Nước nhiễm sắt là một trong những vấn đề phổ biến tại Việt Nam cũng như nhiều quốc gia khác có nguồn nước ngầm giàu khoáng chất. Trong sản xuất công nghiệp, sắt không chỉ làm ảnh hưởng đến chất lượng nước, mà còn gây hư hỏng thiết bị, tăng chi phí vận hành và giảm chất lượng sản phẩm. Bài viết dưới đây của ATS Water Technology để giúp Quý khách cập nhật thông tin chính xác nhé!

1. Nước nhiễm sắt là gì?

Nước nhiễm sắt (hay còn gọi là nước nhiễm phèn) là tình trạng hàm lượng ion sắt (Fe2+ hoặc Fe3+) trong nước vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Theo QCVN 01:2009/BYT, nồng độ sắt tối đa trong nước dùng cho ăn uống và sinh hoạt là 0,3 mg/L. Nếu vượt ngưỡng này, nước sẽ bị coi là nhiễm sắt, gây ra nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất công nghiệp và đời sống.

1.1. Nguyên nhân nước nhiễm sắt là gì?

Nguyên nhân khiến nguồn nước bị nhiễm sắt khá đa dạng, phụ thuộc vào đặc điểm địa chất, vật liệu sử dụng trong hệ thống cấp nước và các tác động bên ngoài.

  • Địa chất tự nhiên: Nước ngầm chảy qua các tầng đất đá chứa khoáng sắt.
  • Ăn mòn đường ống và bồn chứa: Các đường ống thép, bể kim loại lâu năm dễ bị rỉ sét, hòa tan sắt vào nước.
  • Hoạt động công nghiệp và nông nghiệp: Khai thác khoáng sản, luyện kim, hoặc việc sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu chứa sắt đều có thể làm tăng hàm lượng sắt trong nguồn nước.
nguyên nhân và dấu hiệu nước nhiễm sắt
Hoạt động khai thác, luyện kim và nông nghiệp có thể khiến nguồn nước bị nhiễm sắt nghiêm trọng

1.2. Cách nhận biết nước nhiễm sắt

Để nhận biết nước nhiễm sắt, có thể dựa vào cảm quan hoặc phân tích chuyên sâu.

  • Mùi tanh: Nước có mùi tanh kim loại đặc trưng.
  • Đổi màu sau khi để lắng: Nước ban đầu trong, sau vài giờ chuyển sang vàng hoặc nâu đỏ do sắt bị oxy hóa.
  • Cặn bám: Xuất hiện cặn đỏ nâu trong bồn, đường ống, hoặc trên bề mặt thiết bị.
  • Kiểm nghiệm hóa học: Sử dụng thuốc thử chuyên dụng hoặc phân tích tại phòng thí nghiệm để xác định chính xác hàm lượng sắt.
Cách nhận biết nước nhiễm sắt
Nước nhiễm sắt thường có mùi tanh, đổi màu vàng nâu sau khi để lắng và để lại cặn đỏ

2. Tác hại của nước nhiễm sắt với sản xuất công nghiệp

Nước nhiễm phèn (sắt) không chỉ gây phiền toái trong sinh hoạt mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến nhiều ngành sản xuất công nghiệp. Các doanh nghiệp nếu không xử lý sắt trong nước sẽ phải đối mặt với nhiều vấn đề về thiết bị, chi phí và chất lượng sản phẩm.

  • Ăn mòn và hư hỏng thiết bị: Sắt kết hợp với oxy gây phản ứng ăn mòn, làm hỏng đường ống, bơm, nồi hơi và các chi tiết kim loại.
  • Gây tắc nghẽn hệ thống lọc: Cặn sắt kết tủa làm giảm tuổi thọ của màng UF, RO và các thiết bị lọc khác.
  • Ảnh hưởng đến sản phẩm công nghiệp: Trong dược phẩm, thực phẩm, đồ uống hoặc điện tử, sắt vượt ngưỡng sẽ làm biến đổi màu sắc, mùi vị, chất lượng sản phẩm.
  • Tăng chi phí vận hành: Doanh nghiệp phải thường xuyên vệ sinh, thay thế thiết bị và tiêu tốn thêm hóa chất xử lý.
Nước nhiễm sắt gây ăn mòn thiết bị và làm tắc nghẽn đường ống hậu quả phổ biến khiến doanh nghiệp tốn kém chi phí bảo trì, giảm hiệu suất

3. Cách xử lý nước nhiễm sắt hiệu quả trong công nghiệp

Để xử lý nước nhiễm sắt, Quý khách hàng có thể lựa chọn nhiều công nghệ khác nhau. Tùy vào mức độ ô nhiễm, yêu cầu chất lượng nước đầu ra và điều kiện kinh tế, mỗi phương pháp sẽ có ưu nhược điểm riêng. Dưới đây là 5 công nghệ xử lý phổ biến, hiệu quả nhất hiện nay trong công nghiệp.

3.1. Lọc nước nhiễm sắt bằng màng RO

Công nghệ thẩm thấu ngược (RO) sử dụng màng lọc để loại bỏ tới 95 – 99% ion sắt và nhiều tạp chất khác trong nước.

  • Ưu điểm: Sử dụng màng lọc RO đem lại nguồn nước tinh khiết, đồng thời loại bỏ muối, kim loại nặng, vi khuẩn và vi sinh vật.
  • Nhược điểm: Chi phí đầu tư và vận hành cao, cần hệ thống tiền xử lý để tránh tắc nghẽn màng.
  • Ứng dụng: Nhà máy sản xuất dược phẩm, thực phẩm – đồ uống, điện tử, nơi yêu cầu nước có độ tinh khiết cao.
Lọc nước nhiễm sắt bằng màng RO
Màng RO loại bỏ sắt và tạp chất trong nước, đảm bảo nguồn nước tinh khiết đạt chuẩn

3.2. Sử dụng hạt nhựa trao đổi ion

Phương pháp này dựa trên cơ chế trao đổi ion, trong đó hạt cation loại bỏ Fe2+ bằng cách thay thế bằng Na+ hoặc H+.

  • Ưu điểm: Vận hành liên tục, xử lý hiệu quả nước có nồng độ sắt thấp – trung bình.
  • Nhược điểm: Cần tái sinh hạt nhựa trao đổi ion định kỳ bằng dung dịch muối hoặc axit, phát sinh nước thải khi tái sinh.
  • Ứng dụng: Nhà máy sử dụng nồi hơi, hệ thống làm mát hoặc ngành công nghiệp nhẹ.
Sử dụng hạt nhựa trao đổi ion xử lý nước nhiễm sắt
Phương pháp trao đổi ion xử lý ion sắt và duy trì chất lượng nước ổn định cho các ứng dụng công nghiệp

3.3. Phương pháp oxi hóa

Sắt hòa tan trong nước thường ở dạng Fe2+. Phương pháp oxi hóa dùng chất oxi hóa mạnh như Clo, KMnO4, Ozone hoặc sục khí để chuyển Fe2+ thành Fe3+, sau đó dễ dàng loại bỏ bằng lắng lọc.

  • Ưu điểm: Hiệu quả với nước có nồng độ sắt cao, dễ tích hợp với các công nghệ lọc khác.
  • Nhược điểm: Phải kiểm soát liều lượng hóa chất, nếu dư thừa sẽ ảnh hưởng đến hệ thống hoặc chất lượng nước.
  • Ứng dụng: Các trạm xử lý nước ngầm tập trung, quy mô lớn.
Phương pháp oxi hóa để xử lý nước bị nhiễm sắt
Máy tạo ozone – chất oxi hóa mạnh phù hợp để xử lý nguồn nước có nồng độ sắt cao

3.4. Phương pháp hấp phụ

Đây là phương pháp phổ biến, sử dụng các vật liệu lọc như cát mangan, Greensand, than hoạt tính tẩm KMnO4 hoặc zeolite để giữ lại ion sắt.

  • Ưu điểm: Chi phí thấp, lắp đặt đơn giản, dễ vận hành.
  • Nhược điểm: Hiệu quả hạn chế khi sắt quá cao, vật liệu phải hoàn nguyên hoặc thay định kỳ.
  • Ứng dụng: Nhà máy vừa và nhỏ, hệ thống xử lý nước ngầm hộ gia đình.
Phương pháp hấp phụ giúp loại bỏ sắt trong nước
Hấp phụ là phương pháp xử lý sắt trong nước có chi phí thấp, vận hành đơn giản

3.5. Phương pháp keo tụ điện hóa (EC)

Keo tụ điện hóa là công nghệ tiên tiến, sử dụng điện cực kim loại (sắt hoặc nhôm) và dòng điện để tạo ra bông cặn, kéo theo ion sắt và các tạp chất khác lắng xuống.

  • Ưu điểm: Hiệu quả cao, đồng thời loại bỏ sắt, mangan, asen và một số hợp chất hữu cơ.
  • Nhược điểm: Cần đầu tư hệ thống điện phân, tiêu thụ điện năng, phát sinh bùn thải cần xử lý.
  • Ứng dụng: Ngành khai khoáng, hóa chất, dệt nhuộm hoặc nơi cần xử lý nước ô nhiễm phức tạp.
Phương pháp keo tụ điện hóa (Electro coagulation - EC) dùng để xử lý ô nhiễm sắt trong nước
Công nghệ EC sử dụng dòng điện và điện cực kim loại để kết tủa, loại bỏ hiệu quả sắt, mangan, asen và các tạp chất khó xử lý

So sánh ưu nhược điểm các phương pháp xử lý nước bị nhiễm sắt:

PHƯƠNG PHÁP ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM
Màng RO Loại bỏ muối, kim loại nặng, vi sinh; nước đầu ra tinh khiết Cần tiền xử lý; yêu cầu kỹ thuật vận hành
Trao đổi ion Hiệu quả, vận hành liên tục Cần tái sinh hạt nhựa; không xử lý hết tạp chất
Oxi hóa Xử lý nồng độ sắt cao Dư lượng hóa chất, cần kiểm soát
Hấp phụ Chi phí thấp, dễ lắp đặt Hiệu quả hạn chế, cần thay vật liệu
Keo tụ điện hóa Hiệu quả đa tạp chất, công nghệ tiên tiến Tiêu tốn điện năng, phát sinh bùn thải

4. Các câu hỏi thường gặp về nước bị nhiễm sắt

Nguyên nhân nào làm nước nhiễm sắt?

Nước nhiễm sắt chủ yếu do đặc điểm địa chất (nước ngầm chứa khoáng sắt), ăn mòn hệ thống ống dẫn kim loại hoặc tác động từ hoạt động sản xuất công nghiệp – nông nghiệp.

Có những phương pháp xử lý nước nhiễm sắt nào?

Các công nghệ phổ biến gồm: màng RO, hạt nhựa trao đổi ion, oxi hóa, hấp phụ và keo tụ điện hóa (EC).

Dựa vào yếu tố nào để chọn phương pháp xử lý nước nhiễm sắt phù hợp?

Việc lựa chọn phụ thuộc vào hàm lượng sắt trong nguồn nước, yêu cầu chất lượng nước đầu ra và khả năng đầu tư cũng như chi phí vận hành lâu dài.

Như vậy, nước nhiễm sắt là một vấn đề nghiêm trọng trong sản xuất công nghiệp, không chỉ ảnh hưởng đến thiết bị, mà còn làm giảm chất lượng sản phẩm. Hiện nay, các phương pháp xử lý phổ biến đều có ưu nhược điểm riêng. Quý khách cần dựa vào điều kiện thực tế, mức độ ô nhiễm và nhu cầu chất lượng nước đầu ra để lựa chọn công nghệ phù hợp nhất. Hãy liên hệ ngay với ATS Water Technology để được tư vấn nhé!

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ NƯỚC ATS