Đánh giá hiện trạng chất lượng nước ngầm và đề xuất giải pháp xử lý nước ngầm tại đảo Tam Hải, huyện núi Thành, tỉnh Quảng Nam

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018<br /> <br /> 87<br /> <br /> ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGẦM VÀ ĐỀ XUẤT<br /> GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM TẠI ĐẢO TAM HẢI, HUYỆN NÚI THÀNH,<br /> TỈNH QUẢNG NAM<br /> ASSESSING REALITY OF GROUNDWATER QUALITY AND PROPOSING<br /> A GROUNDWATER TREATMENT SOLUTION FOR TAM HAI ISLAND, NUI THANH<br /> DISTRICT, QUANG NAM PROVINCE<br /> Lê Thị Xuân Thuỳ, Nguyễn Tấn Thành<br /> Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng; ltxthuy@dut.udn.vn<br /> Tóm tắt - Bài báo trình bày kết quả khảo sát về tình hình sử dụng<br /> nước và hiện trạng chất lượng nước ngầm tại xã đảo Tam Hải,<br /> huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy<br /> hiện trạng chất lượng các nguồn nước cấp cho sinh hoạt ăn uống<br /> tại khu vực này chưa đảm bảo mục đích cấp nước cho sinh hoạt.<br /> Để xử lý nước ngầm tại khu vực nghiên cứu, nhóm tác giả đã đề<br /> xuất mô hình lọc nước ngầm với khả năng lọc 64L/h; các thông<br /> số về màu, mùi, chỉ số pecmanganat, hàm lượng Fe, độ cứng<br /> của nước sau lọc nằm trong giới hạn cho phép của QCVN<br /> 02:2009/BYT. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đã xác định thời<br /> gian cần thiết để tiến hành súc rửa hoặc thay mới các lớp vật liệu<br /> là 32 ngày, tương ứng với thể tích nước được lọc là 15m3.<br /> <br /> Abstract - This article presents the survey results of water use<br /> and groundwater quality in Tam Hai island commune, Nui Thanh<br /> district, Quang Nam province. Research results show that the<br /> quality of all supplies for drinking and domestic needs fails to<br /> ensure the purpose of supplying water for basic daily activities. To<br /> improve the quality of ground water in in the area under study, the<br /> authors have proposed a groundwater filtration model with a<br /> purification capacity of 64L/h; water subsequent to filteration show<br /> its parameters of colour, odour, pecmanganate index, Fe<br /> concentration and water hardness which lie within limit allowance<br /> from QCVN. 02: 2009/BYT. Besides, the study also determined<br /> that the time for cleaning or replacing material layers is 32 days,<br /> which corresponds to a volume of filtered water of 15m3.<br /> <br /> Từ khóa - nước ngầm; nhiễm phèn; vật liệu lọc; mô hình lọc<br /> nước; Núi Thành.<br /> <br /> Key words - groundwater; contaminated with alum; filter<br /> materials; water filter model; Nui Thanh.<br /> <br /> 1. Đặt vấn đề<br /> Nước sạch là một trong những nhu cầu cơ bản, cần thiết<br /> trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người. Các<br /> nguồn cung cấp chính cho hoạt động sống của con người<br /> hiện nay chủ yếu là từ hai nguồn chính, đó là: (1) nguồn<br /> nước thủy cục; (2) các nguồn nước từ thiên nhiên, bao gồm:<br /> các con sông, nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm. Đối<br /> với các khu vực nông thôn tại nước ta, nguồn nước ngầm<br /> vẫn đóng vai trò hết sức quan trọng trong các hoạt động sinh<br /> hoạt hằng ngày. Tuy nhiên, áp lực gia tăng dân số, đô thị<br /> hoá đã khiến nguồn nước ngầm ngày càng bị ô nhiễm và<br /> suy thoái [1]. Cùng với đó, nước ngầm nhiễm phèn sắt là<br /> một vấn đề đang được báo động nóng ở nhiều khu vực. Các<br /> nghiên cứu trước đây đã chỉ rằng “Hàm lượng sắt có mặt<br /> trong nước ngầm thường ở các mức nồng độ khác nhau, dao<br /> động trong khoảng 3 - 4 mg/L, nhưng trong một số trường<br /> hợp khác, có thể đạt tới 15 mg /L. Ở nồng độ thấp, nó có thể<br /> gây nên các mùi hôi, mùi tanh, làm gia tăng độ đục trong<br /> nước, ở nồng độ cao nó có thể gây nên các bệnh nhiễm<br /> trùng, ung thư, bệnh cơ tim và bệnh khớp” [2-4].<br /> Xã đảo Tam Hải thuộc khu vực duyên hải miền Trung,<br /> nằm ở phía Đông huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam. Vị<br /> trí địa lý, phương tiện đi lại còn khá hạn chế nên khả năng<br /> phát triển kinh tế còn nhiều khó khăn. Là một địa phương<br /> đã từng được xếp vào diện khó khăn, sự thiếu thốn về các<br /> điều kiện sinh hoạt thường xuyên xảy ra, đặc biệt là<br /> nguồn nước sạch. Người dân khu vực này vẫn sử dụng<br /> nguồn nước ngầm không đảm bảo chất lượng phục vụ<br /> mục đích sinh hoạt và ăn uống. Trong bài báo này, tác giả<br /> đã đánh giá hiện trạng chất lượng nước ngầm của một số<br /> hộ tại xã đảo Tam Hải, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng<br /> <br /> Nam và từ đó đề xuất mô hình lọc nước ngầm nhiễm<br /> phèn, góp phần cung cấp nước sạch cho các hộ gia đình<br /> tại khu vực nghiên cứu.<br /> 2. Đối tượng, phương pháp nghiên cứu<br /> 2.1. Đối tượng nghiên cứu<br /> - Nguồn nước cung cấp tại xã đảo Tam Hải, huyện<br /> Núi Thành, tỉnh Quảng Nam;<br /> - Mô hình xử lý nước ngầm nhiễm phèn sắt.<br /> 2.2. Phương pháp nghiên cứu<br /> Để thực hiện nghiên cứu, nhóm tác giả đã sử dụng các<br /> phương pháp như: khảo sát thực địa, điều tra, phân tích<br /> hóa học, xử lý số liệu,…<br /> 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận<br /> 3.1. Kết quả khảo sát hiện trạng sử dụng nước<br /> Xã đảo Tam Hải có 5 thôn liền nhau bao gồm: Đông<br /> Tuần, Tân Lập, Long Thạch Đông, Bình Trung, Thuận<br /> An. Hơn 10 năm trước tổ chức Đông Tây Hội Ngộ xây<br /> dựng một bể cấp nước sạch tại thôn Bình Trung, xã đảo<br /> Tam Hải. Ban đầu bể này được khử trùng hầu như triệt<br /> để, sau vài năm hoạt động hệ thống xử lý phèn xuống cấp<br /> do không có người vận hành sửa chữa. Mặt khác, địa hình<br /> của xã được bao bọc xung quanh bởi dòng sông Trường<br /> Giang, cửa biển, và cửa Lở An Hòa nên chất lượng nước<br /> ngầm tại đây có thể bị ảnh hưởng bởi nước sông. Do vậy,<br /> hiện nay nguồn nước sinh hoạt của người dân trên địa bàn<br /> xã chủ yếu được lấy từ nước ngầm do người dân tự khai<br /> thác bằng các giếng đào, giếng bơm tại gia đình. Ở những<br /> khu vực có chất lượng nước ngầm chưa đảm bảo cho sinh<br /> <br /> Lê Thị Xuân Thuỳ, Nguyễn Tấn Thành<br /> <br /> 88<br /> <br /> hoạt, người dân tiến hành lọc nước hoặc đến thôn Thuận<br /> An lấy nước sạch hơn để sử dụng.<br /> Tại xã đảo Tam Hải, tất cả các hộ đều sử dụng nước<br /> ngầm để ăn uống, sinh hoạt hằng ngày. Trong đó, có<br /> 46/200 hộ (chiếm 23%) trong khu vực khảo sát sử dụng<br /> trực tiếp nước ngầm mà không qua bộ lọc (chủ yếu ở thôn<br /> Đông Tuần và Thuận An), 154/200 hộ (chiếm 77%) tiến<br /> hành lọc nước trước khi sử dụng.<br /> 1,5%<br /> 23%<br /> <br /> Lọc truyền thống<br /> Máy lọc mua trên thị<br /> trường<br /> Cả hai<br /> <br /> 8,5%<br /> 67%<br /> <br /> Không lọc<br /> <br /> Hình 1. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ số hộ sử dụng thiết bị lọc nước<br /> <br /> Theo kết quả thực tế, người dân cho rằng chất lượng<br /> nước ngầm được cải thiện đáng kể khi sử dụng các thiết<br /> bị lọc nước, cụ thể là:<br /> + Có 3/200 hộ (chiếm 1,5%) ở thôn Thuận An sử dụng<br /> mô hình lọc truyền thống để sinh hoạt như vệ sinh, tắm,<br /> giặt và nguồn nước phục vụ cho việc nấu ăn được lấy từ<br /> nước giếng đào (giếng Bắc và giếng Nam).<br /> + Có 17/200 hộ (chiếm 8,5%) ở thôn Bình Trung sử<br /> dụng cả hai. Theo đánh giá của người dân, nước ngầm tại<br /> khu vực này thường có màu vàng, không thể đáp ứng nhu<br /> cầu sinh hoạt hằng ngày nếu sử dụng trực tiếp. Do vậy,<br /> người dân xử lý trước khi sử dụng: Lọc thô bằng thiết bị<br /> lọc truyền thống (bể lọc) để phục vụ nhu cầu tắm, giặt, rửa;<br /> Lọc bằng máy lọc nước bán trên thị trường loại Kangaroo,<br /> Safure…để phục vụ nhu cầu nấu ăn hay uống trực tiếp.<br /> + Có 134/200 hộ chiếm tỷ lệ cao nhất (67%) sử dụng<br /> máy lọc nước mua trên thị trường có giá tầm từ 4 triệu5 triệu đồng/bộ lọc.<br /> Thông qua kết quả khảo sát thực địa, hầu hết ý kiến<br /> của người dân đều đưa ra các nhận định như sau:<br /> <br /> Thôn Đông Tuần (ĐT)<br /> <br /> Thứ nhất là, chất lượng nguồn nước ngầm tại xã trong<br /> tình trạng nhiễm phèn, không thể sử dụng trực tiếp để ăn<br /> uống. Do vậy, hầu hết các hộ gia đình đều có thiết bị lọc<br /> nước. Đối với các hộ gia đình kinh tế khó khăn, muốn tiết<br /> kiệm chi phí điện năng khi sử dụng máy lọc nước trên thị<br /> trường, đồng thời muốn có lượng nước dùng nhanh trong các<br /> hoạt động sinh hoạt mà không qua lọc thì họ lấy nước tại 2<br /> giếng đào (giếng Nam và giếng Bắc) của thôn Thuận An.<br /> Thứ hai là, Giếng Nam và giếng Bắc là nguồn cung<br /> cấp nước sinh hoạt cho toàn bộ các hộ gia đình trong xã,<br /> nhưng vào mùa khô hạn, nắng nóng hai giếng này thường<br /> xảy ra hiện tượng cạn nước và người dân phải nạo, vắt<br /> giếng để có nước dùng. Do đó, vào thời gian này lượng<br /> nước chỉ đáp ứng được nhu cầu cho người dân thôn<br /> Thuận An, Bình Trung.<br /> 3.2. Hiện trạng chất lượng nước ngầm<br /> Hiện trạng chất lượng nước ngầm được người dân đánh<br /> giá một cách cảm quan thông qua các yếu tố về mùi, vị,<br /> màu sắc. Cụ thể là: 177/200 hộ người dân cho rằng nước<br /> không màu, không mùi, không vị nhưng đều khẳng định là<br /> nước bị nhiễm phèn sau một thời gian sử dụng nguồn nước<br /> này để nấu thì các vật dụng như nồi nấu, thùng đựng nước<br /> đều có lớp cặn đóng dưới đáy; 23/200 hộ, phần lớn ở thôn<br /> Bình Trung (21 hộ) và thôn Thuận An (2 hộ) cho rằng<br /> nước có đục hoặc có màu vàng nên không thể dùng trực<br /> tiếp, do vậy nước ngầm ở đây được lọc trước khi sử dụng.<br /> <br /> a)<br /> b)<br /> Hình 2. Mô hình truyền thống (a) và<br /> máy lọc nước trên thị trường (b)<br /> <br /> Thôn Tân Lập (TL)<br /> <br /> Thôn Thuận An (TA)<br /> <br /> Thôn Long Thạch Đông (LTĐ)<br /> <br /> Thôn Bình Trung (BT)<br /> <br /> Hình 3. Các vị trí lấy mẫu nước<br /> <br /> ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018<br /> <br /> Trong 200 hộ gia đình được khảo sát, 40% ý kiến cho<br /> rằng nguồn nước ngầm có thể sử dụng cho ăn uống, các<br /> hộ gia đình này tập trung chủ yếu ở thôn Thuận An và<br /> Đông Tuần, 60% ý kiến khác cho rằng nguồn nước ngầm<br /> có thể sử dụng cho các hoạt động sinh hoạt như tắm, giặc<br /> rửa nhưng không thể sử dụng để nấu ăn, uống.<br /> Để đánh giá chi tiết hơn về chất lượng nước ngầm tại<br /> khu vực nghiên cứu, tác giả đã tiến hành lấy mẫu phân tích<br /> chất lượng nước ngầm tại các hộ gia đình và lựa chọn phân<br /> tích chất lượng nước thông qua chỉ tiêu độ đục. Độ đục là<br /> một đặc tính vật lý của nước, liên quan tới tình trạng không<br /> trong suốt hoặc là mức độ trong của nước. Độ đục trong<br /> nước càng cao thì hàm lượng chất lơ lững trong nước càng<br /> lớn. Trong nước mặt và nước ngầm luôn tồn tại độ đục<br /> nhưng ở các mức khác nhau, với nước mặt độ đục thường<br /> cao, nước ngầm có độ đục thấp hơn. Bên cạnh đó, độ đục là<br /> thông số ta có thể quan sát và cảm nhận bằng mắt thường,<br /> do vậy thông số độ đục được nhóm tác giả chọn làm thông<br /> số đại diện và tiến hành lấy mẫu khảo sát với số lượng lớn<br /> (50 mẫu) tại 5 thôn gồm: Thôn Đông Tuần, Bình Trung,<br /> Thuận An, Long Thạch Đông, Tân Lập. Mỗi thôn chọn<br /> ngẫu nhiên 10 mẫu ứng với 10 hộ gia đình. Sau quá trình<br /> khảo sát độ đục, mỗi thôn chọn 1 mẫu có độ đục lớn nhất<br /> làm mẫu đại diện cho khu vực đó.<br /> Bảng 1. Kết quả đo độ đục của các mẫu tại các thôn trong xã<br /> Hộ gia<br /> đình<br /> 1<br /> <br /> ĐT<br /> 0,39<br /> <br /> TL<br /> 0,89<br /> <br /> Độ đục (NTU)<br /> LTĐ<br /> 2,19<br /> <br /> TA<br /> 7,13<br /> <br /> BT<br /> 0,43<br /> <br /> 2<br /> 3<br /> 4<br /> 5<br /> 6<br /> 7<br /> 8<br /> 9<br /> 10<br /> <br /> 0,4<br /> 0,69<br /> 0,49<br /> 0,58<br /> 0,48<br /> 1,24<br /> 0,67<br /> 0,39<br /> 0,34<br /> <br /> 89<br /> <br /> 0,25<br /> 0,71<br /> 0,45<br /> 0,51<br /> 0,5<br /> 0,79<br /> 0,4<br /> 0,65<br /> 0,36<br /> <br /> 1,23<br /> 0,48<br /> 0,53<br /> 0,6<br /> 0,43<br /> 0,32<br /> 0,45<br /> 1,05<br /> 0,67<br /> <br /> 1,37<br /> 1,38<br /> 0,5<br /> 0,93<br /> 0,76<br /> 0,88<br /> 0,92<br /> 0,41<br /> 1,18<br /> <br /> 12,23<br /> 10,6<br /> 25,4<br /> 0,79<br /> 17,7<br /> 19,3<br /> 1,31<br /> 1,2<br /> 0,81<br /> <br /> Dựa vào kết quả tại Bảng 1, nhóm tác giả đã chọn được<br /> 5 mẫu nước có độ đục lớn nhất làm mẫu đại diện như sau:<br /> - Thôn Đông Tuần (ĐT): Hộ gia đình số 7 với độ đục:<br /> 1,24 NTU, nằm trong giới hạn cho phép của QCVN<br /> 02:2009/BYT.<br /> - Thôn Tân Lập (TL): Hộ gia đình số 1 với độ đục:<br /> 0,89 NTU, nằm trong giới hạn cho phép của QCVN<br /> 02:2009/BYT.<br /> - Thôn Long Thạch Đông (LTĐ): Hộ gia đình số 1 với<br /> độ đục: 2,19 NTU, nằm trong giới hạn cho phép của<br /> QCVN 02:2009/BYT.<br /> - Thôn Thuận An (TA): Hộ gia đình số 1 với độ đục:<br /> 7,13 NTU vượt 0,43 lần so với QCVN 02:2009/BYT.<br /> - Thôn Bình Trung (BT): Hộ gia đình số 4 với độ đục:<br /> 25,4 NTU vượt 4,08 lần với QCVN 02:2009/BYT.<br /> Kết quả phân tích chi tiết về hiện trạng chất lượng<br /> nước ngầm của 5 hộ gia đình đại điện cho 5 thôn được thể<br /> hiện tại Bảng 2.<br /> <br /> Bảng 2. Kết quả phân tích chất lượng nước ngầm khu vực nghiên cứu<br /> STT<br /> <br /> Tên chỉ tiêu<br /> <br /> 1.<br /> 2.<br /> <br /> Màu sắc<br /> <br /> 3.<br /> 4.<br /> 5.<br /> 6.<br /> 7.<br /> 8.<br /> 9.<br /> 10.<br /> <br /> Độ đục<br /> Độ mặn<br /> pH<br /> Hàm lượng Amoni<br /> Sắt tổng<br /> Chỉ số Pecmanganat<br /> Độ cứng theo CaCO3<br /> Hàm lượng Clorua<br /> <br /> Mùi vị<br /> <br /> Đơn vị<br /> tính<br /> TCU<br /> NTU<br /> ‰<br /> mg/l<br /> mg/l<br /> mg/l<br /> mg/l<br /> mg/l<br /> <br /> ĐT<br /> 3,2<br /> Không có<br /> mùi vị lạ<br /> 1,24<br /> 0,4<br /> 6,7<br /> 2.02<br /> KPH<br /> 0,8<br /> 157,5<br /> 163<br /> <br /> Kết quả thử nghiệm<br /> TL<br /> LTĐ<br /> 1,5<br /> 1,7<br /> Không có Không có<br /> mùi vị lạ<br /> mùi vị lạ<br /> 0,89<br /> 2,19<br /> 0,1<br /> 0,1<br /> 7,4<br /> 7,1<br /> 1.34<br /> 1.22<br /> 0,031<br /> KPH<br /> 0,32<br /> 0,64<br /> 105<br /> 142.5<br /> 56,2<br /> 55,8<br /> <br /> TA<br /> 8,2<br /> Mùi<br /> phèn<br /> 7,13<br /> 0,2<br /> 6,8<br /> 2.28<br /> 1,11<br /> 6,4<br /> 238<br /> 108,7<br /> <br /> BT<br /> 23,3<br /> Mùi<br /> phèn<br /> 25,4<br /> 0,4<br /> 7,5<br /> 2.87<br /> 4,733<br /> 11,2<br /> 425<br /> 217<br /> <br /> QCVN<br /> 02:2009 [5]<br /> 15<br /> Không có<br /> mùi vị lạ<br /> 5<br /> 6,0 – 8,5<br /> 3<br /> 0,5<br /> 4<br /> 350<br /> 300<br /> <br /> Ghi chú: KPH: Không phát hiện<br /> <br /> Kết quả tại Bảng 2 cho thấy:<br /> - Hầu hết các chỉ tiêu phân tích mẫu nước của các hộ<br /> gia đình tại thôn Đông Tuần (ĐT); Tân Lập (TL); Long<br /> Thạch Đông (LTĐ) đều nằm trong giới hạn cho phép của<br /> 02:2009/BYT.<br /> - Đối với hộ gia đình tại thôn Thuận An (TA): Nguồn<br /> nước tại thời điểm lấy mẫu có mùi phèn, độ đục vượt 0,43<br /> lần, hàm lượng Fe tổng vượt 1,22 lần, chỉ số Pecmanganat<br /> vượt 0,6 lần QC 02:2009/BYT. Các chỉ tiêu về màu sắc,<br /> pH, hàm lượng Amoni, độ cứng và hàm lượng Clorua<br /> nằm trong giới hạn cho phép của 02:2009/BYT.<br /> - Đối với hộ gia đình tại thôn Bình Trung (BT): Màu<br /> sắc vượt 0,55 lần, độ đục vượt 4,08 lần, hàm lượng Fe<br /> <br /> tổng vượt 8,466 lần, chỉ số Pecmanganat vượt 1,8 lần, độ<br /> cứng theo CaCO3 0,21 lần quy chuẩn cho phép. Các chỉ<br /> tiêu về màu sắc, pH, hàm lượng Amoni và hàm lượng<br /> Clorua nằm trong giới hạn cho phép của 02:2009/BYT.<br /> 3.3. Đề xuất mô hình xử lý nước ngầm nhiễm phèn quy<br /> mô hộ gia đình<br /> 3.3.1. Cấu tạo<br /> Mô hình được chế tạo từ các ống nhựa PVC có đường<br /> kính 90 mm. Cột lọc được ghép từ 5 đoạn ống lọc nối với<br /> nhau bằng rắc co 90 mm, bên trong mỗi ống lọc chứa các<br /> vật liệu lọc đã được lựa chọn. Nước được lọc dựa trên áp<br /> lực của nước theo chiều tự chảy từ trên xuống. Các đoạn<br /> ống lọc được sắp xếp như sau:<br /> <br /> Lê Thị Xuân Thuỳ, Nguyễn Tấn Thành<br /> <br /> 90<br /> <br /> - Đoạn ống trên cùng: Bông lọc + cát trắng (h= 40 cm);<br /> - Đoạn ống thứ hai: Than hoạt tính (h= 30 cm);<br /> - Đoạn ống thứ ba: Cát mangan (h= 20 cm);<br /> - Đoạn ống thứ tư: Cát thạch anh (h= 20 cm);<br /> - Đoạn ống thứ năm: Sỏi đỡ (h= 20 cm).<br /> 3.3.2. Nguyên lý hoạt động<br /> Nước được bơm từ giếng khoan lên bể chứa nước. Tại<br /> đây, nước được sục khí nhằm cung cấp oxy thúc đẩy quá<br /> trình oxy hóa tất cả các chất có mặt trong nước với lưu<br /> lượng không khí cần thiết để quá trình oxy hóa xảy ra<br /> (khoảng từ 4-6 m3 không khí cho 1m3 nước). Đối với<br /> nước ngầm có độ cứng cao, có nhiều ion Fe2+, Ca2+,<br /> Mg2+…, khi bị oxy hóa bởi oxy không khí sẽ tạo thành<br /> các kết tủa Fe(OH)3, CaCO3, MgCO3… Nước sau khi<br /> được sục khí sẽ được để lắng trong một khoảng thời gian<br /> để cho lắng bớt 1 phần cặn. Qúa trình oxy hóa Fe2+, Ca2+,<br /> Mg2+ được thể hiện ở các phương trình dưới đây:<br /> Fe(HCO)3)2 + 2H2O → Fe(OH)2+ 2H2CO3<br /> 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 →4Fe(OH)3 ↓<br /> Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 + H2O<br /> Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2 + H2O<br /> Sau đó nước được đi qua bộ lọc. Nước sau lọc được<br /> dẫn vào thùng chứa nước sạch và phải đảm bảo tiêu chuẩn<br /> QCVN 02:2009/BYT.<br /> 3.3.3. Địa điểm ứng dụng thí điểm mô hình lọc nước<br /> ngầm nhiễm phèn<br /> Mô hình được đặt tại nhà bà Nguyễn Thị Nghĩa, thôn Bình<br /> Trung, xã Đảo Tam Hải, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam.<br /> <br /> 9. Ống dẫn nước vào D= 34 mm<br /> 11. Co D= 21<br /> 13. Máy thổi khí SP 780<br /> <br /> Qúa trình vận hành mô hình: sau khi gia đình đi làm về<br /> (lúc 17 giờ), bơm nước lên két được xây dựng bằng bê tông,<br /> cốt thép có dung tích khoảng 0,75 m3 (L.B.H= 1.0,5.1,5 m),<br /> đồng thời bật máy sục khí với máy thổi khí SP780 lưu lượng<br /> 1,2 m3/h trong 5 giờ (Hình 4). Sau đó tắt máy sục khí và để<br /> lắng đến 6 giờ sáng hôm sau. Từ 6 giờ có thể tiến hành lọc<br /> nước để lấy nước sử dụng trong ngày. Tốc độ lọc khoảng 64<br /> lít/giờ, tương đương với lưu lượng 0,51m3/8giờ/ngày, đảm<br /> bảo nhu cầu sử dụng nước của gia đình có 4 người theo<br /> TCXDVN 33:2006 khu vực nông thôn.<br /> <br /> Hình 5. Mẫu nước ngầm<br /> <br /> Bảng 3. Kết quả phân tích nước sau khi lọc<br /> <br /> 3. Độ đục<br /> <br /> Kết quả phân tích Hiệu QCVN<br /> Đơn<br /> suất xử 02:2009<br /> vị Đầu vào Đầu ra<br /> lý<br /> [5]<br /> 92<br /> TCU<br /> 23,3<br /> 2,1<br /> 15<br /> Không<br /> - Mùi phènKhông mùi<br /> mùi<br /> 97,36<br /> NTU<br /> 25,4<br /> 0,67<br /> 5<br /> <br /> 4. Chỉ số Pecmanganat<br /> <br /> mg/l<br /> <br /> 11,2<br /> <br /> 1,44<br /> <br /> 87,14<br /> <br /> 4<br /> <br /> 5. Hàm lượng Fets<br /> 6. Độ cứng<br /> <br /> mg/l<br /> <br /> 4,73<br /> <br /> 0,16<br /> <br /> 96,61<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> mg/l<br /> <br /> 425<br /> <br /> 125<br /> <br /> 70,59<br /> <br /> 350<br /> <br /> 500<br /> <br /> STT<br /> 10<br /> <br /> Tên chỉ tiêu<br /> <br /> 1. Màu sắc<br /> 11<br /> <br /> 2. Mùi<br /> <br /> 14<br /> 1000<br /> <br /> 1<br /> 2<br /> <br /> 3<br /> <br /> 300<br /> <br /> 125<br /> <br /> 9<br /> <br /> 300<br /> <br /> 2000<br /> <br /> 4<br /> <br /> 6<br /> <br /> 8<br /> 200<br /> <br /> 12<br /> <br /> 362<br /> <br /> 200<br /> <br /> 200<br /> <br /> 1600<br /> <br /> 5<br /> <br /> 7<br /> <br /> Hình 4. Sơ đồ lắp đặt mô hình lọc nước ngầm quy mô hộ gia đình<br /> 1. Ống dẫn nước vào D= 21mm<br /> 3. Ống chụp D=90 mm<br /> 5. Cột lọc<br /> 7. Ống dẫn nước D= 21 mm<br /> <br /> 2. Van khóa D= 21 mm<br /> 4. Rắc co<br /> 6. Thùng chứa nước sau lọc<br /> 8. Máy bơm<br /> <br /> Hình 6. Mô hình lắp đặt trong<br /> thực tế<br /> <br /> Lưu lượng nước chảy qua bộ lọc khi mở hết van<br /> khoảng 135 L/h. Tuy nhiên, trong trường hợp này chất<br /> lượng nước có thể không đảm bảo, vì vậy van được mở<br /> với 1 góc 30 -400 theo chiều vặn của van.<br /> Phân tích chất lượng nước sau lọc ngày đầu tiên cho<br /> kết quả như sau:<br /> <br /> 13<br /> 12<br /> <br /> 10. Bể chứa nước/Két nước<br /> 12. Co D= 34 mm<br /> 14. Van xả cặn D= 27 mm<br /> <br /> Kết quả tại Bảng 3 cho thấy:<br /> - Chất lượng nước đầu vào không đảm bảo theo<br /> QCVN 02:2009/BYT, cụ thể: Có mùi, màu vàng nhạt,<br /> màu sắc vượt 0,55 lần, độ đục vượt 4,08 lần, hàm lượng<br /> Fets vượt 8,466 lần, chỉ số Pecmaganat vượt 1,8 lần và độ<br /> cứng vượt 0,21 lần so với quy chuẩn.<br /> - Sau khi qua bộ lọc thực nghiệm, chất lượng nước<br /> được cải thiện rõ ràng. Tất cả các chỉ tiêu đều nằm trong<br /> giới hạn cho phép theo QCVN 02:2009/BYT về chất<br /> lượng nước sinh hoạt.<br /> Sau khi khảo sát lưu lượng nước qua bộ lọc theo thời<br /> gian, tác giả thu được kết quả như Hình 7.<br /> Qua biểu đồ của Hình 7, ta nhận thấy lưu lượng nước<br /> qua mô hình lọc giảm theo thời gian. Sau 12 ngày lọc<br /> nước, lưu lượng nước qua bộ lọc đạt 37 lít/giờ, tương<br /> đương với 296 lít/giờ/ngày. Trong khi đó nhu cầu dùng<br /> nước của hộ gia đình đặt mô hình là 320 lít/ngày. Như<br /> <br /> ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018<br /> <br /> vậy, sau 12 ngày lọc, lượng nước thu được đã không còn<br /> đáp ứng nhu cầu sử dụng của hộ gia đình.<br /> Lưu lượng lọc (L/h)<br /> <br /> 80<br /> 60<br /> 40<br /> 20<br /> 0<br /> 1<br /> <br /> 2<br /> <br /> 3<br /> <br /> 4<br /> <br /> 5<br /> <br /> 6<br /> <br /> 7<br /> <br /> 8<br /> <br /> 9 10 11 12<br /> Thời gian (ngày)<br /> <br /> Hình 7. Lưu lượng lọc của mô hình<br /> <br /> 91<br /> <br /> Nguyên nhân dẫn đến lưu lượng nước giảm dần theo<br /> thời gian lọc là do các cặn lớn làm tắc các lớp vật liệu lọc ở<br /> trên. Sau quá trình kiểm tra các lớp vật liệu, nhóm tác giả<br /> nhận thấy lớp bông lọc- cát trắng đã bẩn và có lớp cặn màu<br /> nâu đỏ. Do đó cần thay hoặc rửa lớp vật liệu ở đoạn trên<br /> cùng (đoạn đầu tiên: Bông lọc – cát trắng). Sau khi thay lớp<br /> vật liệu này, lưu lượng nước lọc lại đạt tốc độ ban đầu, tức<br /> 64lít/giờ. Và sau đó, lưu lượng nước sau lọc vẫn giảm dần<br /> theo thời gian tương đương như trên (12 ngày).<br /> Để có thể xác định được thời gian (hoặc khối lượng nước)<br /> cần phải tiến hành thay rửa vật liệu lọc, tác giả đã tiến hành<br /> đánh giá chất lượng nước sau lọc tại các thời điểm 2,5 m3– 5<br /> m3– 7,5 m3 – 10 m3 - 12,5 m3 – 15 m3 nước sau lọc (Bảng 4).<br /> <br /> Bảng 4. Kết quả phân tích chất lượng nước ngầm khu vực nghiên cứu<br /> STT<br /> <br /> Tên chỉ tiêu<br /> <br /> 1<br /> <br /> Màu sắc<br /> <br /> 2<br /> <br /> Mùi vị<br /> <br /> 3<br /> 4<br /> 5<br /> 6<br /> <br /> Độ đục<br /> Sắt tổng<br /> Chỉ số Pecmanganat<br /> Độ cứng theo CaCO3<br /> <br /> Đơn<br /> vị<br /> tính<br /> TCU<br /> NTU<br /> mg/l<br /> mg/l<br /> mg/l<br /> <br /> Kết quả thử nghiệm<br /> 2,5m3<br /> <br /> 5m3<br /> <br /> 7,5m3<br /> <br /> 3,8<br /> 3,1<br /> 2,4<br /> Không có Không có Không có<br /> mùi vị lạ mùi vị lạ mùi vị lạ<br /> 2,05<br /> 1,29<br /> 0,73<br /> 0,16<br /> 0,12<br /> 0,12<br /> 1,92<br /> 1,44<br /> 0,88<br /> 212,5<br /> 135<br /> 140<br /> <br /> Kết quả tại Bảng 4 cho thấy, đến thời điểm khoảng<br /> 15m3 nước chất lượng nước sau lọc không còn đảm bảo,<br /> các chỉ tiêu về độ đục và chỉ số Pecmanganat vượt quy<br /> chuẩn 02:2009/BYT, cụ thể là độ đục vượt 0,3 lần, chỉ số<br /> Pecmanganat vượt 0,6 lần. Do đó, dừng lấy mẫu tại thời<br /> điểm 15 m3. Lúc này cần súc rửa hoặc thay mới lớp vật<br /> liệu lọc (bông lọc – cát trắng; than hoạt tính, cát magan,<br /> cát thạch anh, sỏi), lắp đặt vào cột lọc như ban đầu và tiếp<br /> tục sử dụng. Qúa trình súc rửa hoặc thay mới vật liệu lọc<br /> được thực hiện bằng phương pháp thủ công, cụ thể là:<br /> - Đối với các vật liệu như than hoạt tính, cát mangan<br /> được sàn rửa qua các dụng cụ rá/rổ.<br /> - Đối với lớp vật liệu phía trên như bông, cát trắng: vì<br /> giá thành rẻ nên tiến hành thay mới.<br /> - Đối với lớp vật liệu phía dưới là cát thạch anh, sỏi đỡ có<br /> thể được súc rửa như than hoạt tính, cát mangan hoặc thay<br /> mới hoàn toàn như lớp vật liệu phía trên (bông, cát trắng).<br /> Kết quả phân tích chất lượng nước sau rửa vật liệu lọc<br /> như sau:<br /> <br /> 10m3<br /> <br /> 12,5m3<br /> <br /> 15m3<br /> <br /> QCVN<br /> 02:2009 [5]<br /> <br /> 1,7<br /> Không có<br /> mùi vị lạ<br /> 0,51<br /> 0,08<br /> 1,04<br /> 97,5<br /> <br /> 4,6<br /> Không có<br /> mùi vị lạ<br /> 2,78<br /> 0,22<br /> 2,56<br /> 117,5<br /> <br /> 7,7<br /> Không có<br /> mùi vị lạ<br /> 6,58<br /> 0,32<br /> 6,24<br /> 145<br /> <br /> 15<br /> Không<br /> mùi<br /> 5<br /> 0,5<br /> 4<br /> 350<br /> <br /> Từ kết quả trên, ta có thể kết luận sau 32 ngày sử dụng<br /> mô hình lọc nước ngầm, tương ứng với thể tích nước được<br /> lọc khoảng 15 m3 cần tiến hành thay mới hoặc rửa vật liệu<br /> lọc để nâng cao hơn nữa hiệu suất lọc của mô hình.<br /> 4. Kết luận<br /> Kết quả khảo sát và phân tích mẫu nước cho thấy chất<br /> lượng nước ngầm tại một số hộ gia đình ở thôn Thuận An<br /> và Bình Trung vào thời điểm khảo sát bị nhiễm phèn,<br /> không đảm bảo nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt của người<br /> dân trong khu vực.<br /> Mô hình xử lý nước đề xuất với tốc độ lọc 64L/h đã<br /> giải quyết được vấn đề mùi, độ đục, màu, hàm lượng sắt<br /> tổng số, chỉ số Pecmanganat, độ cứng có trong nguồn<br /> cung cấp nước, đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước của<br /> người dân. Ngoài ra, nghiên cứu cũng đã xác định được<br /> thời gian thay mới bông lọc và cát trắng (ở đoạn ống trên<br /> cùng) là 12 ngày, thời gian súc rửa các vật liệu lọc khác<br /> (đoạn ống thứ 2 – 5) là 32 ngày, tương ứng với thể tích<br /> nước được lọc là 15m3.<br /> <br /> Bảng 5. Kết quả phân tích chất lượng nước sau khi rửa lọc<br /> STT<br /> 1<br /> 2<br /> 3<br /> 4<br /> 5<br /> <br /> Đơn vị<br /> Kết quả<br /> QCVN<br /> tính thử nghiệm 02:2009 [5]<br /> Màu sắc<br /> TCU<br /> 1,76<br /> 15<br /> Không có<br /> Không có<br /> Mùi vị<br /> mùi vị lạ<br /> mùi vị lạ<br /> Độ đục<br /> NTU<br /> 1,25<br /> 5<br /> Sắt tổng<br /> mg/l<br /> 0,05<br /> 0,5<br /> Chỉ số Pecmanganat mg/l<br /> 0,5<br /> 4<br /> Tên chỉ tiêu<br /> <br /> Qua bảng kết quả, ta thấy sau khi rửa các vật liệu lọc<br /> chất lượng nước sau lọc vẫn đảm bảo nằm trong QCVN<br /> 02:2009/BYT.<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1] Báo cáo hiện trạng quốc gia 2016, Môi Trường Đô Thị.<br /> [2] D. Ellis, C. Bouchard, G. Lantagne, Removal of iron and<br /> manganese from groundwater by oxidation and microfiltration,<br /> Desalination 130 (2000) 255– 264.<br /> [3] E.D. Weinberg, W.A. Geoffrey, The role of iron in infection, Curr.<br /> Opin. Infect. Dis. 8 (1995) 164–169.<br /> [4] E.D. Weinberg, Patho-ecological implications of microbial<br /> acquisition of hostiron, Rev. Med. Microbiol. 9 (1998) 171–178.<br /> [5] QCVN 02:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng<br /> nước sinh hoạt.<br /> <br /> (BBT nhận bài: 10/7/2018,hoàn tất thủ tục phản biện: 10/9/2018)<br /> <br />