CÁC PHƯƠNG PHÁP xử lý cải THIỆN CHẤT LƯỢNG nước

Khái niệm ô nhiễm nước: Ô nhiễm nước là sự biến đổi các thành phần của nước khác biệt với trạng thái ban đầu. Đó là sự biến đổi các chất lý, hoá, sinh vật của nước thiên nhiên đến mức gây hại tới sức khoẻ và bệnh tật đối với con người. Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa “Sự ô nhiễm là một biến đổi nói chung do con người gây ra đối với chất lượng nước”.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC

1 Khái niệm ô nhiễm nước

Ô nhiễm nước là sự biến đổi các thành phần của nước khác biệt với trạng thái ban đầu Đó là sự biến đổi các chất lý, hoá, sinh vật của nước thiên nhiên đến mức gây hại tới sức khoẻ và bệnh tật đối với con người

Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa “Sự ô nhiễm là một biến đổi nói chung do con người gây ra đối với chất lượng nước”

2 Các nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước

Chu trình nước trong thiên nhiên là sự tuần hoàn của nước mưa, nước mặt, nước ngầm Vì vậy, ô nhiễm một nguồn nước sẽ kéo theo ô nhiễm nguồn nước khác Nguồn nước còn chịu sự tác động của ô nhiễm không khí và ô nhiễm đất

- Nước có thể bị ô nhiễm do các cống rãnh của nhà ở, của các chuồng gia súc, gia cầm, các cống rãnh thành phố Loại nước bị ô nhiễm này sẽ bị đục, có mùi hôi thối, nhiều chất hữu cơ và có rất nhiều vi sinh vật gây bệnh, trứng giun sán

- Nước thải từ các khu công nghiệp có thành phần rất phức tạp tùy thuộc vào nguồn nước sản xuất: nước thải của nhà máy đường, đồ hộp, thuộc da chứa nhiều chất hữu cơ; nước thải của các nhà máy luyện kim, thủy tinh thường chứa nhiều khoáng chất; nước thải của các nhà máy hoá chất, nhà máy sợi, tẩy nhuộm chứa nhiều chất độc hại

- Các chất thải của bệnh viện

- Các váng dẫu mỡ phủ trên mặt nước làm ngăn cản tác dụng tốt của oxy khí trời với nước

- Vũ khí giết người hàng loạt: trong chiến tranh, địch có thể sử dụng vũ khí hoá học, nguyên tử hoặc vũ khí vi sinh vật gây tác hại cho người, súc vật, cây

cỏ, thực phẩm và nguồn nước

- Nước còn bị ô nhiễm bởi các chất thải: phân, rác, nước tiểu của chính con người

- Nguồn gây ô nhiễm nước rất đáng lưu ý là phân bón, các hoá chất bảo vệ thực vật (thuốc trừ sâu, diệt cỏ ), kể cả các chất kích thích tăng trưởng cây trồng, thủy sản dùng trong nông nghiệp, lâm nghiệp và ngư nghiệp

3 Quá trình tự làm sạch của nước

Nước bị ô nhiễm bởi nhiều nguyên nhân khác nhau, nhưng nước cũng luôn

có quá trình tự làm sạch Quá trình tự làm sạch xảy ra theo các cơ chế vật lý, hoá học và sinh học Cơ chế vật lý bao gồm lắng đọng và khuếch tán Cơ chế hoá

học bao gồm các quá trình hoà tan, kết tủa, thủy phân, oxy hoá khử Cơ chế sinh học là các quá trình quang hợp, phân giải hiếu khí, kỵ khí, quan hệ “mồi - thú” trong nước

Hoạt động của các loài sinh vật đóng vai trò chủ đạo trong quá trình tự làm sạch của nước nhất là nước bề mặt

Quá trình tự làm sạch của nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: mức độ nhiễm bẩn và tái nhiễm; độ lưu động của nước; diện tích mặt thoáng; điều kiện

vi khí hậu Nếu người ta làm giảm độ nhiễm bẩn, không để tái nhiễm, làm tăng

độ lưu động của nước, tăng diện tích mặt thoáng thì sẽ tạo điều kiện cho quá trình tự làm sạch của nước nhanh hơn

4 Các phương pháp xử lý cải tiến chất lượng nước

Hầu hết các nguồn nước tự nhiên ngoài những chất vốn có, còn bị ô nhiễm thêm nhiều chất lạ khác vượt quá khả năng tự làm sạch nước Vì vậy phải áp dụng các phương pháp xử lý nước bao gồm: phương pháp vật lý, phương pháp hoá học, phương pháp sinh vật học Khi tiến hành thì tùy theo tính chất của nguồn nước có thể xử lý độc lập riêng rẽ hoặc có thể kết hợp các phương pháp với nhau

4.1 Làm trong nước

Làm trong nước có nghĩa là làm cho nước mất các chất cặn đục lơ lửng trong nước Các phương pháp phổ biến thường dùng để làm trong nước như sau:

- Lắng tự nhiên:

Phương pháp lắng tự nhiên là nước được chứa trong các hồ hay bể lắng và để các hạt đục tự lắng xuống đáy bể do trọng lực của chúng Quá trình lắng tự nhiên xảy ra rất hiệu quả đối với nước có các hạt đục kích thước lớn hơn 0,001

mm Quá trình lắng tự nhiên có thể loại bỏ 95% các hạt đục nhưng xảy ra chậm

và bể lắng phải yên tĩnh Trong trường hợp nước chứa các hạt đục (hạt sediment) kích thước nhỏ hơn 0,001 mm thì quá trình lắng tự nhiên không hiệu quả do các hạt đục có trọng lượng quá nhỏ sẽ chuyển động Brown trong nước và không thể

tự lắng xuống được Quá trình lắng tự nhiên xảy ra chậm và thụ động Do vậy trong trường hợp muốn chủ động làm tăng tốc độ lắng hay có thể lắng được các hạt sediment thì phải áp dụng kỹ thuật keo tụ bằng phản ứng tạo bông

- Phương pháp lắng cưỡng bức:

Phản ứng tạo bông bằng phèn và kỹ thuật keo tụ:

Chất keo tụ dùng làm trong nước được nhân dân sử dụng chủ yếu là phèn

Có thể là phèn nhôm (Al2(SO4)2 18H2O hoặc phèn sắt (FeSO4 7H2O)

Khi vào trong nước chất keo tụ bị thủy phân thành các ion phức mang điện tích dương Các ion này vào trong nước gặp các hạt keo có trong nước mang

điện tích âm tạo thành phức hợp không tích điện, chúng dễ kết dính với nhau hoặc bám vào các thể lơ lửng trong nước và tất cả cùng lắng xuống

Khi tiến hành làm trong nước cần kiểm tra chất lượng hoá chất keo tụ về nhãn mác, nơi sản xuất Lượng hoá chất cần dùng cho một thể tích nước nhất định phải thử trước, tránh thừa hoặc thiếu, vì thừa sẽ làm ảnh hưởng tới vị của nước, thiếu thì nước sẽ không đủ trong Đó là phương pháp test phèn

Các loại phèn thông dụng: phèn nhôm Al2(SO4)318 H2O, phèn sắt FeSO4 7H2O hay FeCl3.5H2O Khi các chất trên thủy phân trong nước chúng tạo thành các hydroxyt kim loại

Các hydroxyt này tạo thành màng keo điện tích dương có khả năng hút các hạt sediment (sed) mang điện tích âm để tạo thành một đám các hạt (sed) với nhân là hydroxyt nhôm hay sắt, khi đám này lớn dần trông như mảng bông vật

vờ trong nước nên gọi là phản ứng tạo bông Nhờ có khối lượng lớn hơn, các đám bông nhanh chóng lắng xuống, do vậy làm tăng tốc độ lắng hay còn gọi là quá trình lắng cưỡng bức

Phản ứng tạo bông sẽ xảy ra nhanh chóng khi có thêm bicacbonat

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Phèn nhôm Al2(SO4)3 18 H2O là loại phèn phổ biến hay được sử dụng để thực hiện phản ứng tạo bông và keo tụ Đối với nước thông thường cần khoảng

70 mg phèn nhôm cho 1 lít nước, thời gian tiếp xúc là 50 phút Phèn sắt cần khoảng 20 gr cho mỗi lít nước, thời gian tiếp xúc ngắn hơn khoảng 10 phút Khi sử dụng phèn sắt FeCl3.5H2O để tạo bông keo tụ làm trong nước có thể phân giải được asen (một chất độc có trong nước) nếu có dùng thêm clo hoạt để khử trùng nước Phèn sắt có nhược điểm là ở trạng thái lỏng do vậy vận chuyển khó khăn, khi dùng quá liều sẽ làm cho dư sắt trong nước và làm cho nước có vị tanh sắt

Lượng phèn cần thiết để thực hiện phản ứng tạo bông phụ thuộc vào độ trong hay độ đục của nước Nước càng đục thì càng cần nhiều lượng phèn, nhưng nếu cho quá nhiều phèn thì phản ứng tạo bông kém hiệu quả do các mảng bông bị chia quá nhỏ làm cho khả năng lắng chậm hơn, do vậy để xác định lượng phèn thích hợp phải làm test phèn

Cần chú ý hoá chất keo tụ cần phải đảm bảo chất lượng, đã được giám định,

có nhãn, nơi sản xuất, lượng hoá chất cần dùng cho một thể tích nước nhất định phải thử trước, tránh thừa hoặc thiếu, vì thừa sẽ làm ảnh hưởng tới vị của nước, thiếu nước sẽ không đủ trong Cần có sự giúp đỡ của cán bộ chuyên môn

Quá trình lắng tự nhiên hay lắng cưỡng bức có thể loại bỏ 95% lượng hạt đục hay các mảng bông Muốn loại bỏ hoàn toàn các hạt đục hay mảng bông cần phải thực hiện phương pháp lọc

- Phương pháp lọc:

+ Nguyên tắc của phương pháp lọc là các hạt đục, mảng bông bị giữ lại qua lớp lọc Lớp lọc thường dùng là cát lọc, màng lọc, lọc mao quản, màng lọc sinh học gọi chung là vật liệu lọc

+ Các loại lớp lọc với vật liệu lọc chính như sau:

 Cát lọc: thường dùng cát sạch có đường kính 0,5 - 0,8 mm với độ dày lớp cát lọc khoảng 0,4 - 0,5 mét tùy theo loại hình công nghệ Ngoài cát sạch còn có thêm các lớp cuội sỏi, lớp than anthracis Tổng độ dày toàn bộ lớp lọc thường trên 1 mét, khi nước đi qua các lớp lọc, mảng bông, hạt đục bị giữ lại Tốc độ lọc có thể đạt 8 mét/giờ Lớp cát lọc có thể bị tắc do mảng bông, hạt đục hay vi khuẩn, do vậy trong kỹ thuật lọc người ta thường xuyên phải rửa sạch các lớp lọc

 Màng lọc: màng lọc có thể là các màng cenlulose như giấy lọc, vải lọc hay màng gốm Tùy theo mục đích, người ta chế tạo màng lọc với kích thước lỗ lọc khác nhau

Mao quản: thực chất mao quản lọc là màng lọc nhưng được tạo dáng thành những mao quản thủng có lỗ lọc, mục đích là làm tăng diện tích lọc khi nước đi qua quả lọc hay bầu lọc

Màng lọc sinh học: màng lọc sinh học được hình thành do một lớp vi khuẩn bám trên bề mặt lớp cát tạo thành giá thể Màng lọc sinh học không những có thể giữ lại hạt đục, mà còn có thể giữa lại cả các vi khuẩn

+Trên nguyên tắc giữ lại các mảng bông, hạt đục bởi các lớp lọc mà có các công nghệ lọc thông dụng sau đây:

 Lọc sơ bộ:

Đây là phương pháp xử lý nước rất phổ biến, phương pháp lọc rất đơn giản với mục đích làm trong nước có thể dùng các vật liệu lọc như cát, sỏi, mùn cưa, trấu, xơ dừa Các chất cặn bẩn được giữ lại qua lớp lọc

Đây là bước xử lý đầu tiên nhằm loại bớt các thể lơ lửng trước khi nước được xử lý trong các giai đoạn khác, ví dụ như trước khi lọc chậm

Vật liệu lọc thường là các loại hạt kích thước lớn như cát, sỏi, đá răm Nước qua tầng lọc có thể chảy từ dưới lên hoặc trên xuống

Có thể lọc qua nhiều ngăn, ở đáy mỗi ngăn có một lỗ để thoát bùn cặn Vật liệu lọc có thể rửa định kỳ hoặc thay thế

 Lọc cát nhanh:

Phương pháp này được sử dụng khi sau khi nước đã được tạo bông bằng chất keo tụ Lớp lọc gồm vật liệu lọc chính là cát lọc có kích thước 0,5 - 0,8 mm, ngoài ra còn lớp cuội sỏi và một lớp than anthracis Lớp cát lọc dày khoảng 0,4m; lớp cuội sỏi và lớp than anthracis khoảng 0,6 m Tốc độ lọc thường trên 8 mét/giờ, lớp lọc bị tắc do mảng bông, hạt đục bám nên trong quy trình lọc phải thường xuyên rửa lớp cát lọc Lọc cát nhanh làm giảm đáng kể các chất cặn bẩn nhưng không loại bỏ được vi khuẩn Có hai hình thức lọc cát nhanh:

Lọc xuôi là quá trình lọc mà modul nước đi theo chiều thuận từ trên cao xuống dưới, nước đục đi qua lớp cát lọc rồi tới lớp anthracis và cuội sỏi Công nghệ này phải xử lý lớp cát lọc một cách thủ công

Lọc ngược là quá trình lọc mà modul nước đi theo chiều nghịch từ dưới lên cao hơn qua lớp cát lọc, anthracis và cuội sỏi

Kỹ thuật lọc cát nhanh có thuận lợi là đáp ứng được công suất lớn do vậy các nhà máy nước thường ứng dụng công nghệ này Công suất của các nhà máy nước tại các thành phố, đô thị thường từ 30.000 – 40.000 m3 nước sạch mỗi ngày đêm

 Lọc cát chậm:

Phương pháp lọc cát chậm là nhờ màng sinh học được hình thành trên lớp bề mặt của cát lọc, màng này là giá thể, không bền vững, nước thẩm lậu qua màng này trở thành nước trong Lọc cát chậm theo modul thuận chiều, tốc độ lọc rất chậm do vậy để tăng công suất thường phải tăng diện tích bể lọc Vật liệu trong

bể lọc chậm gồm hai lớp, lớp cát ở trên dày khoảng 0,5m, lớp sỏi ở dưới dày khoảng 0,2m và dưới cùng là rãnh thoát nước Hạt đục được giữ lại bởi màng sinh học và lớp cát, sỏi rồi chảy theo các rãnh thoát nước để qua vòi ra ngoài Hầu hết các vi khuẩn được giữ lại ở lớp bề mặt màng sinh học Sử dụng lâu ngày màng sinh học có thể bị hỏng, khi đó phải làm mới lớp màng sinh học bằng cách hớt bỏ lớp màng cũ và một phần cát, sau vài ngày lớp màng sinh học mới được hình thành

4.2 Khử trùng nước

Khử trùng nước là diệt các vi khuẩn tồn tại ở trong nước Có thể khử trùng nước bằng các phương pháp lý học, hoá học tùy theo quy mô và điều kiện cụ thể

- Khử trùng nước bằng phương pháp vật lý:

+ Phương pháp dùng nhiệt độ cao:

Đun sôi nước là phương pháp đơn giản, thông dụng nhất để khử trùng nước, không gây ảnh hưởng đến mùi vị của nước Nhìn chung các vi khuẩn có thể tồn tại và phát triển ở trong khoảng nhiệt độ từ 10oC – 45oC Ngoài giới hạn này, vi

khuẩn hoặc bị ức chế hoặc bị chết Phần lớn các vi khuẩn thể sinh dưỡng bị tiêu diệt trong nước ở nhiệt độ 70oC, ở nhiệt độ sôi 100oC, các thể dưỡng sinh của vi khuẩn bị tiêu diệt hoàn toàn, do vậy khi đun sôi nước khoảng 5 - 10 phút thì nước trở nên rất an toàn về mặt vi sinh học Tuy nhiên, các nha bào có khả năng chịu nhiệt cao nên muốn tiệt trùng triệt để, diệt nha bào phải đun nước với nhiệt

độ sôi cao hơn khoảng 120oC nhờ áp lực cao 2 - 2,5at

Đun sôi nước là phương pháp khử trùng tốt, đơn giản, dễ thực hiện nhất là trong điều kiện hoạt động dã ngoại, tuy nhiên giá thành đắt và thường chỉ đáp ứng được khối lượng nước nhỏ do vậy phù hợp cho khử trùng nước uống Khi đun sôi nước, một số chất độc, một vài độc tố không chịu nhiệt kể cả một vài chất độc chiến tranh có thể bị phá hủy, do vậy phương pháp này rất phù hợp đối với khử trùng nước uống trong hoạt động quân sự Khử trùng nước uống bằng đun sôi là phương pháp hiệu quả trong phòng bệnh, nhất là các bệnh thuộc nhóm bệnh phân - miệng như tiêu chảy, lỏng lỵ, thương hàn Nhờ tuyên truyền giáo dục sức khoẻ và thực hành tốt việc ăn chín, uống sôi nên trong thực tiễn nhân dân ta đã phòng được nhiều vụ dịch đường tiêu hoá

+ Khử trùng nước bằng tia tử ngoại:

Tia tử ngoại (tia UV) có tác dụng diệt khuẩn Trong thực nghiệm, tia tử ngoại

ở vùng bước sóng từ 190 - 295 nm có khả năng khử khuẩn cao hơn Người ta thường sử dụng nguồn phát tia tử ngoại dải bước sóng từ 190 - 295 nm để khử khuẩn không khí, nhưng cũng có thể áp dụng để khử trùng nước Trong kỹ thuật khử trùng nước, nguồn đèn phát tia tử ngoại thường được đặt ngầm trong nước sao cho khi lớp nước chảy qua cần được tiếp xúc với tia UV khoảng 10 - 30 giây

và độ dày lớp nước từ 10 - 15 cm là thích hợp

Ưu điểm của phương pháp này là không làm ảnh hưởng tới mùi vị của nước Nhược điểm của nó là tác dụng diệt trùng không bền, nước có thể bị tái nhiễm, không thể áp dụng khi nước đục và khả năng diệt trùng phụ thuộc vào sự ổn định của điện thế nguồn, khi điện thế nguồn giảm 10% khả năng diệt trùng giảm 15

- 20%

Các phương pháp vật lý khác như áp lực thẩm thấu ưu trương, bức xạ gamma mềm, tia X quang, sóng siêu âm cũng có thể diệt khuẩn nhưng ít được

áp dụng

+ Màng lọc:

Màng lọc (filter membran) không diệt khuẩn nhưng loại bỏ vi khuẩn trong nước do khả năng giữ lại vi khuẩn và chỉ cho nước đi qua Trong thực tế người

ta áp dụng kỹ thuật màng lọc để tạo nước uống Màng lọc phổ biến là các nến lọc được chế tạo từ gốm xốp, hoặc ống lọc được chế tạo từ sợi mao quản, kích

thước lỗ lọc thường dưới 0,35 micromet, kích thước tế bào vi khuẩn thường từ 0,5 – 3 micromet nên các vi khuẩn sẽ bị giữ lại không thể lọt qua màng lọc Người ta thường dựa vào phương pháp này để sản xuất các hộp lọc nước dùng trong hộ gia đình, văn phòng cơ quan, trường học để bảo đảm nước uống Phương pháp này có ưu điểm là không làm thay đổi đặc tính của nước, tiện nghi nhất là trong điều kiện văn minh đô thị, nhược điểm là giá thành còn cao do phải thường xuyên thay thế màng lọc hay phục hồi màng lọc

- Khử trùng bằng hoá chất:

+ Khử trùng nước bằng hoá chất là phương pháp tiện lợi, dễ thực hiện, dễ ứng dụng, tuy nhiên phải bảo đảm an toàn Muốn vậy hoá chất khử trùng nước phải đạt lý tưởng, nghĩa là phải thoả mãn các yêu cầu sau:

Diệt được vi khuẩn ở nồng độ thấp

Dễ tan trong nước

Bền vững nhất định, không dễ mất tác dụng

Không độc cho người và vật nuôi

Đồng nhất về mặt hoá học, không liên kết với các chất hữu cơ trong nước Gây tác hại cho vi khuẩn ở nhiệt độ bình thường

Dễ thấm qua màng tế bào vi khuẩn

- Phương pháp thông dụng hiện nay là dùng các chất oxy hoá Các chất oxy hoá gồm nhóm hợp chất halogen và các chất oxy hoá mạnh, các chất này cung cấp các nguyên tố ở dạng nguyên tử Các nguyên tử này kết hợp với hoá chức hoạt động của protid, enzym của vi khuẩn, theo cơ chế này làm bất hoạt nhất là men dehydrogenasa

R - CO-NH – R1 + oCl R – CO-NoCl – R1 + HCl

Nhóm hợp chất chứa clo hoạt động thông dụng gồm:

 Cloramin B, cloramin T và monocloramin

 Clorua vôi Ca(OCl)2 còn gọi là cancium hypoclorid Sản phẩm khi mới điều chế, clorua vôi có khoảng 32 - 36% clo hoạt động Tỷ lệ này giảm dần trong quá trình bảo quản, do vậy khi dùng phải kiểm tra lượng clo hoạt động

 Nước Javel (NaOCl) hay còn gọi là natri hypoclorid Loại hoá chất này thường được sản xuất ngay tại các nhà máy nước bằng phương pháp điện phân dung dịch muối ăn NaCl

 Clo lỏng đựng trong các bình thép, áp lực 6 - 7 atmotphe

 Hợp chất chứa clo hoạt dạng viên aquatab, puritab, pentocid

Các hợp chất chứa clo hoạt động là chất khử trùng rất nhanh và mạnh, thường được dùng trong khử trùng nước tại các nhà máy cấp nước sạch quy mô vừa và lớn, khử trùng tẩy uế trong phòng chống dịch Clo hoạt được sử dụng lần đầu tiên trên thế giới để khử trùng nguồn nước tại thủ đô London năm 1850 khi

có một vụ dịch xảy ra ở đây Cho tới ngày nay, hầu hết các nhà máy sản xuất cấp nước sạch vẫn sử dụng clo để khử trùng nước Khả năng khử trùng của hợp chất chứa clo phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó có bản chất của nước như độ trong, mức độ ô nhiễm nhất là amonia có trong nước, đặc biệt phụ thuộc vào tỷ

lệ lượng clo hoạt động Lượng clo hoạt động bị giảm dần theo thời gian nhất là khi bảo quản không đúng kỹ thuật Vì vậy khi khử trùng bằng hợp chất chứa clo, thường phải kiểm tra tỷ lệ clo hoạt và làm test clo để xác định lượng clo thích hợp khử trùng 1m3 nước Khi cho clo hoạt vào trong nước để khử trùng nước gọi

là clo hoá nước (clorination)

+ Các phương pháp clo hoá nước:

Clo hoá liều thường: sử dụng một lượng clo hoạt động sao cho để sau 30 phút tiếp xúc với nước để khử trùng, lượng clo còn dư còn lại trong nước dưới 0,5mg/l Ưu điểm của phương pháp này là tiết kiệm được lượng clo, không làm ảnh hưởng nhiều tới mùi vị của nước, lượng clo dư có tác dụng diệt vi khuẩn tái nhiễm Vì vậy, phải thực hiện test để tìm lượng clo thích hợp

Clo hoá liều cao: phương pháp clo hoá liều cao không cần phải tìm lượng Clo thích hợp mà dùng một lượng Clo lớn để khử trùng nước, nếu cần thiết sau

đó sẽ khử Clo thừa Tùy nước tốt hay xấu mà có thể dùng lượng clo nhiều hay ít,

có thể dùng từ 10 - 25mg/lít nước

4.3 Khử sắt trong nước

Nếu hàm lượng sắt toàn phần trong nước trên 0,5 mg/l thì phải khử sắt Sắt ở trong nước có hoá trị II, ở dạng sắt hoà tan, tuy ở nồng độ thấp, sắt không độc nhưng làm cho nước có vị tanh, giặt quần áo bị ố vàng, gây cản trở đến việc sử dụng

Nguyên lý của sự khử sắt dựa theo phản ứng sau đây:

4Fe (OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O

Nguồn oxy được tận dụng từ oxy tự nhiên trong khí trời (trong không khí tự nhiên, oxy tự do chiếm khoảng 20%), các nhà máy nước người ta dùng các giàn phun Các hạt nước nhỏ li ti được tiếp xúc với oxy khí trời thì sắt hoà tan hoá trị

II trở thành sắt hoá trị III không hoà tan, tủa sắt được tiếp tục tạo bông để lắng

và cuối cùng sẽ được lọc qua các lớp lọc Trong điều kiện dã ngoại, có thể chứa nước trong bể có mặt thoáng rộng, sắt trong nước tiếp xúc với oxy qua lớp bề mặt và trở thành sắt hoá trị III tủa và lắng tự nhiên, có thể gạn lọc để lấy phần nước đã giảm sắt hoặc lọc qua bể lọc bằng cát sỏi

4.4 Khử mặn nước

Khử mặn là một vấn đề từ lâu được Y học quân sự rất quan tâm và đến nay đang là một vấn đề thời sự vì bảo đảm được nhu cầu nước ngọt đối với bộ đội ở hải đảo, hạm tàu và nhất là trong các trường hợp cấp cứu là một công việc hết sức khó khăn và phức tạp

Người ta có thể sử dụng các phương pháp chính sau:

- Cất nước:

+ Cất nước là phương pháp tốt, nhưng tốn nhiên liệu nên không làm được lượng lớn, đôi khi phải áp dụng nhưng ít giá trị thực tiễn

+ Cất nước bằng năng lượng mặt trời: đang là phương pháp được áp dụng có

kết quả tốt ở những vùng có số giờ nắng nhiều trong ngày, cường độ bức xạ nhiệt mặt trời cao

- Phương pháp trao đổi ion:

Vật liệu trao đổi là các ionit, đó là các cao phân tử được sản xuất ở dạng rắn không bị phân hủy trong nước và trong nhiều dung môi hữu cơ khác Ionit gồm hai nhóm: cationit và anionit Khi cho nước chảy qua các bình chứa các ionit thì cationit giữ lại ion natri Na+ anionit sẽ giữ lại các ion Cl-, như vậy muối NaCl gây mặn đã được khử Sau một thời gian sử dụng, các ionnit sẽ bị trơ nhưng chúng có thể tái sinh lại để sử dụng tiếp

- Phương pháp siêu lọc thẩm thấu:

Phương pháp siêu lọc thẩm thấu (ultra-osmosis) có thể khử được mặn nhờ việc loại bỏ được phân tử NaCl Nguyên lý của phương pháp là nước mặn được lọc qua một màng lọc có kích thước của các port - lỗ lọc rất nhỏ tính bằng nanomet Kích thước lỗ lọc chỉ khoảng từ 10 - 20 nanomét, với áp lực lọc cao tới 60 bar và luôn luôn được đảo pha giữa pha nén và pha hút khoảng 60 lần/phút Nhờ cấu tạo và hoạt động của thiết bị như vậy, kết quả là ở pha nén, các phân tử HOH, NaCl bị đẩy qua màng lọc, nhưng vì kích thước phân tử HOH nhỏ hơn nên được đẩy qua khỏi lỗ lọc nhanh hơn, ngược lại phân tử NaCl do có kích thước phân tử lớn hơn nên khó có thể bị đẩy qua lỗ lọc

4.5 Một số biện pháp cải tiến chất lượng nước ở dã ngoại

Trong điều kiện luyện tập đóng quân ở dã ngoại việc xử lý cải tiến chất lượng nước bằng các phương pháp đơn giản thông dụng dễ áp dụng là rất cần thiết Đó là các biện pháp sau đây:

- Làm trong nước:

Phương pháp dân gian: thường dùng một số loại lá nhớt như lá mồng tơi, lá

rau đay, lá dong riềng hoặc bẹ chuối để làm trong nước Muốn làm trong nước người ta vò lá cho chất nhớt của lá chảy ra, chất nhớt đó có tác dụng làm cho các hạt lơ lửng trong nước vón lại với nhau rồi lắng dần xuống Thời gian cần khoảng 60 phút, lượng lá mồng tơi cần khoảng 20 - 25g/10 lít nước Nước làm trong bằng phương pháp dân gian này không để được lâu, thông thường chỉ 3 - 4 ngày vì dễ thối

- Lọc nước:

+ Có thể làm trong nước bằng cách lọc nước qua các lớp: cát dày 30 - 40 cm, lớp sỏi dày 7-10 cm bằng các loại dụng cụ như thùng phi hoặc bằng các thúng hay rổ để chồng lên nhau, theo tính chất các vật liệu lọc Yêu cầu là phải rửa sạch trước khi lọc, kể cả thùng phi hoặc thúng, rổ Kết hợp lọc qua các lớp cát, sỏi dùng than củi, than vỏ quả dừa vừa làm trong nước vừa có tác dụng khử mùi của nước

+ Túi lọc nước kết hợp hoá chất khử trùng:

Túi lọc nước dã ngoại được thiết kế chế tạo để xử lý nước uống cho cá nhân Túi lọc vừa có thể làm trong nước vừa có thể khử trùng nước Túi lọc hình chữ nhật khi được làm phồng có dung tích khoảng 3 lít, chất liệu làm bằng PVC dày

có độ bền cơ lý khá tốt Mặt bên gần đáy có một cửa sổ tròn gắn với một ống lọc Cấu tạo ống lọc là một ống nhựa đường kính 10 cm, dài 1 cm chứa các lớp lọc thứ tự từ mặt đáy ngoài vào trong gồm lớp nhựa, lớp vải nỉ, lớp than hoạt tính, lớp vải nỉ Mặt đáy ngoài ống lọc có một vòi nhựa để lấy nước sạch Toàn

bộ ống được cố định ở mặt bên túi, mặt đáy trong ăn thông hoàn toàn với ruột túi Miệng túi có quai treo Phụ kiện kèm theo là các ống dung dịch iot Khi sử dụng chỉ cần bẻ ống iot cho tẩm vào lớp vải nỉ ống lọc, cho nước vào túi treo lên giá hay cành cây, nước sẽ theo trọng lực chảy thấm qua các lớp của ống lọc trở thành nước trong, iot trong lớp lọc sẽ khử trùng nước

- Khử trùng nước:

Yêu cầu các nguồn nước cho khử trùng cần phải trong Tuỳ theo điều kiện

cụ thể ở từng cơ sở cụm dân cư hay đơn vị quân đội đóng quân tại địa bàn khác nhau, tùy chất lượng nguồn nước và cơ sở vật chất, trang bị kỹ thuật mà lựa chọn phương pháp khử trùng cho phù hợp

+ Đun sôi nước:

Đun sôi nước là biện pháp dễ thực hiện trong điều kiện dã ngoại Có thể tận

dụng mọi loại củi, than, lá cây, cành cây khô để làm nhiên liệu đun nước Có thể

sử dụng bi đông, nồi, soong các loại để đun nước Nước đã được đun sôi có thể