Công nghệ xử lý nước ngầm: Sơ đồ chi tiết và ứng dụng cụ thể

Công nghệ xử lý nước ngầm đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn nước sạch cho sinh hoạt và sản xuất. Quá trình này bao gồm nhiều bước như lắng, lọc, khử sắt, khử trùng bằng UV, Ozone hoặc Clo để loại bỏ tạp chất, vi khuẩn và kim loại nặng. Bài viết này của Môi Trường Song Phụng sẽ cung cấp sơ đồ chi tiết về quy trình xử lý nước ngầm cùng những ứng dụng thực tế trong đời sống.

Tìm hiểu nước ngầm là gì?

Khái niệm và đặc điểm nổi bật 

Nước ngầm (nước dưới mặt đất) là loại nước tồn tại trong các khoảng không gian rỗng của đất, được lưu trữ trong các lớp đất đá trầm tích như cát, sỏi, bột kết, hoặc trong các khe nứt của đá và hang động cacxtơ dưới bề mặt trái đất. Các không gian này có sự liên kết với nhau, tạo thành một hệ thống lưu thông nước. Nước ngầm có thể được khai thác để phục vụ cho các nhu cầu sinh hoạt của con người.

Điểm đặc trưng của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các tầng đất xốp, hình thành các dòng chảy theo địa hình. Tùy vào độ sâu của nước, người ta chia nước ngầm thành hai loại chính: nước ngầm nông và nước ngầm sâu.

Nguồn gốc hình thành mạch nước ngầm 

Cơ chế hình thành nước ngầm bắt đầu từ quá trình nước trên mặt đất, như ở ao, sông, biển, bị bốc hơi dưới tác động của ánh nắng mặt trời. Hơi nước sau đó gặp phải không khí lạnh, ngưng tụ lại và hình thành mưa. 

Khi mưa rơi xuống, một phần nước sẽ chảy vào ao, hồ, biển; một phần bị bốc hơi trên mặt đất hoặc mặt nước, và phần còn lại thấm vào đất. Khi nước thấm xuống các lớp đất, nếu gặp phải các tầng đất không thấm được, nước sẽ tích tụ lâu ngày, hình thành nên nước ngầm.

>>> Xem thêm: Tìm hiểu hệ thống xử lý nước tinh khiết phổ biến hiện nay

Các công nghệ xử lý nước ngầm phổ biến hiện nay

Phương pháp làm thoáng bằng giàn mưa khử sắt 

Phương pháp làm thoáng bằng giàn mưa khử sắt là một kỹ thuật được sử dụng để loại bỏ sắt hòa tan trong nước ngầm. Phương pháp này hoạt động dựa trên nguyên lý tăng cường tiếp xúc giữa nước và không khí, giúp oxy hóa sắt và làm cho nó lắng xuống dưới dạng các hạt rắn, dễ dàng loại bỏ qua quá trình lọc.

Phương pháp sử dụng các chất hóa học

• Khử sắt có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau như sử dụng vôi tôi, soda, hạt nhựa trao đổi ion, vi sinh vật, điện phân hoặc khử sắt trong lòng đất. Các phương pháp này giúp loại bỏ sắt từ nước ngầm, đảm bảo nguồn nước sạch hơn và không gây hại cho sức khỏe.
• Để khử mùi trong nước, phương pháp sử dụng than hoạt tính được áp dụng để loại bỏ các chất oxy hóa như clo, axit hypocloric, cloramin, ozon, permanganat và cromat. Than hoạt tính có khả năng hấp thụ các chất này, giúp cải thiện mùi vị của nước.
• Ozon, một chất oxy hóa mạnh, có khả năng loại bỏ các chất vô cơ gây đục, làm mất màu và mùi vị của nước. Một trong những ưu điểm lớn của ozon là khi phân hủy, nó không tạo ra các chất phụ gây hại, làm cho nước trở nên an toàn và sạch hơn.
• Đối với việc khử độ cứng của nước, các phương pháp như sử dụng vôi tôi, soda, trao đổi ion được áp dụng để loại bỏ các ion Ca2+ và Mg2+. Việc này giúp giảm thiểu hiện tượng đóng cặn trong nồi hơi, đường ống dẫn nước, từ đó bảo vệ thiết bị và đảm bảo chất lượng đồ uống, đồng thời ngăn ngừa các ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người.

Các phương pháp hóa học thường được ưa chuộng vì hiệu quả cao và khả năng xử lý nhanh chóng các vấn đề về chất lượng nước.

Phương pháp khử trùng nước (UV, Ozone, Clo)

Ba phương pháp khử trùng nước phổ biến là UV (tia cực tím), Ozone, và Clo. Dưới đây là một số thông tin chi tiết về từng phương pháp:

Khử trùng bằng tia UV

Phương pháp khử trùng nước bằng tia cực tím (UV) là sử dụng ánh sáng tia cực tím để tiêu diệt vi khuẩn, virus và các sinh vật gây bệnh. Khi nước được chiếu tia UV, ánh sáng sẽ làm thay đổi cấu trúc DNA hoặc RNA của vi sinh vật, ngừng khả năng sinh sản và phát triển. 

Ưu điểm của phương pháp này là không sử dụng hóa chất, giúp nước không có dư lượng hóa chất, đồng thời hiệu quả trong việc tiêu diệt vi sinh vật. Tuy nhiên, hiệu quả phụ thuộc vào độ đục của nước và không thể loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ.

Khử trùng bằng Ozone (O₃)

Ozone là một chất oxy hóa mạnh, có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, virus và các chất ô nhiễm trong nước. Ozone giúp cải thiện màu sắc, mùi vị của nước và tiêu diệt vi sinh vật hiệu quả. 

Phương pháp này không để lại dư lượng hóa chất trong nước. Tuy nhiên, Ozone có thời gian tồn tại ngắn và yêu cầu thiết bị chuyên dụng để tạo ra, dẫn đến chi phí cao hơn so với các phương pháp khác.

Khử trùng bằng Clo

Canxi Clorua là một chất khử trùng mạnh, có thể tiêu diệt vi khuẩn, virus và các mầm bệnh khác trong nước. Clo hoạt động bằng cách phản ứng với các protein trong tế bào vi sinh vật, làm chúng chết hoặc không hoạt động. 

Phương pháp này có chi phí thấp và dễ sử dụng, tuy nhiên, có thể tạo ra các hợp chất phụ có hại nếu sử dụng không đúng cách. Clo cũng có thể làm thay đổi mùi và vị của nước, mặc dù có thể được khắc phục bằng lọc bổ sung.

Công nghệ xử lý bằng màng lọc (RO, UF, NF) 

• Công nghệ lọc RO (Reverse Osmosis – Thẩm thấu ngược): Lọc RO là công nghệ xử lý nước ngầm ứng dụng phổ biến, bằng cách sử dụng màng bán thấm để loại bỏ các tạp chất và các ion hòa tan trong nước. Dưới áp lực cao, nước sẽ đi qua màng lọc RO, trong khi các chất rắn, muối, kim loại nặng và vi sinh vật không thể đi qua màng và bị loại bỏ. 
• Công nghệ lọc UF (Ultrafiltration – Lọc siêu vi): Lọc UF sử dụng màng lọc có kích thước lỗ nhỏ hơn so với lọc thông thường, có khả năng tách các hạt cặn lớn, vi khuẩn và một số vi sinh vật có kích thước nhỏ. Phương pháp màng lọc UF không cần sử dụng hóa chất và không làm thay đổi tính chất của nước. 
• Công nghệ lọc NF (Nanofiltration – Lọc nano): Lọc NF là công nghệ sử dụng màng lọc có lỗ nhỏ hơn so với UF nhưng lớn hơn so với RO. Công nghệ này có thể loại bỏ các ion kim loại, một số loại muối, và các tạp chất có kích thước lớn hơn một số phân tử. Lọc NF là công nghệ lọc nước ngầm hiệu quả, đặc biệt  trong việc giảm độ cứng của nước và loại bỏ các hợp chất hữu cơ, nhưng vẫn giữ lại một số khoáng chất cần thiết cho sức khỏe.

Sử dụng hệ thống xử lý nước ngầm

Sử dụng hệ thống xử lý nước ngầm là một giải pháp hiệu quả để đảm bảo cung cấp nước sạch cho sinh hoạt, sản xuất hoặc các mục đích khác từ nguồn nước ngầm.

Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm đạt tiêu chuẩn hiện nay 

Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm thường bao gồm các bước sau:

• Bơm nước: Nước ngầm được bơm lên từ giếng khoan hoặc các tầng chứa nước ngầm. Trong giai đoạn này, nước được đưa vào hệ thống để loại bỏ các tạp chất thô như cát, đất và các vật liệu rắn lớn.
• Quá trình keo tụ: Tại giai đoạn keo tụ, hóa chất như PAC (Poly Aluminium Chloride) được thêm vào nước để kết dính các tạp chất hòa tan, tạo thành các bông cặn dễ dàng lắng xuống đáy bể. Quá trình này giúp làm sạch nước khỏi các hạt nhỏ và các chất bẩn.
• Xử lý bùn: Bùn lắng được bơm ra khỏi bể keo tụ và xử lý thêm. Bùn có thể được nén khô hoặc ủ sinh học để biến thành phân bón hoặc được xử lý theo các phương pháp khác để giảm thiểu tác động môi trường.
• Lọc nhanh: Nước sau khi đã qua quá trình keo tụ sẽ được đưa vào bể lọc nhanh, nơi các vật liệu lọc như cát, sỏi, than hoạt tính,… sẽ tiếp tục loại bỏ các tạp chất còn sót lại trong nước. Đây là giai đoạn quan trọng trong việc làm sạch nước.
• Khử trùng: Sau khi nước đã được lọc, quá trình khử trùng được thực hiện để loại bỏ các vi sinh vật gây hại. Các hóa chất như clo hoặc ozone thường được sử dụng trong bước này, hoặc có thể sử dụng các phương pháp vật lý như tia UV để đảm bảo nguồn nước sạch và an toàn cho người sử dụng.

>>> Xem thêm: Các loại bột xử lý nước sinh hoạt giúp làm sạch nước hiệu quả hiện nay

Ứng dụng thực tế của công nghệ xử lý nước ngầm 

Công nghệ xử lý nước ngầm được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhằm cung cấp nước sạch phục vụ sinh hoạt, sản xuất và công nghiệp. Dưới đây là những ứng dụng phổ biến nhất:

Cung cấp nước sạch cho sinh hoạt

Nước ngầm là nguồn cung cấp nước chính cho nhiều hộ gia đình, đặc biệt ở các khu vực không có hệ thống nước máy. Trong các đô thị, nước ngầm được khai thác và xử lý bởi các nhà máy nước trước khi cung cấp cho sinh hoạt. Quá trình xử lý bao gồm lọc cát, khử sắt, khử trùng nước bằng Clo hoặc UV để đảm bảo nước đạt tiêu chuẩn an toàn.

Ở các vùng nông thôn, nước ngầm thường được khai thác từ giếng khoan và xử lý đơn giản qua bể lắng, bể lọc trước khi sử dụng. Một số hộ gia đình sử dụng hệ thống lọc nước RO, Nano hoặc than hoạt tính để loại bỏ tạp chất, vi khuẩn, kim loại nặng, giúp nước an toàn hơn cho sinh hoạt hàng ngày.

Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp

Trong ngành thực phẩm và đồ uống, nước ngầm sau khi xử lý được sử dụng để sản xuất nước giải khát, bia, thực phẩm chế biến, đảm bảo chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm. Các công đoạn xử lý bao gồm lọc thô, khử khoáng và khử trùng để nước đạt độ tinh khiết cao.

Ngành dệt may cũng sử dụng nước ngầm đã qua xử lý để loại bỏ độ cứng, kim loại nặng, tránh ảnh hưởng đến chất lượng vải nhuộm. Tương tự, trong ngành điện tử và sản xuất linh kiện, nước phải đạt tiêu chuẩn cao về độ tinh khiết, thường được xử lý qua công nghệ lọc RO hoặc khử ion.

Ngoài ra, trong ngành xi mạ và hóa chất, nước ngầm cần được kiểm soát pH, loại bỏ tạp chất để đáp ứng yêu cầu sản xuất và hạn chế tác động tiêu cực đến môi trường.

Xử lý nước trong nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản

Trong nông nghiệp, nước ngầm được xử lý để đảm bảo không chứa kim loại nặng, tạp chất ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng. Việc sử dụng nước ngầm sạch giúp nâng cao năng suất cây trồng và bảo vệ đất khỏi ô nhiễm.

Trong chăn nuôi, nước đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp cho gia súc, gia cầm. Nước nhiễm bẩn có thể gây bệnh cho vật nuôi, làm giảm hiệu suất chăn nuôi. Vì vậy, nước ngầm cần được xử lý trước khi sử dụng để loại bỏ vi khuẩn, amoni, sắt và các tạp chất khác.

Ngành nuôi trồng thủy sản cũng đòi hỏi nguồn nước sạch để đảm bảo môi trường nuôi ổn định. Các công đoạn xử lý nước bao gồm loại bỏ H₂S, amoni, sắt và các hợp chất hữu cơ, giúp giảm thiểu nguy cơ dịch bệnh và nâng cao chất lượng sản phẩm thủy sản.

>>> Tìm hiểu: Mua vật liệu lọc nước giếng khoan ở đâu để đảm bảo hiệu quả?

Những lưu ý cần biết khi sử dụng công nghệ xử lý nước ngầm

Nước ngầm thường chứa nhiều tạp chất, kim loại nặng, vi khuẩn và các chất ô nhiễm khác, do đó, việc lựa chọn công nghệ xử lý nước ngầm cần được thực hiện cẩn thận. Dưới đây là một số lưu ý quan trọng khi áp dụng công nghệ xử lý nước ngầm:

• Trước khi lựa chọn công nghệ xử lý, cần phân tích nước để xác định các thành phần sinh học như Sắt (Fe), Mangan (Mn), Amoni (NH4+), Nitrat (NO3-), Độ cứng, Clo dư, độ pH, các chất gây ô nhiễm Asen (As), Chì (Pb), H2S, dầu mỡ, hóa chất công nghiệp hoặc Vi khuẩn, virus, E.Coli…
• Tùy vào thành phần nước ngầm, có thể sử dụng các công nghệ xử lý nước ngầm phù hợp như lọc thô bằng bể lắng, bể lọc cát để loại bỏ cặn lơ lửng, oxy hóa và kết tủa, sử dụng màng lọc RO/Nano…
• Cần kiểm tra hệ thống lọc, thay thế vật liệu lọc (than hoạt tính, cát lọc, màng RO…) theo đúng thời gian khuyến nghị.
• Bảo trì thiết bị thường xuyên: Đặc biệt là máy bơm, hệ thống lọc, hệ thống sục khí, máy tạo Ozone…
• Kiểm soát dư lượng hóa chất như clo, Ozone, hóa chất keo tụ (Al2(SO4)3, PAC…) trong nước để tránh gây hại cho sức khỏe.

Việc sử dụng nước ngầm mang lại nhiều lợi ích như bảo vệ môi trường, tiết kiệm nước sạch và giảm thiểu sự lãng phí tài nguyên nước. Do đó, khuyến khích sử dụng và xử lý nước ngầm đúng cách là một giải pháp bền vững, giúp bảo vệ tài nguyên nước cho các thế hệ tương lai.

Trên đây là kiến thức mà Môi Trường Song Phụng đã chia sẻ đến bạn về sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm, nếu bạn đang tìm kiếm một phương pháp xử lý nước ngầm hiệu quả, phù hợp với nhu cầu hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline: 0913907274 để được tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất nhé!

>>> Tham khảo dịch vụ: Dịch vụ sửa chữa van tự động (autovalve) lọc và làm mềm