Sắt thường tồn tại song song với mangan trong nước ngầm. Nước nhiễm Sắt gây ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống sinh hoạt của mọi người, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe. Cùng Scitech Water tìm hiểu về Sắt trong nước nhé.
Sắt là gì? #
Sắt (Fe) là một nguyên tố hóa học kim loại màu xám đến trắng bạc, có từ tính, dẻo và dễ uốn. Sắt rất quan trọng đối với đời sống động vật và thực vật, đồng thời là nguyên tố phổ biến thứ tư trong lớp vỏ trái đất. Sắt được tìm thấy trong các khoáng chất như hematit, magnetit, limonit, pyrit...
Sắt có thể dễ dàng được tìm thấy trong tự nhiên vì nó là một phần của nhiều khoáng chất và hiếm khi được tìm thấy ở dạng tự do. Để thu được sắt ở trạng thái nguyên tố, các oxit sắt phải được khử bằng cacbon và sau đó trải qua quá trình tinh chế để loại bỏ các tạp chất.
Sắt được coi là kim loại được sử dụng rộng rãi nhất, chiếm 95% trọng lượng sản xuất kim loại của thế giới. Sắt nguyên chất không có nhiều ứng dụng, ngoại trừ việc sử dụng tiềm năng từ tính của nó.
Ứng dụng chính của sắt là tạo thành các sản phẩm thép. Hợp kim sắt và carbon được coi là thép nếu nó chứa ít hơn 2,1% carbon; nếu tỷ lệ phần trăm carbon cao hơn, hợp kim được gọi là gang.
Sắt trong nước #
Sự hiện diện của sắt trong nước là do sự ăn mòn trong đường ống và bể chứa làm bằng thép cacbon có chứa một tỷ lệ phần trăm nguyên tố sắt này. Ở các giếng sâu, khi có nồng độ sắt cao, đó là do dư thừa khoáng chất sắt (chẳng hạn như hematit), tiếp xúc với nước.
Phản ứng khử của cacbonat sắt trong nước giếng như sau:
FeCO3 + CO2 + H2O -> Fe+2 + 2HCO3-
Đây là một ví dụ về cách nguyên tố này hòa tan trong nước khi tiếp xúc với CO2. Phản ứng này bị ảnh hưởng bởi pH, do đó pH cao làm tăng lượng clo kết tủa và pH thấp làm tăng nồng độ sắt hòa tan.
Tác hại của nước nhiễm Sắt #
Đối với sức khỏe #
Nồng độ của sắt được tìm thấy trong nước thường không gây nguy hiểm cho sức khỏe. Tuy nhiên, nó có thể làm thay đổi mùi vị của nước, tạo ra vết màu nâu đỏ trên quần áo, cũng như gây ra các vấn đề tích tụ trong đường ống, bình tích áp và thậm chí cả thiết bị làm mềm nước.
Theo Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước ăn uống sinh hoạt – QCVN 01-1:2018/BYT, hàm lượng Sắt trong nước không được vượt quá 0.3 mg/l.
Theo Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước ăn uống – QCVN 01:2009/BYT, hàm lượng Sắt trong nước không được vượt quá 0.3 mg/l.
Theo Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước uống trực tiếp – QCVN 6-1:2010/BYT, hàm lượng Sắt trong nước không được quy định.
Do vi khuẩn #
Một số loại vi khuẩn có được năng lượng bằng cách phản ứng với các dạng hòa tan của sắt và mangan. Những sinh vật này thường được tìm thấy trong vùng nước có hàm lượng sắt hòa tan cao.
Phản ứng trao đổi kim loại hòa tan này thành dạng kim loại ít hòa tan hơn, dẫn đến kết tủa và tích tụ vật liệu sền sệt màu đen (chất nhờn). Khối lượng chất nhờn từ sắt có thể làm tắc nghẽn hệ thống ống nước và thiết bị xử lý nước, ngoài ra còn tạo thành vết ố sắt trên quần áo.
Phản ứng của vi khuẩn với sắt không gây ra thêm bất kỳ kết tủa nào so với khi tiếp xúc với chất oxy hóa. Tuy nhiên, sự kết tủa do vi khuẩn gây ra xảy ra nhanh hơn.
Phương pháp loại bỏ Sắt trong nước #
Bản chất của quá trình loại bỏ Sắt trong nước là tiến hành khử Sắt hòa tan trong nước thành dạng tủa có thể loại bỏ bằng phương pháp lọc.
Các phương pháp sau đây có thể được sử dụng để giữ lại Sắt hòa tan trong nước:
- Khử Sắt bằng các chất xúc tác (vật liệu lọc khử Mangan, sắt)
- Khử Sắt bằng phương pháp làm thoáng (sục oxy, giàn mưa, quạt gió...)
- Khử Sắt bằng các chất oxy hóa mạnh (Cl2, KMnO4, O3…)
- Khử Sắt bằng cách nâng pH (có thể dùng vôi, calcite...)
1. Khử Sắt trong nước bằng các chất xúc tác #
Hiện nay trên thị trường có một số vật liệu lọc chuyên biệt dùng để khử mangan, sắt, hydro sulfit trong nước 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…
2. Khử Sắt trong nước bằng phương pháp làm thoáng #
Thực chất của phương pháp xử lý nước nhiễm sắt này là khử sắt trong nước bằng làm thoáng là làm giàu oxy cho nước, tạo điều kiện để Fe2+ oxy hóa thành Fe3+, sau đó Fe3+ thực hiện quá trình thủy phân để tạo thành hợp chất ít tan Fe(OH)3, rồi dùng bể lọc hay màng lọc giữ lại.
Có thể làm thoáng nước nhiễm sắt bằng nhiều cách như:
- Sục oxy
- Sử dụng giàn mưa, giàn phun sương xuống bể lọc đi qua các lớp vật liệu lọc
- Giàn phun mưa kết hợp quạt gió
- Làm thoáng bằng bề mặt lọc
3. Khử Sắt trong nước 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
4. Khử Sắt trong nước bằng cách nâng pH #
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
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.
- 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 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.
Trên đây là wiki Sắt trong nước. Nếu bạn cần hỗ trợ gì, hãy liên hệ với Scitech Water để được hướng dẫn chi tiết qua số hotline 0911717737 🚀
Có nhiều phương pháp xử lý nước, xử lý nước cứng, xử lý nước nhiễm sắt, xử lý nước nhiễm mangan.
- Xem thêm bài viết 5 phương pháp xử lý nước nhiễm mangan tốt nhất
- Xem thêm bài viết 5 phương pháp xử lý nước nhiễm sắt tốt nhất
- Xem thêm bài viết 4 phương pháp xử lý nước cứng tốt nhất
- Xem thêm bài viết Các phương pháp xử lý nước uống
- Xem thêm bài viết Các phương pháp xử lý nước ăn uống sinh hoạt
- Xem thêm bài viết Tất tần tật về các phương pháp xử lý nước
Bộ lọc nước thô đầu nguồn
Thiết bị lọc nước tại vòi
Bình lọc nước
Máy lọc nước ion kiềm
Máy lọc nước Nano
Máy lọc nước UF
Máy lọc nước RO
Máy lọc nước nóng lạnh
