vào trước khi đưa qua vật liệu khi không đạt pH yêu cầu.
• Một số loại vật liệu hấp phụ cần phải tái sinh định kỳ để hoàn nguyên.

Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion cũng được ứng dụng phổ biến để xử lý nước nhiễm mangan. Phương pháp này hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng các hạt nhựa trao đổi cation (chất trao đổi ion) để trao đổi ion Na+, K+ trong nước với ion Mn2+. Quá trình trao đổi ion xảy ra theo nguyên tắc:

2[K]-Na + Mn2+ → [K2]-Mn + 2 Na+

Đánh giá ưu và nhược điểm của phương pháp trao đổi ion:

Ưu điểm:

• Hiệu quả khử mangan khá cao.
• Có thể xử lý được nguồn nước nhiễm mangan ở nồng độ thấp.

Nhược điểm:

• Khả năng trao đổi ion sẽ giảm xuống khi trong nước có chất oxy hóa là kết tủa dioxit mangan làm phá hủy các vật liệu trao đổi.
• Chi phí cao do các nguyên vật liệu đắt và không sẵn có.

Tham khảo thêm: Làm mềm nước cứng bằng phương pháp trao đổi ion hiệu quả

Phương pháp tạo phức chelat

Phương pháp tạo phức chelat là một kỹ thuật xử lý nước nhiễm mangan bằng cách sử dụng những hóa chất để “bẫy” ion mangan trong nước. Khi đó, nó có thể ngăn chặn những tác hại do mangan gây ra mà không cần phải loại bỏ hoàn toàn chúng khỏi nước.

Cách thức hoạt động:

• Hóa chất chelat: Các hóa chất thường sử dụng trong phương pháp này bao gồm polyphosphate (pyrophosphate, tripolyphosphate, hoặc metaphosphate) và clo. Các hóa chất này được gọi là tác nhân chelat bởi vì chúng có khả năng “bẫy” ion mangan bằng cách quyên góp electron để hình thành liên kết phối hợp với ion mangan.
• Quá trình tạo phức: Khi tác nhân chelat được thêm vào nước, chúng sẽ tiến hành liên kết với ion mangan tạo thành phức chelat. Phức chelat này có kích thước lớn hơn ion mangan và có khả năng hòa tan tốt trong nước. Nhờ vậy, ion mangan bị “bẫy” trong phức chelat và không thể gây ra các vấn đề như oxy hóa, kết tụ hay kết tủa.

Đánh giá ưu và nhược điểm của phương pháp tạo phức chelat:

Ưu điểm:

• Kiểm soát nồng độ mangan trong nước mà không cần phải loại bỏ.
• Không tạo ra các chất thải sau khi xử lý.

Nhược điểm:

• Kim loại mangan chỉ bị cô lập trong nước, chúng không bị loại bỏ hoàn toàn ra khỏi nước.
• Chi phí thiết kế, vận hành hệ thống và hóa chất cao.

Tham khảo chọn mua: Các loại hóa chất xử lý nước thông dụng

Phương pháp sinh học

Tương tự như sắt, mangan trong nước cũng có thể được loại bỏ khỏi nước bằng phương pháp sinh học. Quá trình này sử dụng các vi khuẩn có khả năng lấy năng lượng từ quá trình oxy hóa mangan.

Cơ chế hoạt động:

• Các vi khuẩn này có khả năng hấp phụ ion mangan hòa tan trên bề mặt màng tế bào.
• Sau khi được hấp phụ, ion mangan sẽ được oxy hóa bởi enzym của vi khuẩn.
• Sản phẩm oxy hóa của mangan, thường là phèn sẽ được tập trung trong một vỏ bao quanh tế bào hoặc nhóm tế bào.

Điều kiện cần thiết:

• Độ pH: Quá trình oxy hóa sinh học mangan cần được thực hiện trong môi trường có độ pH lớn hơn 7,5.
• Nồng độ oxy: Nước cần có độ bão hòa oxy hòa tan để đảm bảo vi khuẩn có đủ oxy cho quá trình hô hấp và oxy hóa mangan.

Một số vi khuẩn dị dưỡng có khả năng xử lý nồng độ mangan trong nước gồm: Pseudomonas (Ps. manganoxydans), Leptothrix, Hyphomicrobium (H. vulgare), Metallogenium (M. personatum, M. symbioticum).

Đánh giá ưu và nhược điểm của phương pháp sinh học:

Ưu điểm:

• Xử lý tốt nước nhiễm mangan ngay cả khi đó là nguồn nước ngầm.
• Thân thiện với môi trường. Quá trình xử lý không tạo nguồn thải độc hại khó xử lý.

Nhược điểm:

• Điều kiện xúc tác oxy hóa sinh học cần phải đạt yêu cầu.
• Có thể gây hại cho bể chứa bởi dễ tắc nghẽn sinh khối.
• Chi phí đầu tư hệ thống ban đầu cao.

Phương pháp lọc màng

Phương pháp lọc màng cũng là cách để xử lý nước nhiễm mangan hiệu quả. Mangan cũng là một trong số những kim loại nặng tồn tại và khả năng gây ô nhiễm nguồn nước tuy với mức độ nhẹ hơn những kim loại nặng nguy hiểm khác.

Ngoài ra, bạn cần lưu ý rằng việc sử dụng màng RO có thể không phù hợp với nguồn nước có hàm lượng mangan cao hoặc có nhiều tạp chất khác. Trong trường hợp này, bạn cần kết hợp phương pháp lọc màng RO với các phương pháp xử lý khác để đảm bảo hiệu quả và chất lượng nước đạt yêu cầu.

Đánh giá ưu và nhược điểm của phương pháp lọc màng:

Ưu điểm:

• Màng lọc RO có khả năng loại bỏ đến hơn 99% nước nhiễm mangan.
• Hệ thống lọc RO thường được thiết kế đơn giản, dễ vận hành và bảo trì.
• Chi phí hợp lý, có thể tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì trong dài hạn.
• Kích thước hệ thống nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt trong không gian nhỏ hẹp.

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống lọc RO cao.
• Quá trình lọc RO tạo ra lượng nước thải đáng kể cần được xử lý.
• Màng lọc RO không thể loại bỏ được các tạp chất hữu cơ và vi sinh vật.
• Nước đầu vào cần có chất lượng tốt và ít cặn bẩn.

Tìm hiểu: Công nghệ lọc nước RO: Ưu điểm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động

Hệ thống xử lý nước nhiễm mangan

Bể lọc nước giếng khoan

Xây dựng một bể lọc nước giếng khoan là phương pháp hiệu quả để loại bỏ mangan ra khỏi nước. Dưới đây là cách để xây dựng hệ thống xử lý:

Bước 1: Xây bể lọc mangan

Tuỳ vào mục đích sử dụng và công suất xử lý mà chúng ta sẽ lựa chọn kích thước bể phù hợp. Dưới đây là hướng dẫn làm bể lọc với quy mô cho hộ gia đình sử dụng.

• Chia bể thành 2 ngăn, 1 ngăn đổ vật liệu lọc, ngăn còn lại chứa nước sau khi lọc. Bể có kích thước là 2m x 1m x 1.5m (chiều dài x chiều rộng x chiều cao).
• Các vật liệu sử dụng: Cát thạch anh, sỏi thạch anh, than hoạt tính, cát mangan.
• Ở dưới đáy của bể, chúng ta bố trí ống lược để thu nước và ngăn không để vật liệu lọc đi qua. Thông thường, ta sẽ dùng ống PVC phi 60 trở lên.
• Phía trên cùng dùng dàn phun mưa hoặc Ejector để trọn không khí vào nước. Bước này nhằm mục đích cung cấp hàm lượng oxi xúc tác quá trình oxy hóa mangan diễn ra nhanh hơn.

Bước 2: Cách sắp xếp các lớp vật liệu trong bể lọc nước

Thứ tự sắp xếp từ dưới lên trên như sau:

• Dưới cùng là 2 lớp sỏi thạch anh dày có độ dày khoảng 20cm ở giữa đặt ống lược thu nước. Sỏi được sử dụng có kích thước lớn 10 – 20mm.
• Tiếp theo là lớp cát thạch anh chuyên dùng. Cát có kích 8 – 12mm.
• Lớp than hoạt tính có độ dày khoảng 15 – 20cm, có tác dụng hấp thụ các kim mangan, khử màu và khử mùi hôi trong nước. Để đạt hiệu quả cao nhất, bạn nên dùng than hoạt tính từ gáo dừa. Tuyệt đối không được sử dụng than củi bởi khả năng lọc kém hơn rất nhiều.
• Lớp cát mangan là lớp vật liệu xúc tác khử sắt và xử lý mangan trong nước. Lớp này nên có độ dày tối thiểu là 20cm.
• Lớp trên cùng sẽ sử dụng lớp cát lọc nước. Lớp cát có kích thước hạt nhỏ 0.8 – 1,2mm để giữa lại các cặn bẩn đồng thời một phần phèn sắt sẽ được bám dính vào những hạt cát trong lớp này.

Xem chi tiết: Cách làm bể lọc nước bằng cát sỏi hiệu quả, chi tiết các bước

Bộ lọc tổng đầu nguồn

Xử lý nước mangan bằng hệ thống tổng đầu nguồn cũng là giải pháp hoàn hảo. Ưu điểm lớn của giải pháp này đó là không cần tốn nhiều diện tích để lắp đặt nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả cao.

Hệ thống này được vận hành hoàn toàn tự động, với cơ chế sục xả lọc và tái sử dụng vật liệu lọc thông qua van lọc thông minh. Nước sau khi được lọc qua hệ thống này được loại bỏ hoàn toàn các cặn bẩn, tạp chất hữu cơ và clo dư. Bạn có thể yên tâm bảo sạch, trong suốt, không mùi, không vị. Đặc biệt, qua bộ lọc tổng đầu nguồn, sắt và mangan sẽ được loại bỏ.

Tham khảo chọn mua: Bồn lọc composite cho bộ lọc gia đình, công nghiệp giá tốt

Máy lọc nước RO

Lựa chọn máy lọc nước RO cũng là giải pháp để xử lý nước nhiễm mangan. Nguồn nước sau khi lọc có độ tinh khiết cao, loại bỏ hoàn toàn các kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ và vô cơ, tồn dư hóa chất hay cả vi khuẩn, vi rút.

Địa chỉ mua và lắp đặt hệ thống xử lý nước bị nhiễm mangan

Công ty TNHH TM DV Môi Trường Song Phụng là một trong những địa chỉ uy tín cung cấp dịch vụ mua và lắp đặt hệ thống xử lý nước nhiễm mangan. Với hơn 10 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước, Song Phụng đã nhận được sự tin tưởng của hơn 5000+ khách hàng. Tính đến này, công ty đã thực hiện hơn 4000+ dự án.

Song Phụng – Chuyên cung cấp các sản phẩm, hệ thống xử lý nước bị nhiễm mangan:

• Cam kết mang đến cho khách hàng mức giá cạnh tranh nhất trên thị trường.
• Chính sách bảo hành hệ thống xử lý nước nhiễm mangan rõ ràng, minh bạch.
• Sẵn sàng hỗ trợ khách hàng 24/7.

Liên hệ ngay với Song Phụng để được tư vấn miễn phí: 0913 90 72 74 hoặc 0984 620 494.

Trên đây, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về tình trạng nước nhiễm mangan. Hy vọng thông tin này hữu ích đối với bạn trong việc xử lý nguồn nước tại gia đình mình, đảm bảo sử dụng nước sạch, an toàn. Nếu bạn còn có vướng mắc nào trong quá trình xử lý nước, hãy liên hệ đến hotline hoặc bình luận bên dưới để được giải đáp nhé!