Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt – ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 – Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh Hà Giang

Chia sẻ: Diệp Nhất Thiên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

53
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để tài trình bày sơ lược về điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh Hà Giang và khu vực suối Tà Vải. Hiện trạng môi trường nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang. Nghiên cứu sử dụng màng lọc UF(Utrafiltration) để xử lý nước sông suối Tả Vải. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt – ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 – Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh Hà Giang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------- NGUYỄN QUANG ĐÔNG TÊN ĐỀ TÀI: “ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC SUỐI BẰNG MÀNG LỌC UF (UTRAFILTRATION) ĐỂ CẤP CHO SINH HOẠT ỨNG DỤNG TẠI TRUNG ĐOÀN QUÂN ĐỘI 877 BỘ CHỈ HUY QUÂN SỰ TỈNH HÀ GIANG ” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2014 - 2018 Thái Nguyên - năm 2018
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------- NGUYỄN QUANG ĐÔNG TÊN ĐỀ TÀI: “ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC SUỐI BẰNG MÀNG LỌC UF (UTRAFILTRATION) ĐỂ CẤP CHO SINH HOẠT ỨNG DỤNG TẠI TRUNG ĐOÀN QUÂN ĐỘI 877 BỘ CHỈ HUY QUÂN SỰ TỈNH HÀ GIANG ” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn: Trần Hải Đăng Thái Nguyên - năm 2018
i LỜI CẢM ƠN Trong toàn bộ quá trình học tập tại Trường Đại học Nông Lâm và thực hiện khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Khoa học Môi trường với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt, ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 – Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh Hà Giang”. Tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của nhiều tập thể, cá nhân trong và ngoài nhà trường. Lời đầu tiên, tôi xin cảm ơn đến toàn thể các thầy cô trong khoa Môi trường - trường Đại học Nông Lâm, tập thể anh chị tại Viện Kỹ Thuật và Công Nghệ Môi Trường. Tôi cũng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo: TS. Trần Hải Đăng hướng dẫn khoa học chính đã tạo điều kiện cho tôi tham gia thực tập tại Viện Kỹ Thuật và Công Nghệ Môi Trường. Tôi xin cảm ơn Viện Kỹ Thuật và Công Nghệ Môi Trường đã giúp đỡ tôi về việc cập nhật số liệu và khảo sát mô hình thí nghiệm tại hiện trường. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã luôn động viên giúp đỡ tôi cả về vật chất lẫn tinh thần trong quá trình học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Quang Đông
ii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Tài nguyên nước một số Quốc gia trên thế giới ....................................... 12 Bảng 2.2. Kích thước hạt lọc được và áp suất lọc .................................................... 25 Bảng 2.3. Các quá trình lọc màng với động lực là áp suất (màng áp lực) ................ 25 Bảng 4.1: Kết quả phân tích mẫu nước mùa khô – tháng 04/2017 ........................... 43 Bảng 4.2: Bảng kết quả phân tích mẫu nước mùa mưa – Tháng 07/2017 ................ 46 Bảng 4.3.1. Các quá trình lọc màng với động lực là áp suất (màng áp lực) ............. 50 Bảng 4.3.2. Kích thước mao quản và áp suất làm việc một số quá trình màng. ....... 51 Bảng 4.3.3. Chất lượng nước sau khi lọc bằng màng UF ......................................... 52 Bảng 4.3.4. Kết quả chất lượng nước suối Tà Vải sau khi qua hệ thống màng lọc UF ........................................................................................58
iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Tỉ lệ giữa các loại nước trên thế giới. .......................................................11 Hình 2.2. Khả năng lọc của các kĩ thuật lọc màng....................................................23 Hình 2.3. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng .......................................24 Hình 4.1: Bản đồ hành chính tỉnh Hà Giang .............................................................31 Hình 4.4.1. Sơ đồ vận chuyển các chất trong nước qua màng lọc ............................49 Hình 4.4.2. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng ....................................50 Hình 4.4.3. Dây chuyền công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF ..................53
iv DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Viết tắt 1 BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường 2 BVMT Bảo vệ môi trường 3 BYT Bộ Y tế 4 KH Kế hoạch 5 KLN Kim loại nặng 6 KT-XH Kinh tế, xã hội 7 KTTV Khí tượng thủy văn 8 LHQ Liên hợp quốc 9 QCCP Quy chuẩn cho phép 10 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 11 QĐ Quyết định 12 QH Quốc hội 13 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 14 TNN Tài nguyên nước 15 TT Thông Tư 16 UBND Ủy ban nhân dân
v MỤC LỤC Phần 1:Mở đầu .................................................................................................. 1 1.1 Đặt vấn đề ................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................... 2 1.2.1.Mục tiêu tổng quát ................................................................................... 2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................ 3 1.3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 3 1.3.1. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................... 3 1.3.2. Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học ............................................... 3 Phần 2:Tổng quan tài liệu ................................................................................. 4 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4 2.1.1. Cơ sở lý luận ........................................................................................... 4 2.1.2. Cơ sở pháp lý .......................................................................................... 9 2.1.3. Các tiêu chuẩn so sánh .......................................................................... 10 2.2. Cơ sở thực tiễn ......................................................................................... 10 2.2.1. Hiện trạng môi trường nước trên thế giới ............................................. 10 2.2.2. Hiện trạng môi trường nước ở Việt Nam .............................................. 15 2.2.3. Sơ lược cơ bản của vùng Tây Bắc ........................................................ 18 2.2.4. Hiện trạng môi trường nước tỉnh Hà Giang .......................................... 19 2.3. Tổng quan về màng lọc ............................................................................ 22 2.3.1. Khái niệm cơ bản về màng lọc.............................................................. 22 2.3.2. Phân loại màng lọc. ............................................................................... 22 2.3.3. Các loại màng lọc trong xử lí nước ....................................................... 23 2.3.4. Màng siêu lọc UF(Ultra Filtration) ....................................................... 26 PHẦN 3:Đối tượng,nội dung và phương pháp nghiên cứu ............................ 28 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................ 28
vi 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 28 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 28 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứ .............................................................. 28 3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 28 3.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 28 3.4.1. Phương pháp thu thập, kế thừa số liệu thứ cấp ..................................... 28 3.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa ............................................... 29 3.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ....................................................... 29 3.4.4. Phương pháp phân tích mẫu nước......................................................... 30 3.4.5. Phương pháp phân tích tổng hợp số liệu ............................................... 30 PHẦN 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận..................................................... 31 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang .................................. 31 4.1.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................. 31 4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ...................................................................... 39 4.2. Hiện trạng nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang ............................................ 42 4.2.1. Hiện trạng chất lượng nguồn nước suối Tà Vải .................................... 42 4.3. Nghiên cứu sử dụng màng lọc UF(Utrafiltration) để xử lý nước sông suối .................................................................................. 48 4.3.1. Nghiên cứu và lựa chọn màng lọc......................................................... 48 4.3.2. Kết quả sau khi xử lý nước bằng màng lọc UF(Utrafiltration)............. 52 4.3.3. Quy trình vận hành mô hình thử nghiệm .............................................. 54 PHẦN 5 ........................................................................................................... 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 60 5.1. Kết luận .................................................................................................... 60 5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 62
1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nước là khởi nguồn của sự sống trên trái đất, đồng thời cũng là nguồn để duy trì sự sống cho loài người và sinh vật tại nơi đây. Con người mỗi ngày cần 250 lít nước cho sinh hoạt, 1.500 lít nước cho hoạt động công nghiệp và 2.000 lít cho hoạt động nông nghiệp. Nước chiếm 99% trọng lượng sinh vật sống trong môi trường nước và 70% trọng lượng cơ thể con người. Ngoài chức năng tham gia vào chu trình sống trên, nước còn là chất mang năng lượng (thuỷ năng), chất mang vật liệu và tác nhân điều hoà khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Không chỉ góp phần lớn làm thay đổi diện mạo và phát triển thế giới tự nhiên, nước còn là mối liên hệ chặt chẽ đối với đời sống xã hội, con người, hầu hết trong các lĩnh vực kinh tế và vấn đề sức khỏe. Hiện nay, theo thống kê của Liên Hiệp Quốc, thì tình trạng thiếu nước nguyên nhân do nguồn tài nguyên nước trên thế giới phân bổ không đồng đều, tình trạng gia tăng dân số, sự lãng phí nước tăng cùng với mức sống của người dân tăng lên do sử dụng quá nhiều thiết bị gia dụng, nước bị thất thoát nghiêm trọng, chỉ 55% lượng nước khai thác được sử dụng một cách thật sự, 45% còn lại bị thất thoát, rò rỉ trong các hệ thống phân phối hoặc bị bay hơi trong tưới tiêu. Vì vậy, ngoài việc nghiên cứu sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước, việc nghiên cứu nâng cao chất lượng nước, nước cấp sinh hoạt cần phải được đặc biệt chú trọng. Toàn bộ Trung đoàn quân số khoảng 1000 người nhưng chỉ có một nguồn nước duy nhất là 01 giếng nước trong trung đoàn, do đó việc cung cấp nước là thiếu so với nhu cầu của Trung đoàn 877. Trên địa bàn gần với Trung đoàn 877 có suối Tà Vải, với lưu lượng nước ổn định, tuy nhiên nước suối còn nhiều chất hữu cơ, rác, cây mục nên để có thể khai thác sử dụng thêm làm nước sinh hoạt thì cần phải qua xử lý.
2 Trung đoàn 877 thuộc Bộ Chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang có nguồn cấp nước chủ yếu từ suối Tà Vải. Suối Tà Vải có lưu lượng nước tối thiểu 2m3/s, địa hình dốc. Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang trực thuộc Bộ chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang nằm tại phường Ngọc Hà, thị xã Hà Giang. Trường được thành lập với mục đích huấn luyện số lượng chiến sĩ mới hàng năm bổ sung quân số cho tỉnh Hà Giang từ 500 đến 800 chiến sĩ. Sinh hoạt của các học viên ở đây được chính quyền địa phương là Ban chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang và UBND tỉnh rất quan tâm, tuy vậy do điều kiện địa hình đóng quân ở khu vực khó khăn, đời sống của các chiến sĩ còn nhiều vất vả, nhất là nhu cầu về nguồn nước sạch. Cả trường hiện nay chỉ có 1 nguồn nước giếng khoan duy nhất tuy nhiên trữ lượng nước giếng ít và chất lượng nguồn nước kém, nước giếng thường vàng, có mùi hôi tanh nhiều, hơn nữa trữ lượng lại ít nên không đủ nhu cầu sử dụng của đơn vị. Qua đó thấy rõ nguồn nước sạch với một khối lượng ổn định khoảng 50 m3/h là nhu cầu cấp thiết để phục vụ cho sinh hoạt, đời sống hàng ngày cho các chiến sĩ tại Trung đoàn 877 và Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang. Xuất phát từ vấn đề đó, được sự nhất trí của nhà trường và ban chủ nhiệm khoa Môi trường, dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo TS. Trần Hải Đăng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt – ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 – Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh Hà Giang” 1.2. Mục tiêu của đề tài 1.2.1.Mục tiêu tổng quát + Ứng dụng công nghệ xử lý nước sông suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) tại Trung Đoàn quân đội 877
3 1.2.2. Mục tiêu cụ thể + Sơ lược về điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh Hà Giang và khu vực suối Tà Vải.  Hiện trạng môi trường nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang  Nghiên cứu sử dụng màng lọc UF(Utrafiltration) để xử lý nước sông suối Tả Vải 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa thực tiễn - Góp phần đánh giá chất lượng nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang và ứng dụng công nghệ xử lý nước suối Tà Vải bằng màng lọc để cấp cho sinh hoạt. - Nâng cao nhận thức, tuyên truyền và giáo dục về bảo vệ môi trường cho cộng đồng dân cư. 1.3.2. Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học - Nâng cao kiến thức chuyên môn, kỹ năng tổng hợp, phân tích số liệu và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này. - Tạo cơ hội vận dụng lý thuyết vào thực tế, cách thức tiếp cận và thực hiện một đề tài. - Kết quả của đề tài là cơ sở, là nguồn tài liệu trong học tập và nghiên cứu khoa học tiếp theo về nước suối Tà Vải tại tỉnh Hà Giang.
4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài 2.1.1. Cơ sở lý luận 2.1.1.1. Khái niệm và ý nghĩa của tài nguyên nước 1. Khái niệm tài nguyên nước Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể sử dụng vào những mục đích khác nhau. Nước được dùng trong các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường. Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước ngọt.[8] Nước bao phủ 71% diện tích của trái đất trong đó có 97% nước trên Trái đất là nước muối, chỉ 3% còn lại là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng ở các cực. Phần còn lại không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm và chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí.[14] Nước còn đưa vào cơ thể con người nhiều nguyên tố cần thiết cho sự sống như iốt (I), sắt (Fe), Flo(F), kẽm (Zn), đồng (Cu)…Tuy nhiên nước bẩn cũng có thể đưa vào cơ thể nhiều loại vi khuẩn gây bệnh. Nước bẩn chứa nhiều các chất độc hại như chì (Pb), thủy ngân (Hg), thạch tín (Asen), thuốc trừ sâu, các hóa chất gây ung thư khác. Do đó, nước dung cho cuộc sống phải đủ về số lượng và đảm bảo an toàn chất lượng. Con người cần phải biết xử lý các nguồn cung cấp nước để đảm bảo an toàn về chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt và sản xuất công, nông nghiệp cho chính mình, đồng thời giải quyết hậu quả của chính mình.[7] - Khái niệm nước mặt Tài nguyên nước mặt: Là nước phân bố trên mặt đất, nước trong các đại dương, sông, suối, ao hồ, đầm lầy. Đặc điểm của tài nguyên nước mặt chịu
5 ảnh hưởng lớn từ điều kiện khí hậu và các tác động khác do hoạt động kinh tế của con người, nước mặt dễ bị ô nhiễm và thành phần hóa lý của nước thường bị thay đổi, khả năng hồ phục trữ lượng của nước nhanh nhất ở vùng thường có mưa.[17] 2. Ý nghĩa của tài nguyên nước  Nước cung cấp vào hoạt động sản xuất đảm bảo an ninh lương thực cho xã hội: Nước tưới tiêu, nước làm ruộng…  Nước tạo ra năng lượng điện để cung cấp cho hoạt động nền kinh tế thông qua việc sử dụng động lực hay năng lượng dòng chảy của các con sông làm quay các tuốc bin nước và máy phát điện, đây là nguồn năng lượng sạch và chiếm 20% lượng điện của thế giới, đồng thời hạn chế được giá thành nhiên liệu và chi phí nhân công.[8]  Làm ổn định địa tầng. 2.1.1.2. Khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước, nước sạch, nước suối. a. Khái niệm môi trường: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật.” [9]. b. Khái niệm ô nhiễm môi trường: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật” [3]. c. Khái niệm ô nhiễm môi trường nước: “Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi của các tính chất vật lý - hóa học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh học trong nước. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất” (Hoàng Văn Hùng, 2008).
6 Theo hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa: “Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã” (Lê Văn Khoa và cs, 2001). - Nguồn gốc gây ô nhiễm nước Nguồn gốc gây ô nhiễm nước có thể là do tự nhiên hay nhân tạo. + Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió bão,… hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng. + Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Từ sinh hoạt, từ các hoạt động công nghiệp. Các xu hướng chính thay đổi chất lượng nước khi bị ô nhiễm là: + Giảm độ pH của nước ngọt do bị ô nhiễm bởi: H2SO4, HNO3 từ khí quyển, tăng hàm Lượng SO42- và NO3- trong nước. + Tăng hàm lượng các muối trong nước bề mặt và nước ngầm do chúng đi vào môi trường nước cùng với chất thải, từ khí quyển và từ các chất thải rắn. + Tăng hàm lượng các chất hữu cơ, trước hết là các chất khó bị phân hủy bằng con đường sinh học (các chất hoạt động bề mặt, thuốc trừ sâu…) + Giảm nồng độ oxi hòa tan trong nước tự nhiên do các quá trình oxy hóa có liên quan với quá trình Eutrophication các nguồn chứa nước và khoáng các hợp chất hữu cơ.. + Tăng hàm lượng các ion trong nước trước hết là NO3-, PO43-,… + Giảm độ trong của nước: Tăng khả năng nguy hiểm của ô nhiễm nước tự nhiên do các nguyên tố đồng vị phóng xạ.[7] d. Khái niệm nước sạch: “Nước sạch là nước đảm bảo các chỉ tiêu như: nước trong, không màu, không mùi lạ, không chứa các mầm bệnh và các chất độc hại.[17]
7 e. Khái niệm nước suối: “Nước suối là nước thiên nhiên, chảy qua các tầng địa chất có chứa một số nguyên tố, khí tự nhiên hay hợp chất khoáng”[17]. g. Các chỉ tiêu hóa lý: - Trị số pH : Là chỉ số đo độ hoạt động của các ion hiđrô (H+) trong dung dịch và vì vậy là độ axít hay bazơ của nó. Trong các hệ dung dịch nước, hoạt độ của ion hiđrô được quyết định bởi hằng số điện ly của nước (Kw) = 1,008 × 10−14 ở 25 °C) và tương tác với các ion khác có trong dung dịch. Do hằng số điện ly này nên một dung dịch trung hòa có pH xấp xỉ 7. Các dung dịch nước có giá trị pH nhỏ hơn 7 được coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH lớn hơn 7 được coi là có tính kiềm [7]. - Fe : Trong nước sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hoá trị 2 (Fe2+) là thành phần của các muối hoà tan như: Fe(HCO3)2 ; FeSO4… hàm lượng sắt có trong các nguồn nước phân bố không đồng đều. Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước có mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh hưởng không tốt đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất[17]. - Màu : Nước thiên nhiên thường không màu, màu của nước mặt chủ yếu do chất mùn, các chất hòa tan, keo hoặc do thực vật thối rữa. Sự có mặt của một số ion kim loại (Fe, Mn), tảo, than bùn và các chất thải công nghiệp cũng làm cho nước có màu[17]. - Tổng chất rắn lơ lửng ( TSS ) : khối lượng tổng chất rắn được giữ lại thông qua bộ lọc[7]. - Độ đục: Độ đục của nước bắt nguồn từ sự hiện diện của một số chất lơ lửng có kích thước thay đổi từ dạng phân tán thô đến dạng keo, huyền phù (kích thước 0,1 – 10mm). Trong nước các chất gây đục thường là: đất sét, chất hữu cơ, vô cơ, thực vật và các vi sinh vật bao gồm các loại phiêu sinh động vật[7].
8 - Amoni: Amoni có công thức hóa học NH3, là chất khí không màu và có mùi khai. Trong nước, Amoni tồn tại dưới 2 dạng là NH3 và NH4+. Tổng NH3 và NH4+ được gọi là tổng Amoni tự do. Đối với nước uống, tổng Amoni sẽ bao gồm amoni tự do, monochloramine (NH2Cl), dichloramine (NHCl2) và trichloramine[7]. Đây cũng là một chất thường dùng trong khâu khử trùng nước cấp, chúng được sử dụng dưới dạng các hóa chất diệt khuẩn chloramines nhằm tạo lượng clo dư có tác dụng kéo dài thời gian diệt khuẩn khi nước được lưu chuyển trong các đường ống dẫn. - Asen: Asen trong nước có nguồn gốc tự nhiên và nó được giải phóng ra từ trầm tích vào nước ngầm do các điều kiện thiếu ôxy của lớp đất gần bề mặt[17]. - Oxy hòa tan (DO) DO là lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật nước (cá, lưỡng thê, thuỷ sinh, côn trùng v.v...) thường được tạo ra do sự hoà tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo. Nồng độ oxy tự do trong nước nằm trong khoảng 8 - 10 ppm, và dao động mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân huỷ hoá chất, sự quang hợp của tảo và v.v... Khi nồng độ DO thấp, các loài sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thuỷ vực. - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) Biochemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hóa): Là lượng oxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian Để Oxy hoá hết chất hữu cơ trong nước thường phải mất 20 ngày ở 20oC. Để đơn giản người ta chỉ lấy chỉ số BOD sau khi Oxy hoá 5 ngày, ký hiệu BOD5. Sau 5 ngày có khoảng 80% chất hữu cơ đã bị oxy hoá. - Nhu cầu oxy hóa học (COD) Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị oxy hóa có trong nước thải. Chỉ tiêu nhu cầu sinh
9 hóa BOD5 không đủ để phản ánh khả năng oxy hóa các chất hữu cơ khó bị oxy hóa và các chất vô cơ có thể bị oxy hóa có trong nước thải, nhất là nước thải công nghiệp. Vì vậy, cần phải xác định nhu cầu oxy hóa học để oxy hóa hoàn toàn các chất bẩn có trong nước thải. - Mn: Mangan là một kim loại màu trắng bạc, có kí hiệu Mn và có số hiệu nguyên tử 25. Nó được tìm thấy ở dạng tự do trong tự nhiên (đôi khi kết hợp với sắt) và trong một số loại khoáng vật. Các trạng thái oxi hóa phổ biến nhất của Mangan là +2, +3, +4, +6 và +7. Trong đó, trạng thái ổn định nhất là Mn+2. Mangan là kim loại tương đối hoạt động. Nó dễ bị oxi hóa trong không khí bởi các chất oxi hóa mạnh như O2, F2, Cl2. Trong nước, mangan tồn tại dưới dạng Mn4+ và Mn2+ trong các muối tan của clorua, sulfat, nitrat[17]. - Coliform: được coi là vi khuẩn chỉ định thích hợp để đánh giá chất lượng nước uống, nước sinh hoạt và nước nuôi trồng thủy sản (dễ phát hiện và định lượng), thường tồn tại trong thiên nhiên và không đặc hiệu cho sự ô nhiễm phân[7]. - E.coli: là vi khuẩn đại tràng là một trong những loài vi khuẩn chính ký sinh trong đường ruột của động vật máu nóng (bao gồm chim và động vật có vú). Vi khuẩn này cần thiết trong quá trình tiêu hóa thức ăn và là thành phần của khuẩn lạc ruột. Sự có mặt của E. coli trong nước là một chỉ thị thường gặp cho ô nhiễm phân. E. coli thuộc họ vi khuẩn Enterobacteriaceae và thường được sử dụng làm sinh vật chỉ điểm cho các nghiên cứu về ô nhiễm nguồn nước ăn uống và sinh hoạt[7]. 2.1.2. Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/06/2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015. - Luật Tài nguyên nước số: 17/2012/QH13 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 26/12/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013.
10 - Nghị định số 124/2011/NĐ - CP ngày 28/12/2011 của Chính Phủ về sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch. - Quyết định số 09/2005/QĐ - BYT ngày 11/03/2005 của Bộ trưởng Y tế về việc ban hành tiêu chuẩn ngành: Tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch. - Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18/12/2006 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường về bắt buộc áp dụng TCVN về môi trường. - QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống.. - TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1: 2006) - Chất lượng nước - Lấy mẫu - Nghị định 201/2013/NĐ- CP quy định chi tiết thi hành một số điều của luật tài nguyên nước. - QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt của Bộ Y Tế. - TCVN 6663-1:2008 – Chất lượng nước – Lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu nước sông suối. 2.1.3. Các tiêu chuẩn so sánh Để đánh giá chính xác chất lượng nước, tùy theo từng mục đích sử dụng loại nước mà có những tiêu chuẩn, quy chuẩn khác nhau. Cụ thể trong khóa luận sử dụng các quy chuẩn để đánh giá chất lượng nước: - QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt - QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống. - QCVN 02:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt. 2.2. Cơ sở thực tiễn 2.2.1. Hiện trạng môi trường nước trên thế giới 2.2.1.1. Tài nguyên nước trên thế giới Nước bao phủ 71% diện tích của trái đất trong đó có 97% là nước mặn, còn lại là nước ngọt. Trong 3% lượng nước ngọt trên trái đất thì có
11 khoảng 3/4 lượng nước ngọt mà con người không sử dụng được vì nó nằm quá sâu trong lòng đất, bị đóng băng, ở dạng hơi trong khí quyển và ở dạng tuyết trên lục địa… Chỉ có 0,5% nước ngọt hiện diện trong sông, suối, ao, hồ mà con người đã và đang sử dụng. Tuy nhiên nếu ta trừ phần nước bị ô nhiễm ra thì chỉ có khoảng 0,003% là nước ngọt sạch mà con người có thể sử dụng được và nếu tính ra trung bình mỗi người được cung cấp 879.000 lít nước ngọt để sử dụng (Miller, 1988) . Một phần nước ngầm và nước hồ có độ khoáng hóa khá cao. Trên Thế giới nước tự nhiên có độ mặn cao nhất không nằm trong biển và đại dương, mà ở hồ Chết, nơi người và động vật không thể chìm hoàn toàn trong nước được. Chỉ có 2,31% tổng thể nước Trái Đất là nước ngọt, trong đó 85,9% nằm trong băng tuyết hai cực và núi cao, 13,5% nằm trong nước ngầm. Sông ngoài chứa được 1.700 km3 nước, chiếm 0,0001% tổng lượng và 0,005% lượng nước ngọt của Trái Đất. Hình 2.1: Tỉ lệ giữa các loại nước trên thế giới.
12 Theo hiểu biết hiện nay thì nước trên hành tinh của chúng ta phát sinh từ 3 nguồn: Bên trong lòng đất, từ các thiên thạch ngoài trái đất mang vào và từ tầng trên của khí quyển, trong đó thì nguồn gốc từ bên trong lòng đất là chủ yếu. Nước có nguồn gốc bên trong lòng đất được hình thành ở lớp vỏ giữa của quả đất do quá trình phân hóa các lớp nham thạch ở nhiệt độ cao tạo ra, sau đó theo các khe nứt của lớp vỏ ngoài nước thoát dần qua lớp vỏ ngoài thì biến thành thể hơi, bốc hơi và cuối cùng ngưng tụ lại thành thể lỏng và rơi xuống mặt đất. Trên mặt đất, nước chảy tràn từ nơi cao đến nơi thấp và tràn ngập các vùng trũng tạo nên các đại dương mênh mông và các sông hồ nguyên thủy. Bảng 2.1: Tài nguyên nước một số Quốc gia trên thế giới Tổng Bình quân Bình quân Tỷ lệ so với Quốc gia lượng diện tích đầu người toàn cầu km3 103 m3/km2 103 m3/người Brazin 9.230 22,2 1.084 135 CHLB Nga 4.003 9,6 234 23,5 Trung 2.550 6,1 268 2,6 Quốc 2.472 5,9 248 102 Canada 1.938 4,7 207 9,1 Mỹ 1.680 4,1 514 2,4 Ấn Độ 405 0,98 1.248 102 Na Uy 183 0,4 332 3,7 Pháp 88 0,7 917 5,6 Việt Nam Toàn cầu 41.500 100 279 9,0 (Nguồn: Nguyễn Thị Phương Loan, 2005) 2.3.1.2. Tình hình sử dụng nước trên thế giới Nhu cầu sử dụng nước càng ngày càng tăng theo đà phát trển của nền công nghiệp, nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người. Theo sự