Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật cấp thoát nước: Nghiên cứu giải pháp xử lý nước mặt ô nhiễm hữu cơ cho các trạm cấp nước nông thôn

‘Voi những thành phần 6 nhiễm như hiện nay, thi nguồn nước thô & nhiễm không chỉ làcác hợp chất đơn giản mà còn chứa các hợp chất phức tạp khó loại bỏ bằng các phương pháp xử lý nước cấp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYEN TIEN DUNG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHAP XU LÝ NƯỚC MAT Ô NHIEM

HỮU CƠ CHO CAC TRAM CAP NƯỚC Nt

LUAN VAN THAC ST

'TP.HCM, NAM 2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYEN TIEN DUNG

NGHIEN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MAT Ô NHIEM HỮU CƠ CHO CÁC TRẠM CÁP NƯỚC NÔNG THÔN.

tình: Kỹ thuật Cấp thoát nước,

8580213

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1, TS NGUYEN PHƯƠNG THẢO

2 TS,KHƯƠNG THI HAI YEN

TP.HCM, NAM 2021

LỜI CAM ĐOAN

Ho tên: Nguyễn Tiến Dũng

MSHV: 181808024

Lớp: 26CTNI I-CS2

“Chuyên ngành: Kỹ thuật Cấp thoát nước

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thin tác giả Cúc kết quảnghiên cầu và các kết luận trong luận văn à trung thực, không sao chép tử bắt kỳ một

nguồn nào và dudi bắt kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã

jn và ghi nguồn tà liệu tham kháo đúng quy định

TP.IICM, Ngày tháng năm 2021

Tác giá luận văn được thực hiện trích

Nguyễn Tiên Dũng

tại trường,

Bén cạnh đó, tôi ig xin gửi lời cảm ơn đến Ban Lãnh đạo Trung tâm Nước sạch vàVSMTNT Bến Tre, Công ty cổ phin Tư vin Xây dựng Cấp thoát nước Sông Đà

(ĐARICO) đã tạo điều kiện cho tôi tham khảo những dữ liệu và số liệu quan trọng cần

thiết, cũng như những thông tin hữu ích để tôi có thể hoàn thành để tài này

chắc chắn sẽVéi những nỗ lực và cổ gắng của bản thân trong quá trin thực hiện đề

Không tránh khỏi những sai sót và khuyết điểm, Tuy nhiên, với những ý kiến đóng gópchân thành từ quý Thầy Cô và những ki thức được trang bị trong quá tình học tập ti

Trường sẽ là nền tang, hành trang quý báu giúp tôi hoàn thiện hơn kỹ năng chuyên môn nghiệp vụ.

Cuối cùng tôi xin được cảm om toàn thể ban ba, đồng nghiệp và gia dinh đã giáp đỡ tôi

trong suốt thời gian vừa qua

Xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

DANH MỤC BANG BIEU.

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT.

Tình trạng 6 nhiễm nước trên thể giới

Tình tạng 6 nhiễm nước ở Việt Nam

“Tác hại của 6 nhiễm hữu cơ trong nước sinh hoạt

“Các chỉ tiêu đánh giá 6 nhiễm hữu cơ trong nước mặt

CChỉtiêu chính đánh gi ô nhiễm hu cơ nước mặt

1g quan các phương pháp xử lý ô nhiễm hữu cơ

Hồ chứa và lắng sơ bộ Clo hóa sơ bộ.

15

16 16 18 19 20 21 23

1.3 Tổng quan céc nghiên cứu ở nước ngoài vA ở Việt Nam về xử lý nước mặt ô

nhiễm hữu cơ.

Một số nghiên cứu ứng dung xử lý nước mặt ô nhiễm hữu cơ ở Việt Nam

tích và so sinh các Phương pháp xử

Ưu nhược điểm các phương pháp xử lý 6 nhiễm hữu cơ.

Lựa chọn phương pháp xử lý chất hữu cơ

CO SỞ KHOA HOC

ie nghệ Than hoạt tính

ý chất hữu cơ trong nước mặt

26 29 29 30

33 33

2/141 Cấu tạo và đặc tính 33 2.4.2 Những thông sé của than hoạt tinh uM

2.1.3 Quá trình chế tạo than hoạt tính 352.44 Cơ chế quá tình hấp phụ của than hoạt tí 7

2.1.5 Than hoa sinh hấp phy các hop chit hữu cơ tự nhiên 38

2.1.6 Hấp phụ bằng than hoat tinh dạng bột (PAC) 392.1.7 Hip phụ bing than hoạt inh dạng hat (GAC) 392.2 Cie lý thuyết về xử lý nước của than hoạt tinh 40

22.1 Surhép phu 40

2.22 Giải hấp phụ 2

22.3 Các yếu tổ nh hưởng đến quá ình hấp phụ “4

4 Các yêu tổ inh hưởng dn Khả năng hip thụ 44

2.3 Xác định COD bằng phương pháp do quang 4CHƯƠNG 3 bE XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MAT

3.3 Mô khu vục nghiên cứu 51

3.3.1 Vị trí dja lý, điều kiện tự nhiên tỉnh bến Tre SI

33.2 Lira chon Tram cấp nước điển hình 33 3.3.3 Vite, điều kiện wrnbién xã Phi Đức 5ã

334 Hiệntrạng Tram cấp nước Phú Đức 38

344 Môhình thi nghigm 38 3.4.1 Vi tri dit m6 hình Pilot s

3.442 Thai gian và đối tượng nghiên cứu 59

3443 The bi và mô hình thí nghiệm 59

3.44 Phương pháp thi nghiệm 6

3.4.5 Phương pháp và phương tiện phân tích mẫu 65

35 Két qui và thio luận 6

3.6 Tính toán đây chuyển công nghệ xử lý 6 nhiễm hữu cơ cho Trạm cắp nước

Phú Đức 73

3.6.1 Tính toán bin lọc than hoạt tính 75 3.6.2 Tính toán đường ông bơm n

3.6.3 Tính toán công suất bơm trung gian bơm qua lọc than, n

3.64 Tính toán thời gian rita lọc 78 3.65 Chu kỹ thay thé than hoạt tinh 78

3.6.7 Quy trình vận hành Trạm cấp nước sau cải tiển bd sung 79

3.7 Đánh giá chỉ phí sản xuất nước tăng thêm si

3.7.1 Khái toán hang mục Cải tién bổ sung công nghệ 8l

372 _ Giátiêu thụ nước sạch vùng nông thôn tinh Bến Tre hiện nay 82 3.3 Tính giá thành nước tăng thêm, 3 3.74 Tính hiệu quả khi ấp dung giá nước tăng thêm 2.500d/m3 87

35 Tính kha thi về mặt eng nghệ lọc qua than hoạt tinh và thị trường hiện

nay 88

KET LUẬN va KIÊN NGHỊ 90

1 Kétlujn 90

2 Kiến nghị 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO %

‘Tai liệu tiếng Việt 92

Tài liệu tiếng Anh 95 PHU LUC 96

Phụ lục 1: QCVN 08-MT:2015/BTNMT QUY CHUAN KỸ THUAT QUOC GIA VECHAT LƯỢNG NƯỚC MAT 96Phụ lục 2: QCVN 01-1:2018/BYT QUY CHUAN KỸ THUẬT QUOC GIA VE

CHAT LƯỢNG NƯỚC SẠCH SU DỤNG CHO MỤC ĐÍCH SINH HOẠT 98Phụ lục 3: PHIỀU XÉT NGHIỆM NƯỚC THÔ SÔNG BA LAI 102Phụ lục 4: PHIEU XN NƯỚC THÔ TAI RACH DUA, TAN PHU ĐÔNG 105

Phụ lục 5: BAN VE THIẾT KE CẢI TIEN, BO SUNG CONG NGHE XU LY Ô

NHIEM HỮU CƠ 109Phy lục 6: KHÁI TOÁN GIÁ THÀNH NƯỚC SẠCH TANG THEM 115Phụ lục 7: BẢNG TÍNH GIÁ TIÊU THỤ NƯỚC SẠCH BÌNH QUÂN 124

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

Hinh 1-2 Sơ đồ công nghệ Trạm xử lý nước TaiPo, Hồng Kông 25

Hình 1-3 Sơ d công nghệ Trạm xử lý nước sạch Kumiiima, Tp Osaka, Nhật Ban 25

Hình 1-4 Sơ đồ Bé lọc than hoạt tính trong Tram Kumijima, Tp Osaka, Nhật Bán 26 Hình 1-5 Bể lọc sinh học uBCF tại Nhà máy nước Vinh Bảo, Hải Phòng 2 Hình 1-6 Máy định lượng bật than hoại tính và Bề uBCF nhà máy nước Nhị Thành 28 Mình 1-7 Than hoạt tính dạng bột trong nhà máy ¬

nh 3-2 Bản đồ hành chánh tỉnh Bến Tre 52

Hình 3-3 Vi trí Trạm cấp nước Phú Đức _

Hình 3-4 Công vào Trạm cấp nước Phú Đức 5

Hình 3-5 Cầu lấy nước Tram cắp nước Phú Đức bên bờ sông Ba Lai s4

Hinh 3-6 Sơ đổ công nghệ hiện hữu Trạm cấp nước Phú Đức 55

"Hình 3-7 Mặt bằng tổng thé hiện trang khu vực cắp nước Trạm Phú Đức 56Hình 3-8 Bơm cấp II Tram cấp nước Phú Đức, 37Hình 3-9 Bễ loc Tram cấp nước Phú Đức sr

Hình 3-11 Sơ đồ mô hình thí nghiệm ol Hình 3-14 Lắp đặt Pilot tai hiện trường 5

Hình 3-15 Đọc số đồng hỗ nước; Lay mẫu nước sau lọc than cuối chu ky thí nghiệm;

Đo miu và đọc kết quả A(sbs) tiên máy quang phổ 65

Hình 3-16 Máy Quang phé UV-VIS 1200 sử dụng trong luận văn 66

Hình 3-17 Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa thời gian tiếp xúc với than hoại tính và

độ hấp thụ UVase 70

Hình 3-18 Đồ thị thé hiện sự tương quan giữa thời gian tiếp xúc với than hoạt tính va

'% hiệu quả loại bó UV›; 7 Hình 3-19 Day chuyé B

Hình 3-20 Day chuyển công nghệ đề xuất Cai tiến bỗ sung 4

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 1-1 So sánh hiệu quả xử ý các chit 6 nhiễm bằng PACLME, ME/PAC

Bảng 3-1 Nông độ COD tại trạm NM3 từ năm 2015 đến tháng 6 năm 2020

Bảng 3-2 Ning độ COD ti ram NM4 từ năm 2015 đến thing 6 năm 2020

Bảng 3-10 Chỉ phí khẩu hao cơ bản

c chỉ số ô nhiễm hữu cơ nước thô Tram Phú Đức.

nhiễm hữu cơ tại Rech Dita, Tân Phú.

một ban lọc than

26

86

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT

VIET TAT TIENG VIỆT TIENG ANH

‘AOP (Qui trình ôxy hóa nâng | (Advanced Gxydation process)

BOD Nhu cầu Oxy sinhhóa | (Biochemical Oxygen demand)cop Nhu cầu ôxy hồahọc | (Chemical 6xygen demand)

DO Oxy hòa tan ‘Dissolved oxygen)

DOC Carbon hữu cơ hòa tan | (Dissolved organic Carbon)

DOM Chất hữu cơ hòa tan (Dissolved Organic Matter) GAC “Than hoạt tính dang hat | (Granular Activated Carbon)

MF Ming vi lọc | (Microfiliation)

NF Màng Nano | (Nanofiltrafiltration)

NOM Hop chất hữu cơ tự nhiên | (Natural Organic Matter)

PAC “Than hoạt tinh dang bột _ ¡ (Powdered Activated Carbon)

NHC nhiễm hữu cơ.

QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc |

gia Việt Nam

RO Màng thim thấu ngược | (Reverse osmosis)

TÊN Trạm cấp nước |

TCVN “Tiêu chuẩn Việt}

THMs Trihalomethanes (Trihalomethanes)

TOC “Tổng carbon hữu cơ (Total organic Carbon)

UF Ming siêu lọc (Ulrafitationy

Wess Độ hip thụ tia cực im & | (Ultraviolet absorbance at 254

bước sóng 254 nm nm)

NS vi VSMTNT | Nước sạch va Vệ sinh môi

trường nông thôn

XLNM Xử lý nước mật

PHAN MỞ DAU

1 Tinh cấp thiết của đề tài

Khu vực nông thôn ở nước tachiềm gin 65% dân số, iện nay mức sống của người dân đang từng ngày được cải thiện, ý thức về bảo vệ sức khỏe ngảy cảng được coi trọng.

Tuy nhiên cùng với sự phát iển nhiều mặt của khu vực, vẫn để cắp nước sinh hoạt vinchưa thé đáp ứng được nhủ cầu của người dân cả về mật số lượng và chất lượng Đặcbiệt các vùng sử dụng nguồn nước thô la nước mặt dé xử lý cắp nước sin hoạt, thi chất

lượng nguồn nước mặt đang ngày càng suy giảm, trong đó có nguyên nhân nguồn nước.

bị 6 nh hữu cơ do hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người, cũng như ảnh hưởng của các loại nước thai đô thi và công nghiệp.

6 nhiễm hữu cơ là một tong những nguyễn nhân gây khó khẩn cho qué trình xử lý nướccấp Hi nay, các Tram cắp nước nông thôn đa phần dùng công nghệ xử lý truyền thống

gdm các công đoạn keo tụ - tạo bông, lắng, lọc, khử trùng Dây chuyển công nghệ này

sơ bản đáp ứng được yêu cầu sin xuất nước sạch từ nguồn nước mặt không bị nh

hữu cơ, nhưng để loại bỏ các hợp chất hữu cơ tan trong nguồn nước đòi hỏi phải cải tiễn,

bổ sung day chuyển công nghệ xử lý.

‘Voi những thành phần 6 nhiễm như hiện nay, thi nguồn nước thô & nhiễm không chỉ làcác hợp chất đơn giản mà còn chứa các hợp chất phức tạp khó loại bỏ bằng các phương

pháp xử lý nước cấp hiện hữu Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng, nước sau khử g

trùng xuất hiện THMS (ihalomethanes) là hợp chất gây ung thư nếu được tích lũy lâudài ở người sử dụng, Việc khử trùng nước bằng chlorine nhằm bảo vệ sức khỏe con

người và an toàn sinh thái, yêu cầu chỉ phí thắp, dễ sử dụng và giúp bắt hoạt nhanh các:

vi khuẩn gây bệnh Tuy nhiên, quá tình khử trùng này có thể dẫn đến sự hình thành các

sản phim phụ (DBPs) Trong đó, trhalomethane (THMs) được chứng minh có ảnh

hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người

VỀ nguyên tic, cố 3 cách cơ bản để kiểm soát THMs trong hệ thống xử lý nước cấp:

iiảm sự hình thành THMs ban đầu bằng cách xử lý ô nhiễm hữu cơ trước điểm khử.

trùng; Hạn chế sự hình thành THMs bằng cách giảm liễu khử tring, thay đổi loại hóa

chất khử trùng hoặc tối ưu hóa môi trường khử rùng; Loại bỏ các THMs sau khi chúng

đã hình thành Trong đó phương pháp xử lý ô nhiễm hữu cơ trước điểm khử trùng là khả

thi hơn cả

Từ thực tiễn nêu rên, việc xử lý ô nhiễm hữu cơ trong nguồn nước mặt, để dim bio

nước sau xử lý không phát

là một vấn để cần thiết

inh ra các chất độc hại gây ảnh hưởng sức khỏe con người

Voi đề tài “Nghiên cứu giải pháp xử lý nước mặt ô nhiễm hữu cơ cho các Trạm cấp

ước nông thin” mà rong đô phương phip được đề xuất là hắp phụ qua than hoạt tính

dạng hat tại trước điểm khử trùng được xem là giải pháp xử lý phù hợp cho các Tram cắp nước nông thôn.

TL Mục tiêu để tài:

~ Nghĩ

~ Đề xuất công nghệ xử lý thực

tỉnh Bến Tre.

sửa nh trang 6 nhiễm hữu cơ nguồn nước mặt vã ác phương pháp xử lội

4p dụng điển bình tại Trạm cấp nước nông thôn

IIL Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu

~ Đổi tượng nghiên cửu: Chit hữu cơ có trong nước mặt của các Tram cắp nước nôngthôn tinh Bến Tre

~ Phạm vi nghiên cứu: Mô hình Pilot sử dụng nguồn nước thô tương đồng với nguồn

nước thô tại Trạm cấp nước nông thôn điền hình tỉnh Bến

1V Nội dung nghiên cứu

Dé ti nghiên cứu gdm các nội dung sau;

tổng quan vé 6 nhiễm hữu cơ nguồn nước mật đùng cho cấp nước;

~_Cơ sở lý (huyết thực hữu cơ, và các phương pháp xử lý ô nhí

uất giải pháp xử lý ô nhiễm hữu cơ cho các Trạm cấp nước nông thôn tinh Bến

‘Tre áp dụng thử nghiệm tại vị trí điển hình.

` Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.

1 Cách tp cận

tài khoa học được thực hiện dựa trên cơ sở lý thuyết và tham khảo các nghiên

về các phương pháp xử lý chất hữu cơ có trong nước mặt dùng cho mục đích cắp nước

sinh hoạt đã có trong nước và trên thé giới.

Tiến hành thu thập dữ liệu, khảo sát sơ đồ công nghệ Trạm cắp nước nông thôn điển

"hình trong tỉnh Bến Tre.

Xie định rõ mục tiêu cần đạt được và các vấn d& cần cái thiện, khắc phục trong việc

m hữu cơ giảm thiểu tác động của ô n én chất lượng nước thành phim,

Đề xuất tưởng, tham khảo ý kiến cán bộ hướng dẫn và chuyên gia

Xây dựng quy trình nghiên cứu và thực hiện để dài

2 Phương pháp nghiên cứ.

Sit dụng phương pháp thực nghiệm lip đặt Pilot, xác định các thông số ải trọng thủy

lực, tỷ lệ COD trong nước trước và sau cột lọc than hoạt tính Các số liệu thu được sẽ

thống kê, tinh toán và cho ra các bảng biểu, đồ thị trên Excel để tim ra các kết quả nghiên

phương pháp công nghệ đã nghiên cứu ứng dung trong và ngoài nước

~ Phương pháp lấy mẫu nước, phân tích mẫu: Quy cách lấy mẫu và bảo quản mẫu, phântích mẫu tuân thủ các quy định trong các TCVN hiện hành; Ứng dụng phương pháp.4o chi tiêu COD bằng phương pháp trắc quang thông qua chỉ số độ hip thu quangUVass

~ Phương pháp kế thừa: Kế thửa có chon loc các kết quả nghiên cửu, kết qua thí nghiệm;

phân ích, so sinh, đánh giá tim ra giải pháp xử lý 6 nhiễm hữu cơ,

Vi Dự kiến kết quả đạt được

“Thứ nhất, xác định được thời gian tiếp xúc và hiệu quả xử lý của than hoại tính;

“Thứ hai, đề xuất dây chuyển công nghệ xử lý nước 6 nhiễm hữu cơ bằng than hoạt tinh dạng hạt kết hợp với công nghệ truyền thông;

'Thứ ba, xác định được giá nước tăng thêm khi xử lý chất hữu cơ trước điểm khử trùng.

VIL Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Sử dụng công nghệ xử lý hắp phụ bằng than hoạt tính trong xử lý nguồn nước mặt 6

nhiễm hữu cơ nhằm phục vụ cho cẤp nước sinh hoạt

Nghiên cứu sẽ xác định được các thông số vận hành phù hợp cho quá trình xử lý nước.

mặt 6 nhiễm hữu cơ: Nghiên cứu trên nguồn nước mặt ô nhiễm hữu cơ thực tẾ sông

Tiền, từ đó đánh giá hiệu qua xử lý của công nghệ;

Kết quả nghiên cứu của luận văn còn làm phong phú thêm công nghệ xử lý nước cắp

cho các Trạm cắp nước nông thôn.

Dé tài có tính thực tiễn cao, là cơ sở cho triển khai thực tế xử lý các nguồn nước mặt bị

ô nhiễm hữu cơ, đảm bảo chất lượng nước cấp an toàn cho sức khỏe và nâng cao chất

lượng cuộc sống của người dan

VIIL Cấu trúc luận văn

Luận văn gồm phần mở đầu, 3 chương và phần kết luận được tinh bày trong 91 trang

đánh máy khổ A4 với 11 bang biểu, 23 nh minh họa 32 tà liệu tham khảo.

“Chương 1: Tổng quan xử lý nước mặt 6 nhiễ

“Chương 2: Cơ sở khoa học.

“Chương 3: Dề xuất gii pháp xử lý nước mặt 6 nhiễm hữu cơ

+ KẾt luận và kiến nghị : Tai liệu tham khảo ¡Phụ lục

IX Cơ sở tài iệu sử đụng.

Luận van được thực hiện dya trên cơ sở nghiên cứu các Giáo trình, Bài giảng của Đại học Thủy Lợi

tính và một

Các tạp chí về môi trường, cấp thoát nước; Công nghệ than hoạtbáo cáo ké quả nghiên cứu cia cúc tác giả nước ngoài Các bản vẽ

mặt bằng, Sơ đỗ công nghệ, vị trí, mạng tuyến cấp nước Trạm Phú Đức; Các số liệu chat

lượng nước tham khảo tại Sở Tài nguyên môi trường tính Bến Tre, Sở Tà nguyên môi

trường tỉnh Tiên Giang, Công ty cắp thoát nước Bén Tre; Ngoài ra luân văn còn sử dụng

tài liệu khác có liên quan đến các số liệu dân cư, địa chất, hủy văn, số liệu than hoạt

tính và kinh nghiệm hoạt động tư vấn Cấp thoát nước của Học viên.

CHUONG1 TỎNG QUAN

1.1 Tổng quan về nước mặt 6 nhiễm hữu cơ

Ô nhiễm nước là hiện tượng những yêu tổ bản trong và bên ngoài môi trường nước tác

động vào môi trường nước làm thay đổi tính chất tự nhiên của nước Khi vượt quá giới

hạn nào đó, sẽ có ảnh hưởng xấu đến sinh vật và môi trường xung quanh Ô nhiễm nước

chiu tác động bởi ba yếu tổ: vat I, hóa học, sinh học, Ba yéu tổ này cổ tác động đồng

thời cũng có khi tác động riêng lẻ Sự én định trạng thái nước trong điều kiện tự nhiên

là rit mong manh, hay nói cách khác môi trường nước là rất nhạy cảm với các

"bên ngoài và có khả năng lan truyền rất nhanh [1],

+ O nhiễm nước tự nhiên có thé xảy ra do những nguồn gây ô nhiễm:

+ Ô nhiễm từ các biển động của tr nhiên, chủ yêu là do mưa Nước mưa rửa tri bầukhông khí bị 6 nhiễm, ri trên mái các nhà, đường phổ, khu chăn nuôi, bệnh viện,kéo theo những chất ô nhiễm và thải vio môi trường nước, trong đó có hiện trưng

mưa axit thường gây ra những hậu quả rit nghiêm trọng nhất Ngoài ra, sự ô nhiễm.

cũng có thé do hình thành hóa chat va biển thành mùn, địa hình và địa chất đầu nguồn,

hồ hoặc mật độ phân ting bồ chứa

+ Ô nhiễm nguồn nước tự nhiên do tác động của hoạt động sống con người Sự gây ra

.ô nhiễm nước do t c động của con người là thường xuyên và rat đa dạng Những tác

động có thé là hiện tượng thải chất thải, nước thải, đồng thải nông nghiệp (hia chất

thuốc trừ sâu) vào môi trường nước,

đất dai [2].

sự cổ tran, bệnh địch, do sự phát triển đô thị và

+ Sự ô nhiễm hữu co

+ Nguồn nước 6 nhiễm hữu cơ là nguồn nước bị nhiễm bởi các hợp chit hữu cơ, khỉ

vượt ngưỡng giới hạn cho phép cổ nguy cơ gây ảnh hưởng xấu đến sinh vật và mỗi

trường xung quanh Trong đó các hợp chất hữu cơ có thể là tự nhiên hay nhân tạo.+ Các hợp chit how cơ nhiên (NOM - Natural organie matter) trong các con sông, hồ

nước là một hỗn hợp không đồng nhất của các hợp chất hữu cơ phức tap, nó hiện diện

trong nước ở hình thức dang hạt keo và hỏa tan, NOM chủ yếu gồm cúc chất humicching hạn như: axit mie và mút fuhie, Dây là những hợp chất hữu cơ hỏa tan

(DOM Dissolved Organic Matter) rất khó kỉ

pháp xử lý thông thường DOM có thể hoạt động như chất nền cho sự phat triển của

để loi bỏ chúng bằng các phương

‘vi khuẩn trong hệ thống phân phối Do đó, việc khử trùng nước trước khi cắp nước làtất cần thiết

+ Các hợp chất hữu cơ nhân tạo có hai loại là các chất hữu cơ không bền sinh học và

hữu cơ bên sinh học

~ Các chất hữu cơ không bén sinh học (các chất tiêu thụ oxy): earbonhydrat, protein,chất béo, là các chất hữu cơ ï phân huỷ sinh học thường có mặt trong nước thải sinh hoạt nước thải đồ thị nước thải công nghiệp chế biển thực phim Trong.

‘nude thải sinh hoạt, có khoảng 60 - 80% lượng chat hữu cơ thuộc loại dé bị phân huỷ.

sinh học

~ Các chất hữu co bền sinh học; hydrocarbon thơm, hợp chit Clo hữu cơ (PCP, PCB,

DDT, ), các hợp chất này có độc tính cao, thời gian tn lưu lầu dai trong mỗi rưởng,

ích lũy sinh học trong cơ thể sinh vật Chúng hiện diện trong nước thải công

Ing ruộng (có chứa nhiễu thuốc trừ sâu, điệt cỏ, kích thích

nghiệp, nước chảy tràn từ

sinh trường ., Ce hợp chất này là tác nhân gây ð nhiễm nguy hiểm, ngay cả khi có

‘mat với nồng độ rất nhỏ trong môi trường [2], [3].

LLL Tình trang 6 nhiễm nước trên thế giới

G nhiều quốc gia rên thể giới, hiện trạng ô nhiễm mỗi trường nước ắt quan ngại Nguồn,nước ở khu vực châu A đang bị ô nhiễm nặng nề Đặc biệt là tình hình 6 nhiễm nước ởđối ôn hòa tại Châu A Đây là l “tụ điểm” của các nhà máy công nghiệp Vì khâu xử lý

xả thải làm không kỹ càng lại được xa trực tiếp vào sông hd Điều này làm nguồn nước

ở Châu A bị ô al năng n hơn Đây cũng chỉnh là nguyên nhân khiến nước ở khu

vực Châu A bị 6 nhiễm và có lượng vi khuẩn cao gắp 3 lẫn so với mức trung bình thể

giới [4].

Các con sông ở lục địa châu A là nơi ô nhiễm nặng n nhất Hm lượng chì tong các

con sông này được tìm thấy cao hơn 20 lần so với các hồ chứa của các nước công nghiệp

ở các châu lục khác Số lượng vi khuẩn được tim thấy ở những con sông này (tử

thai của con người) rất cao, có thể gấp ba lần so với mức rong bình của thể giới

G Ireland, phân bón hóa học và nước thai là những chit gây 6 nhiễm nước chính

Philippin cũng là một tong những dit nước đúng trước de don về nguồn nước bị 6

nhiễm Nhiễu bãi ác ộ thiên cùng thói quen sinh hoạt kém vệ sinh đ làm nguồn nước'bị ô nhiễm tram trọng

Tai châu Mỹ, có đến 40% các sông bị 6 nhiễm và 46% môi trường nước không còn đủ

‘kha năng để duy trì sự sống cho sinh vật Lượng rác thải nhựa bị 46 6 ạt ra đã gây nhiều

hậu quả nghiêm trọng cho hệ sinh thái 4]

“Theo báo cáo ô nhiễm môi trường nước của UNEP, có tới 60% dòng sông của châu A —

Âu — Phi bj 6 nhiễm sinh vật và ô nhiễm hữu cơ

Sự tác động của nền công nghiệp khiến nguồn nước trên toàn cầu dang bị de doa trằmtrọng, những con số chỉ ra mức độ ô nhiễm đang tăng cao liên tục Việc công nghiệp.hóa, lạm dụng tài nguyên nước & các yếu tổ khác dang là nguyên nhân chính khiến cho

thực trang 6 nhiễm môi trường nước tn thé giới rơi vào tinh trang đáng báo động 1.1.2 Tình trang 6 nhiễm nước ở Việt Nam

Chit lượng nước mặt Việt Nam đã và dang đối điện với sự suy thoái nghiêm trọng Trêntắt cả 63 tính thành, vin đề 6 nhiễm nước luôn à vấn đề nỗi cộm, bức xúc Chất lượng

nước mặt của các sông ngồi kênh rach đặc biệt ở các vũng đô thị và vùng công nghiệp

bị suy thoái tới mức gin như biến chất và nguy hiểm đổi với con người và sinh vat thủy

sinh,

“Chất lượng nước các vùng nước ven biển cũng suy thoái rit trim trọng: cửa biễn sông

Đốc (Cà Mau), vùng ven biển Hải Phòng và đặc biệt là chất lượng nước các vùng nướcven biển miễn Trung dẫn dén thảm họa mỗi trường gây cá chết trong thing 4 năm 2016cho thấy ô nhiễm nước đã làm thay đổi chất lượng nước, chất lượng hệ sinh thái ThườngKhi chất lượng nước đã bị suy thoái đến mức như vậy, việc khôi phục rt khó khăn, tổn

kém va đồi hoi rét nhiều thời gian

'Công nghiệp hỏa va đô thị hóa nhanh trong khoảng ba thập ky vừa qua đã ảnh hưởng,

gây 6 nhiễm các vùng nước mặt, khiến chit lượng nước suy thoái mang tính rộng khísâu sắc, điều đó cho thấy 6 nhiễm nước đã gần như nằm ngoài vòng kiểm soát của cơn

người.

Céng nghiệp là ngành làm 6 nhí nước quan trong mỗi ngành có một loại nước thải khác nhau Khu công nghiệp Thái Nguyên có khi thải nước biển Sông Cầu thành màu

den, mặt nước si bot tên chiễ dài hàng cây số Khu công nghiệp Việt Tả có thời đoạn

xả mỗi ngày hùng ngàn mét khối nước thải của nhà máy hoá chất thuốc trừ sâu, giấy

dt xuống Sông Hồng làm nước bị nhiễm bản đáng kể Khu công nghiệp Biên Hoà và

sắc khu công nghiệp tai Tp HCM tạo ra nguồn nước thải công nghiệp và sinh hoạ rất

lớn Các sông Tô Lịch, sông Sét, sông Kim Nguu trong thực tế đã trở thành một phan

của hệ thông thoát nước thải của thành phố Hà Nội và nước sông tử nên den sim vàbốc mùi như nước cổng Cúc sông khác như sông Ngũ Huyện Khê (Bắc Ninh, sông

Bưởi (Thanh Hóa), sông Nhug-Day (đoạn chảy qua Hà Tây, Hà Nam), sông Thị Vai

(Đồng Nai

Nhat Bích Trì (Lạng Sơn), sông Nam Cắt (Bắc Cạn), Ngồi Lao (Phú Thọ), suối nước.

subi Bồ Cá (Sơn La), sông Đa Độ (Hải Phòng), sông Giim (Cao Bằng), hồ

nhiễm và.

Nà Bỏ (Lai Chân) cũng đều nằm trong tình trạng báo động về mức độ

đã được công bổ trên phương tiện thông tn trong thời gian vừa qua I5]

Nong nghiệp là ngành sử dụng nhiều nước nhất dùng để tưới lứa và hoa màu, chủ yéu

ở đồng bằng sông Cửu Long và sông Hằng Việc sử dụng nông dược và phân bón hoáhọc càng góp thêm phan ô nhiễm môi trường nông thôn

"Nước ding trong sinh hoạt của dn cư ngày cảng tăng nhanh do tăng dân số và các đô thị, Nước thai sinh hoạt cộng với nước thải của các cơ sở tiểu thủ công ig từ nữ

nghiệp trong khu din cự là đặc trmg ô nhiễm của các đô thị ở nước ta

11.3 Tác hại của ô nhiễm hữu cơ trong nước sinh hoạt

Môi trường nước bị 6 nhiễm khiến trong nước chứa nhiễu tạp chất hom Có thé kể đếnnhững vin đề trong nước như: nhiễm kim loại nặng, chứa nhiỄu hợp chất hữu cơ, vỉ

khuẩn trong nước thái Những vin đề trên đều là nguyên nhân gây độc cho con người.

Tích tụ hóa chất trong người quá nhiều còn gây nên một số bệnh lý nguy hiểm.

Tai Việt Nam theo thống kê của Bộ Y tế và Bộ TN&MT, hiện mỗi năm, có khoảng 9.000 người tử vong, gần 250.000 người nhập viện vì bị tiêu chảy cắp, khoáng 200,000

người mắc bệnh ung thư mỗi năm mi một wong những nguyên nhân chính là do 6 nhiễm,

nguồn nước [6]

“rong khi đỏ, WHO cũng từng cảnh báo vé tinh trang suy dinh đưỡng ở trẻ em Việt

Nam, khi t8 chức này đưa ra thông tin có tối 44% trẻ em Việt Nam bị nhiễm giun và

27% trẻ em dưới 5 tuổi bị suy dinh dưỡng mà nguyên nhân chính là do thiếu nước sạch.

và chất lượng nước kém, thiểu vệ sinh [6]

‘Hau quả chung của tình trạng 6 nhiễm nước là tỷ lệ người mắc các bệnh cấp tính, mantinh liên quan đế nước như viêm màng chảy, ung thư ngày cảngtăng Người dân sinh sống quanh khu vực 6 nhiễm ngày càng mắc nhiễu loại bệnh tình

nghi là do dùng nước ban trong moi sinh hoạt Ngoài ra ô nhiễm nguồn nước còn gây

tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, các hộ nuôi trồng thủy sản

Trihalomethane (THMs) là sản phẩm phy cin qué trình khử trùng nước bing chlorine,trong dé 4 hợp chất được quan tâm nhi nhất li: chloroform, bromodichloro methane

dibromochloro methane và bromoform Những sản phẩm phụ nay, dù ở nồng độ rat thấp.

cũng gây hai cho sức khỏe Những rũ ro sức khỏe từ các hợp chit này bao gm ung thư,

rồi loạn sinh sản, dj tật bam sinh [7]

*# THMS

Khử trùng bằng chlorine dẫn đến hình thành các sin phẩm phụ không mong muốn rong

đồ có trihalomethanes (THMs) bao gồm: Chloroform (CHCh): Bromoform (CHBr.): Dibromochloromethane (CHBi.CD); Bromodichloromethane (CHCIB).

TTHMSs là chit sây ngộ độc mạn tính chữ không gây ngộ độc cắp nên khó phát hiện

‘THMs tích tụ lâu trong gan, thận sẽ gây ung thư Hiện nay, mức tối đa cho phép của

‘THMs trong nước uống được quy định như sau:

«Tổ chức Bảo vệ Môi trường Hoa Kỷ (EPA) là 80pg/L;

© Liên minh Châu Âu (EU) là 100ug/L;

«Tổ chức Y tế thé giới (WHO) là: CHCI3 (0,3mg/L); CHBr3 (0,1mg/L); CHBr2C1 (0.Img/L); CHCI2Br (0.06mg/L)

© Ở Việt Nam, trước đây theo QCVN 01:2009/BYT: CHCI3200ugL, 'CHBr3 100ug/L; CHBr2CI 100ug/L; CHCIĐBr 60ug/L [8]

+ Hiện nay theo QCVN 01-1:2018/BYT: CHC13 300ug/L: CHBr3 100 ig/L; CHBr2C1

100ug/L; CHCIĐBr 60yg/L, (Mức tối đa cho phép của Chloroform CHC tăng tir

200ug/L lên thành 300ug/L so với quy chuẩn trước).

Khử trùng là một quá trình quan trọng trong việc loi bỏ các vi sinh vật gây bệnh tong

nguồn nước nhằm đảm bảo an toàn trong nước uéng và sinh hoạt Trong đó, công nghệ

khứ rùng

ft tốn kém nhắc Các chất được áp dụng trong công nghệ khử tràng hiện nay tại Việt

1g lorie thường được áp dụng rộng ri nhất do khả năng 6xy hoa cao và

Nam gốm: Chlorine hay các hợp chất có chứa chlorine hoạt tính (hypochlorite,

chloramine ) chlorua vôi, nước javel (sodium hypochlorite)

Các yếu tổ ảnh hưởng đến quá tình hình thành THMs bao gdm liều lượng chlorineđược sử dụng để khử tầng, thôi gian lưu, nhiệt độ nước, pH ban đầu, hâm lượng carbon

hữu cơ (TOC) và him lượng ion bromua có mặt trong nước.

‘Va nguyên tắc, có ba cách cơ bản để kiém soát THMs trong hệ thống xử lý nước cắp

+ Giảm sự hình thành THMS ban đầu bằng cách giảm nồng độ tiền chất hữu cơ trướcđiểm khử tring;

+ Hạn chế sự hình thành THMSs bằng cách giảm iều khử trồng, thay đổi loại hỏa chit

khử rùng hoặc tối ưu hóa môi trường khử trằng;

+ Loại bỏ các THMs sau khi chúng đã hình thành (9) (10) [11]

LA Các chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm hitu cơ trong nước mat

1-41 Độ maw

Chỉ số độ màu đảnh giá sự hiện điện của các chất tạo màu tan và lơ lửng trong nước,

Các chất có thé là chất hữu cơ trong cây có bị phân rã, sắt và mangan ở dạng keo hoặc.

hòa tan, chất thải công nghiệp gây ra Màu không chỉ làm giảm giá trị cảm quan của

nước, nó còn cho biết mức độ ô nhỉ 1 thậm chí nó còn cho độ độc hại của

Độ màu thường do các chit bản trong nước tạo nên: Cúc hợp chất sit, mangan không

hòa tan làm nước cố màu nâu đỏ, các chất mùn humie gây ra màu vàng, còn các loại

thủy sinh tạo cho nước màu xanh lá cây Nước bị nhiễm bản bởi nước thải sinh hoạt hay

công nghiệp thưởng có mau xanh hoặc đen.

Nước nguyên chất không có màu Màu sắc mang tinh chất cảm quan và gây nên ấn

tượng tâm lý cho người sử dụng Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ

lũng trong nước tạo ra và dễ dàng bị loại bỏ bằng phương pháp lạc Trong khi đó, để

c biện pháp hóa lý kết hợp

loại bỏ màu thực của nước phải ding e:

Đơn vị đo độ màu là TCU, theo QCVN 01-1:2018/BYT giới hạn tối đa cho phép trong

nước sử dụng cho sinh hoạt thông thường là 15 TCU.

1.43 Mũi vị

Mũi trong nước thường do các hợp chất hóa học, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay!

các sản phẩm từ các quá tình phân hủy vật chất gây nên Nước thiên nhiên có thể có mùi tanh hay hôi thối, mùi đắc Nước su khi khử trùng với các hợp chất Clo có th bị

nhiễm mùi Clo hay Clophenol Tùy theo thành phần và him lượng các mudi khoáng hòatan nước có thể có các vị mặn, ngọt, chat, đẳng

11-443 Độ đục

Độ đục do sự phân hủy các chất hữu cơ, do sự không hòa tan của những vật lơ lửng và

đo sự tự phân hoặc những tế bao vi sinh vật phát triển trong nước Độ đục làm giảm khả

năng truyền ánh s áng trong nước, ảnh hưởng đến qué trình quang hợp của sinh vật &

ước và làm suy giảm chất lượng nước, giảm tính chất phản quang của nước Nước là

một môi trường truyền ánh sang tốt khi trong nước có các vat la như các chất huyền

phù, các hạt cận đắc, cát, các vi sinh vật thì khả năng truyền ánh sáng bị giảm đi Nước

có độ đục lớn chứng tỏ chứa nhiều cặn bin Don vị đo độ đục là NTU, JTƯ trong đó đơn vị NTU và FTU là tương đương nhau Nước mặt thường có độ đục 20 - 100 NTU,

mùa lũ có khi cao đến 500 - 600 NTU,

‘Theo QCVN 01-1:2018/BYT nước sạch sử dụng cho mục dich sinh hoạt có độ due

không vượt quá 2 NTU,

1.144 TOC

Là tổng carbon lên kết hữu cơ tổn trong nước, kế cả dạng tan và không tan, gồm cả

têu hàm lượng TOC cao biểu thị nước đã bị ô

©yanat, earbon nguyên tổ và thiocyanat

nhiễm chất hữu co, Phân tích TOC sẽ đo được tổng lượng carbon trong các hợp chất và

hàm lượng carbon vô eo (IC ~ Inorganic carbon) Carbon vô cơ bao gồm các mui axit

carbon và carbon didxyde hòa tan, Carbon hữu cơ trong nước còn được phân thành carbon hữu cơ hòa tan và carbon dang hạt

‘Theo QCVN 08-MT:2015/BTNMTT nước mặt sử dụng cho mục đích cấp nước sinh

hoạt có giá tị giới hạn TOC là 4 mg/L (cột Al).

L145 DO

Ham lượng ôxy hỏa tan trong nước (DO - Dissolved oxygen): ôxy hỏa tan trong nước.

tham gia vio quá tinh tao đổi chất duy tri năng lượng cho quế tình phát tiễn sinh

sản và tái sản xuất của các vi sinh vật sống dưới nước Trong điều kiện tự nhiên hàm

lượng Oxy hòa tan tong nước khoảng 8 -10 mg/L Các chit gây 6 nhiễm tong nước

thường làm giảm khả năng hòa tan của Oxy trong nước DO là một yếu tố quan trong

của sự sống nên nó được coi như một thông số dé đánh giá chất lượng nước cũng như

mức độ ôxy hóa hay mức độ 6 nhiễm của nước.

'Các sông hồ có hàm lượng DO cao được coi là khoẻ mạnh và có nhiều loài sinh vật sống.trong đó, Khi DO trong nước thấp sẽ làm giảm khả năng sinh trường của động vật thuỷ

sinh, thậm chí làm biến mắt hoặc có thẻ gây chết một số loài nếu DO giảm đột ngột.

Nguyên nhân làm giảm DO trong nước là do việc xi nước thải công nghiệp, nước mưa

trần lôi kéo các chất thải nông nghiệp chứa nhiều chit hữu cơ, li cây rụng vào nguồntiếp nhận Vi sinh vật sử dung 6 xy để tiêu thy các chat hữu cơ làm cho lượng 6 xy giảm

Theo QCVN 08-MT-2015/BTNMT nước mặt sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt e6 giá trị giới hạn DO phải lớn hon 5 mg/L (cột À2).

1146 BOD

[Nhu cầu Oxy sinh hóa (BOD - Biochemical Oxygen demand): lượng Ôxy cần thiết đểOxy hóa các chất hữu cơ có trong nước nhờ vi sinh vật Quá trình chuyển hóa phụ thuộc.vào nhiều yếu tổ như bản chất các chất hữu cơ, lượng chit hữu cơ, số lượng và loài

sinh vật tham gia, các chất độc và chất kim hãm sinh vật Do đó, quá trình Oxy hóa sinh

học thưởng xảy ra trong khoảng thời gian dài Mục đích xác định BOD dùng để nh

toán lượng Oxy cin thiết để Oxy hóa các chất hữu cơ, là cơ sở để tính toán công trình xử

12

ý nước 6 nhiễm, đánh giá chất lượng nước trước và sau xử lý

Theo QCVN 08-MT:2015/BTNMITT chỉ tiêu BODs trong nước mặt sử dụng cho mục

dich cấp nước sinh hoạt có giá trị giới han 6 mg/L (cột A2)

1147 COD

Nhu ‘xy hóa học (COD - Chemical oxygen demand): COD là một trong những chỉ

tiêu đặc trưng ding để kiểm tra 6 nhiễm của nguồn, COD là lượng Oxy cin thiết để Oxy

hóa toàn bộ các chất hữu cơ hành CO; và HO, kểcả các chất khổ bị phân hủy sinh học.

Điều đó có nghĩa COD biếu thị cả lượng các chất hữu cơ không có khả năng bị vi sinh

vat chuyển hóa Do đó, gia trị COD bao giờ cũng cao hơn BOD và có thể lớn hơn rit

nhiễu néu mẫu chứa lượng lớn các chất khó phân hủy sinh học, Ưu điểm chính của phân

tích chỉ iêu COD là cho biết kết quá nhanh hơn nhiều ( giờ) so với BOD (5 ngày).

“Theo QCVN 08-MT:2015/BTNMTT chỉ tiêu COD trong nước mặt sử dụng cho mục

dich cấp nước sinh hoạt có giá tị giới han 15 mg/L (cột A2)

1.148 Pecmangannat

Chỉ số pemanganat là nông độ khối lượng của ôxy tương đương với lượng ion

pemanganat được sử dụng khi mẫu nước được xử lý bị Oxy hóa dưới các điều kiện xác

định Chỉ số này được sử dụng để đánh giá mức độô nhiễm của các tap chất hữu cơ hoatan trong nguồn nước ding cho ăn uống sinh hoạt Chỉ số Pemanganat vượt ngường2mgil là đấu hiệu cho thấy nước bị ô nhiễm các chất hữu cơ ở mức độ nguy hiểm,

h thức

“Trong thực tế thì Pemanganat và COD là một, chúng chỉ khác biệt nhau về

phân theo các ti chuẩn khác nhau cho nên được gọi với tên gọi khác nhau.

4 Chỉ số Pemanganat xác định bằng KMNOs, Phương pháp này được dang khi chỉ số

Pemanganat từ 0,5 = I0mg/L:

4 Chỉ số COD xác định bằng cách ôxy hóa mẫu nước với K;Cr:O;

Nước sạch có chỉ số Pemanganat cao sẽ nhanh chóng tạo rêu, tảo trong bể chứa, là môi

trường thuận lợi cho các vi sinh vật độc hại phát triển Do vậy, nước ăn uống và sinh hoạt phải được kiểm soát chat chẽ, thường xuyên trước và trong quá trình sử dung,

1.1.4.9 Chí tiêu vi sinh

“Trong nước thiên nhiên có nhiễu loại vi trùng, siêu vi trùng, rong tảo và các loài thủy vi sinh khác Tùy theo tính chất, các loại vi sinh trong nước có thể vô hại hoặc có hại

"Nhóm có hại bao gồm các loại vi tring gây bệnh, các loài rong rêu, tảo Nhóm này cần

phải loại bỏ khỏi nước trước khi sử dung Các vi trừ bệnh như ly, thương han, dịch tả thường khô xác định chủng loại Trong thực tế hóa nước thường xắc định chỉ

số vitrùng đặc trưng Trong chất thải của người và động vật luôn có loại vi khuẩn E.Coli

sinh sống và phat tiễn Sự có mặt của E.Coli rong nước chứng tỏ nguồn nước đã bị ô

nhiễm bởi phân ric, chất thải của người và động vật và như vậy cũng có khả năng tổn

tại các loại vi trùng gây bệnh khác.

Số lượng E.Coli nhiễu hay i tày thuộc mức độ nhiễm bản của nguồn nước Đặc tính của

khuẩn E.Coli là khả năng tồn tại cao hơn các loại vi khuẩn, vi tring gây bệnh khác nên

nếu sau khi xử lý nước trong nước không còn phát hiện thấy E.Coli thì điều đó chứng tỏ

các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết Mặt khác, việc xác định số lượng

E.Coli thường đơn giản và nhanh chóng nên loại vi khuẩn này thường được chọn làm vi

khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bản do vi trùng gây bệnh trong nước,

Theo QCVN O1-1:2018/BYT nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt 66 chỉ số

Coliform không vượt qượt quá 3 CEU/I00 mL.

Ld Chỉ tiêu chính đánh giá 6 nhiễm hiữu cơ nước mặt

“Trong 9 chỉ tiêu đánh giá 6 nhiễm hữu cơ: Độ màu, Mùi vị, Độ đục, TOC, DO, BOD,

Độ màu, Mùi vị, TOC, BOD, Colithường tỷ ệ thuận với chỉ tiêu COD và Pecmangannat Cdn lại chỉ tiêu DO không:

E-COD, Peemangannat, và E-Coli nhận thấy các chỉ ti

phan ánh rõ rệt mức độ ô nhiễm hữu cơ Do đó để đánh giá ô nhiễm hữu cơ có thể chỉ

cin xem xét nghiên cứu chỉ tiêu COD và Pecmangannat Trong hai chỉ tiêu COD và

Pecmangannat thì COD thích hợp dùng cho mẫu nước có độ 6 nhiễm hữu cơ cao hơn.10m/L, phù hợp cho các mẫu nước sông, do dé tong phạm vỉ luận văn Học viên để

xuất lấy chỉ tiêu COD để đánh giá nghiên cứu xử lý ô nhiễm hữu cơ.

1.2 Tổng quan các phương pháp xữ lý ô nhiễm hữu cơ

Hiện nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng nhiều phương pháp hiện đại để

4

xứ nhiễm hữu cơ, Trong kiện có thé ứng dụng xử lý ô nhiễm hữu cơ tại vùng nông thôn Việt Nam, có 9 phương pháp như sau.

1.2.1 Hồ chúa và lắng sơ bộ

Hồ chứa và lắng sơ bộ có chức năng lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phần ứng Ôxy hóa chất hữu cơ do tác

‘dung của Oxy hòa tan trong nước, và fim nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy

từ nguồn nước vào và lưu lượng tiêu thụ Trước khi dẫn nước vào dây chuyền xử lý,

người ta lưu nước thô một thời gian đài với mục đích:

+ Xúc tiến làm sạch tự nhiên đ ách được phin lớn các chất hữu cơ nhỏ v các tạp chit

vô cơ Có thé dùng các biện pháp trao đổi khí nba tạo để ting hàm lượng oxy hòa tan trong nước;

+ Tyo qa tình tắn tự do của các hạ bụi và các kim loại nặng có nồng độ cao trong

nước thô không tách được bằng quá trình keo tụ.

"Tóm lại, nhờ các quá tình hóa lý sinh học tr nhién xảy ra trong hỗ nên chit lượng

nước tong hỗ ốt hơn nguồn nước đã đưa vào Nh bồ sung quá tình nhân tạo nên

nông độ to thấp, độ cũng và nổng độ kim loại độc hi giảm di, kết quả à giảm đ rất

nhiều chỉ phí cho giai đoạn tiếp theo.

1.22 Clo hóa sơ bộ

Co hóa sơ bộ Ia quá tình cho Clo vào nước trước bể lắng và b lọc Clo hóa sơ bộ có

tác dụng tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm bản nặng Oxy hóa sắt hòa tan

ở đạng hợp chất hữu cơ, ôxy hóa mangan hỏa tan dé tạo thành các kết tủa tương ứng,oxy hóa các chất hữu cơ để khử mẫu, ngăn chan sự phát tiễn của rong, êu, phá hủy 8

"bào của các vi sinh vật sản sinh ra chất nhiy nhớt trên mặt bể lọc Tuy vậy, Clo hóa sơ

bộ lại có nhược điểm:

tổn lượng Clo thường gắp 3 đến lần lượng Clo dùng dé khử tring nước sau bể

lọ, lầm tăng giá thành nước xử lý;

« Phân ứng của Clo với các chất hữu cơ hòa tan tong nước tgo thành hợp chấtTrihalomothene là chat gây ra ung thư cho người sử dụng nước, vì vậy không nên áp.dụng quy trình Clo ha sơ bộ cho các nguồn nước mặt chữa nhiều chất hữu cơ

1.3.3 Keo tự - tạo bing

Keo tụ là quá trinh xảy ra phân ứng hóa học kết dính các hạt keo và các hạt cặn lơ lửng

trong nước, phá vỡ tính bén vững của hệ keo Hóa chat keo tụ thường là phèn nhôm hay

phen sit

“Tạo bông à quá tình dính kế, lôi kéo các hat (đã phá vỡ độ bản) trên lại, giữ chúng lại

thành các cục bông nhỏ nhờ các polyme mạch dài, hoặc à polymer cation hoặc polymer anion Sau đó, chúng tiếp tục kết hợp thành các cụm to hơn và lắng được gọi là kết bông,

Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán,

ách loại CCác hạt này không nỗi cũng không lắng, vi đo đó tương đổi khó kính thước

hạt nhỏ, ỷ số diện tích bề mặt và th tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học be

"mặt trổ nên rắt quan trọng Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng

eo ty do lực hút VanderWaals giữa các bạt, Lực này có thé dẫn đến sự dính kết giữa

các hạt ngay Khi Khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm Sự va chạm xây ra do chuyển động Brown và do tie động cia sự xáo trộn, Tuy nhiên, trong trường hợp phân

tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực day tĩnh điện vì bề mat các hạt mangtích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện ích đương nhờ sự hip thụ có chọn lọ các lon

trong dung dich hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa Trang thi lơ lửng của các hạt keo được bên hóa nhờ lục day tinh điện Do đó, để phá tính

đi tích bề mặt của chúng, quá tình này được go là quá

bị trung hòa điện tích có thé liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích

thước lớn hơn, nặng hơn và 1g xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông,

"Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ keo tụVige sử dụng chất ig keo tụ cho phép giảm liễu lượng chất keo tự, giảm thời gian quá

trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo.

1.24 Lắng

Lắng là quá tình làm giảm hàm lượng cặn lơ lừng trong nước nguồn bằng các biện pháp

như: Lắng trọng lực trong các bể lắng, khi đó các hạt cặn có tỷ trọng lớn hơn nước ở chế

độ thủy lực thích hợp, sẽ lắng xuống đấy bổ: Lắng bing lực ly tâm tác dung vào hạtcăn, trong các b King ly tim và xielon thủy le; Bằng lực đấy nỗi do các bọ khí dính

16

ám vào hạt cặn ở các tuyển nỗi Căng với việc lắng cặn qu tình l ý còn làm giảm

90-+ 95% ví trùng có trong nước do ví trùng luôn bị bắp phụ và dính bám vào các hạt

"bông cặn trong quá trình lắng

Bể lắng có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá

trình làm trong nước Theo chiều dòng chảy, bé lắng được phân thành: bể lắng ngang,ing đứng, bể lắng lớp mong và bể ling trong có lớp cặn lơ lửng bể lắng ly tim

“Trong bé lắng ngang, dong nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 16,3 mm/s, Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước lớn.

"hơn 3.000 m3/ngay.

“Trong bể Ling đứng nước chuyển động theo phương thing đứng từ dưới lên trên vận tốc13-0 5 mmis, còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ

trên xuống Bé lắng đứng thường có mặt bằng hình vuông hoặc hình tròn, được sử dụng

cho trạm có công suất nhỏ Bể lắng đứng thường kết hợp với bễ phản ứng xoá trụ

Bễ có thể xây bằng gạch hoặc bôtông cốt thép Ông trung tâm có thể là thép cuỗn han

điện hay bê tông cốt thép, Hiệu suất lắng của bé lắng đứng thưởng thấp hơn bẻ lắngngang từ 10 đến 20%

Bé lắng lớp mỏng có cu tạo giống như bể King ngang thông thường, nhưng khác với bểLắng ngang la rong vàng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các bản vách ngăn

bing thép không gi hoặc bằng nhựa Các bản vách ngăn nảy nghiêng một góc 450 + 600

so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau, Do có cầu tạo thêm các bản váchngăn nghiêng, nên bể king lớp mỏng có hiệu suất cao hơn so với bé lắng ngang Diện

tích bể lắng lớp mong giảm 5,26 lần so với b lắng ngang thun túy.

Bê ling trong có lớp cặn lơ lửng có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bởi vì

‘qua trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong đi gn keo tụ tiếp xúc, ngay trong,

lớp cặn lơ lừng của bé lắng Hiệu quả xử lý cao hom các bể lắng khác và tổn it diện tích

xây dựng hơn Tuy nhiên, bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, kỹ thuật vận hành cao Vận.

tốc nước di từ dưới lên ở vùng lắng nhỏ hơn hoặc bằng 0.85 mms và thời gian lưu nước

khoảng 1,5 ~ 2 gi.

ing ly tâm có dang hình tròn, đường kính từ Sm trở lên Thường ding để sơ lắng nguồn nước có ham lượt an cao, Co > 2000 mg/L Nguyên tắc làm việc: Nước cần

xử lý theo ống trung tâm vào ngăn phân phối, phân phối đều vào vùng king Nước từvùng lắng chuyển động từ trong ra ngoài và từ dưới lên trên Cin được lắng xuống dy

Nude trong thì được thu vào máng vàng vào máng tập trung theo đường ống sang bé

lọc Để thu bùn có thiết bị gat cặn gồm dim chuyển động theo ray vồng tron Dim treo

giàn cào thép có các cánh gat ở phía dưới Nhờ những cánh gạt này, cặn lắng ở đáy được

gat vio phẫu và xã ra ngoài theo ống xã cặn [I2]

1.2.5 Bễ Lọc, bin lọc

Bé lọc được ding để lọc một phần hay toàn bộ cặn bản có trong nước tùy thuộc vào yêu

cầu đối với chất lượng nước của các đổi tượng ding nước Quá tinh lọc nước là cho

nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để gi lại trên bŠ mặt hoặc giữa các khe ha của lớp vật liệu lọc các hạ cặn và vĩ rồng cổ trong nước, Vật liệ lọc

có thể sử dụng à cát thạch anh, than cốc, hoặc soi nghiễn, thậm chí cả than nâu hoặc

than gỗ,

Thiết bị lọc với lớp hạt có thể được phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc nhanh,

thiết bị lọc hở và thiết bị lọc kín Chiễu cao lớp vật liệu loc trong thiết bi lọc hở dao

động trong khoảng 1-2 m và trong thiết bị lọc kín từ 0,5 — 1m,

Bé lọc chậm có thể xây bằng gạch hoặc bêtông cốt thép có dạng hình chữ nhật hoặc

vuông Khi cho nước qua bể lọc với vận tốc nhỏ (0,1-0.3m/D), trên bể mặt cát dẫn dẫn

hình thành màng lọ Nhờ màng lọc hiệu quả xử lý cao 95-99% cặn bản và vỉ rùng có

trong nước bị giữ lại trên màng lọc Xử lý nước không dùng phẻn do đó không đòi hỏi

sử dạng nhiều may móc, tết bị phức tp Quản ý, vận hành đơn giản Diện tích lớn do tốc độ lọc chậm Khó tự động hoá và cơ giới hoá, phải quản lý bing thủ công nặng nhọc.

Bé lọc nhanh trọng lực là loại bể lọc nhanh hở có thể xây bằng gạch, bêtông cốt thép hoặc ing thép Khi lọc : Nước qua bé lọc chuyển động theo chiều từ trên xuống, qua

lớp vật liệu lọc, söi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa về bể chứa nước sạch

Ca chế của quá trình lọc: do hạt vật liệu lọc lớn nên khe hở giữa các hat vật liệu lọc lớn

do đó các hạt cặn được giữ lại trong lòng vật liệu lọc theo cơ chế lọc nhanh Sức cản

18

thuỷ lự tăng dần dẫn đến cơng uất của bể giảm, lúc phải tiến hành rita bể lọc.

Bể lọc áp lực là một loại bể lọc nhanh kín, thường được chế tạo bằng thép cĩ dạng hình.

trụ đứng (cho cơng suất nhỏ) và hình trụ ngang (cho cơng suất lớn) Nguyên tắc làm

việc của bé : Nước được đưa vio bể qua phễu phân phối bổ trí ở định be, nước qua lớp

cát lọc, lớp đỡ vào hệ thống thu nước trong, đi vào đáy bẻ và dẫn về bé chứa nước sạch.hoặc phát ra mạng Khi rửa bể, nước tir đường Ống áp lực chảy ngược từ dưới I

«qua lớp cát lọc và vào phẫu thủ, chảy theo Ống thốt nước rửa xuống mong thốt nước.

1.2.6 Lọc qua màng.

'Cơng nghệ mang lọc là xu hưởng cơng nghệ xử lý nước mới, dang rắt được quan tâm,

do giá thành mang lọc ngày càng thấp.

“Cơng nghệ màng lọc loại bỏ các tap chit ra khỏi nước mà khơng cần sử dung hĩa chit,

các tạp chất khi di qua màng sẽ bị màng git lại chỉ cho nước sạch di qua Các loại màng

hiện nay đang được dùng trong xử lý nước là: Lọc màng micro (MF), lọc mang siêu.

loe(UE), lọc màng Nano (NE) và lọc màng thắm thấu ngược (RO)

‘© Loc màng micro (ME) : Lọc mireo (MF) là phương pháp lọc cĩ thé loại bỏ được.

những hat cổ kich thước mirc trở ên Ming lọc MF cĩ kích thước lỗ khoảng 0.1 đến

10.0 ym, cĩ th loại bs gn hồn tồn các vi sinh vật và cặn lơ lửng, vì vậy nĩ cũng,

là một phương pháp tốt để khử khuẩn, cơng nghệ màng lọc MF đang được ứng dụng

rộng ri trong xử lý nước hiện nay.

« Lạc ming s su lọc (UF): cơng nghệ lọc UF đang được sử dụng rộng rãi cho xử lý ritnhiều loại nước khác nhà, ming UF cĩ khả năng giữ li các hat cổ khoảng khốilượng phản từ 300.500.000 dalton, kích thước hạt 1-1000 A (0,001-0,Ium) Mang

cĩ hiệu quả trong sản xuất nước tỉnh khiế, kết hợp với xữ lý hỏa học để loại bổ các

kim loại trong nước

« Lọc màng Nano (NF): Lọc Nano (NF) là một dạng lọc sử dụng ming tách loại chất

tan dang phân ti hoc ion ở cấp độ kích thước nano mt, Ming NF thường được sửdụng để sản xuất nước mềm bởi vì nĩ cĩ đặc điểm là loại bỏ tốt các cation cĩ hĩa trịbai ví dụ như cam, magie và các chất khác

+ Lọc ming thẳm thấu ngược (RO): Không giống những ming lọc thông thường khác,

chi cổ thé loại bs chất rắn có kich thước đủ lớn, mảng lọc thắm thấu ngược (RO) là

loại màng duy nhất có thé lọc loại bỏ được hau hết các khoáng chất hòa tan, vi khuẩn,virus và tắt củ các vi sinh khác có trong nước Tuy nhiên trước hệ thống lọc RO phải

kết hợp thêm những ming lọc khác để hạn chế sự tắc nghẽn mảng do các tạp chit bẩm vào màng [13].

1.2.7 Hap phụ bằng than hoạt tinh

Hap phụ là sự hình thành các liên kết giữa các chất hòa tan hoặc các phản tử nhỏ và be

mặt của chất rin,

Hiệu quả của quá tình hip phụ phụ thuộc chủ yếu vào sức hút của chất gây 6 nhiễm đối

với môi rường đang được sử dụng và mức độ tip xúc giữa nước và bÈ mặt (được kiểm

soát bởi kích thước hạt và tốc độ tả).

Dé hip phụ các chit gây mùi, mau của nước Các hạt bột than hoạtính có khả năng hip

phụ các phân từ khí và phân tử các chất ở dạng long héa tan trong nước lim cho nước

có mùi vị và màu Có hai phương pháp để khử mùi vị và màu

+- Đưa nước sau xử ý theo diy chuyển công nghệ truyỄn thông vào lọc trực tiếp qua bé

lọc than hoạt tính,

‘+ Pha bột than hoạt tinh vào bễ trộn nước nguồn cùng với phèn để hap phụ các hợp chất

hữu cơ gây ra mũi vị và mau cho nước Phương pháp nay làm tăng hiệu quả quá trình

keo tụ, lắng, lọc và cặn lắng ở bể lắng đễ xử lý hơn.

‘Than ho tính có khả năng hip thụ rit cao đổi với các chất gây mùi, Dựa vào khả năng

inh Các loại than này, người ta khử mùi của nước bằng cách lọc nước qua than hoạt

hoạt tính thường dùng là: than antraxit, than cốc, than bạch dương hay than bùn dang

bột để cho vào nước,

Do ảnh hưởng sức khỏe và môi trưởng đã được kiểm chứng hoặc nghĩ ngờ của ho, nỗ

lực được thực hiện để kiểm soát và / hoặc loại bỏ chúng, và một trong những phương

pháp chính để làm điều này là bằng cách hấp phụ lên than hoạt tính,

Khi nước mùi không liên tục mà chỉ xảy ra vào từng thời kỳ nhất định, thì phương,

20

pháp dùng bể lọ than sẽ không kinh tế, Khi đó, có thể khử mùi bằng bột than với liều lượng không quá 12 mg/l [14]

1.28 Lọc sink học

“Trước đây việ sử dụng phương pháp sinh học trong xử lý nước cp thường hạn chế do

lo ngại đưa các vi sinh vật vào nước Tuy nhiên do ngày càng nhiều chất hữu cơ, dinh

dưỡng dư được phat hin trong nước, cúc phương pháp lý = hóa tổn kém và có nguy cơsinh ra các sản phẩm phụ, trong khi nhiễu chit có thé phân hủy được bằng sinh học, vànhu cầu mới trong việc xử lý các chất hữu cơ phân hủy được bằng sinh học - sản phẩm.của quả trinh ozone hóa, người ta bat đầu áp dụng phương pháp lọc sinh học trong xử

lý nước cấp

“Trong bé lọc sinh học, than hoạt tinh dang hat (GAC) hoặc anthracite là vật iệu lọc phổ biến được sử dụng hợp với lớp cát thạch anh day 15-30 em ở đưới GAC hay

anthracite để giữ màng vi sinh không trồi theo nước.

+ Lạc carbon host tinh sinh hoe

“Các hoạt động sinh học xây ra rong tit cd các bể lọc carbon, Vi khuẩn phát triển rên

carbon sẽ phân hủy chit hữu cơ, Ké cả với vi khuẩn tiền Clo hóa có thé phát tiể vìlượng Clo tên động bị hip phụ bởi carbon hoạt tinh, Khi chất hữu cơ bị ién oxy hóa bởi

‘ozone (chit oxy hóa mạnh), hoạt động sinh học bị kích thích, kết quả là lầm tăng thờigian chạy của bẻ lọc và tăng sự loại bỏ chat hữu cơ, Diéu này được gọi là * lọc carbon

hoạt tính sinh học” Bởi vì sự tăng lên của các hoạt động sinh học trên carbon, DOC sé

chiếm chỗ hip phụ it hon trong carbon Vì thể, nhiều không gian được chừa lại cho các.chit 6 nhiễm vi lượng (bền) Một vài chất 6 nhiễm hữu cơ vỉ lượng bn như thuốc trừ

sâu có thể bị phân hủy hữu cơ (một phần) sau khi xảy ra sự ozone hóa Trong một vài

mùa (ví dụ : mùa hề), hoạt động sinh học sẽ xảy ra nhiều hơn so với các mùa khác (ví

‘dy mùa đông) Do đó, quá tình hấp phụ sẽ fa quá trình chủ chốt trong mùa đông Chit

hữu cơ mà bj hip phụ trong mia đông sé bị phân hủy sinh học từng phin vào mùa he,

Hiện tượng này gợi ft sinh sinh học Với lọc carbon ost tn sinh học, cúc chất phân

hay nhanh được hình thành sẽ kích thích phát triển vi khuẩn Sự xuyên thấu của chất qr

hủy xem như là AOC phải được tránh đi để ngăn chặn sự tái phát sinh của vi khuẩn

2I

trong hệ thống đường ông Ngoài ra vi khuẩn có thể được rửa rô đi từ carbon và thâm,nhập vào đồng ra, vì th tăng số lượng các quần thể vi khuẩn

Hình 1-1 Cơ chế xử lý trong hệ BAC(Nguồn: Nguyễn Việt Anh, “Xu hướng phát triển công nghệ xử lý nước cắp

iới6/2018)

Bé lọc sinh học được vận hành tương tự bể lọc hai lớp vật Su thông thường, từ khử

trong nước xử lý có chứa Clo hay Cloramines Một số nhà máy nước bổ sung 4-5 mg/LClo vào nước rửa ngược (3 ần rửa gt 1 Tin cho Cla) để iểm soát ự phát tiễn của các

Vi sinh vật rong bể lọc và tính việc tăng din tôn thắt ấp lực rong mỗi chủ kỳ,

Hệ lọc sinh học với than hoạt tính (BAC) tổng hợp các quả trình tương tác giữa 4 yêutổ: các hot than, vi sinh vật các chất 6 nhiễm, Guy hòa tan

Carbon hoạt tính có điện tích tiếp xúc lớn, nhiều lỗ rỗng, có kha năng hip phụ Oxy hòatan, các chất hữu cơ trong nước Với BAC, các bon hoại tinh được sử dụng như vật liệu

mang, noi dinh bảm và phát triển hệ mảng vi sinh Trong điều kiện môi trường thích hợp (nhiệt độ, dinh dưỡng ), các vi sinh vật này phát triển và tạo thành BAC, có khả

năng hdp thụ và chuyển hóa các chất hữu cơ, dinh dưỡng trong nước Vì sinh vật sử

2

cdụng éxy hỏa tan để hô hip, phân hủy chất 6 nhiễm [15]

1.2.9 Oxy hóa bậc cao, ozone hóa

“Các quá trình Oxy hóa bậc cao là những quá trình phân hủy Oxy hóa dựa vào gốc tự do hoạt động hydréxyl *OH được tạo ra ngay trong quá trình xử lý.

“Gốc hydroxyl *OH là một tác nhân ôxy hóa mạnh nhất trong số các tác nhân Oxy hóa

“được biết từ trước đến nay, có khả năng phân hủy Oxy hóa không chọn lựa mọi hợpchit hữu cơ, dit là loại khó phân hủy nhất, biển chúng thành những hợp chit vô cơ

(còn gọi là khoáng hóa) không độc hại như CO2, H2O, axit vô cơ, từ những tác nhân.

xy hóa thông thường hydrogen prôsyt, oon, có thể nâng cao khả năng Oxy hồ của chúng bằng các phan ứng hóa học khác nhau để tạo ra gốc hydrôxyl

CCác quá tình Oxy hóa bộc cao nỗ lên trong những năm gần đây là một công nghệ

quan trọng trong việc đẫy mạnh các quá tình ôxy bóa giúp phần hủy nhiễu loại

hợp chất hữu cơ khó phân hay như hydroCarbon halogen hóa, hydroCarbon aromatic,

các hóa chất bảo vệ thực vật, dioxin, furan, thuốc nhuộm, các loại hóa chat be mặt,

Ngoài ra, chúng có thể tiêu điệt các loại vi khuẩn như Campylobacter, Yersina,

Myerobacteria, Legionella, Cryptosporidium Mặt khác, tác nhân *OH không tạo ra các sản phẩm phụ gây ung thư như các hợp chất chứa Clo trihalometan.

Oxy hóa là quá tinh trong dé electron được chuyển tử chất này sang chất khác Điễu

này được tạo ra một hiệu diện thể được tính bằng volt dựa trên hiệu diện th điện cực

hydro bằng 0 Mỗi tác nhân Oxy hỏa đều có một thé ôxy hóa khác nhau và đại lượng

này dùng để so sinh khả năng dxy hóa mạnh hay yếu của chúng Nhiễ tác nhân

‘Oxy hóa mạnh là các gốc tự do trong đó có gốc hydréxyl *OH là tác nhân ôxy hóa mạnhnhất có thể xy hóa là 2,8V cao nhất trong số cíc tác nhân ôxy hóa hưởng gdp

Đặc tính của các t do là trung hòa về điện Mặt khác, các sốc này không tổn

tại sổ sin như những tác nhân Oxy hóa thông thường, mà được sản sinh ngay trong quá

trình phản ứng, có thời gian sống rất ngắn, khoảng vài ngàn giây nhưng liên tục được sinh ra trong suốt quá trình phản ứng,

Nhờ ưu thé nỗi bật trong việc loại bỏ chất 6 nhiễm hữu cơ, đặc biệt là những chất hữu

2B

cơ khó phân hủy sinh học quá tình Oxy hóa nâng cao dựa tên gốc tự do “OH được

xem như một "chia khóa vàng” đểgii các bài oán dy thách thức của th kỹ cho ngành

xử lý nước cấp hiện nay [15]

1.3 Tổng quan các nghiên cứu ở nước ngoài và ở Việt Nam về xử lý

nhiễm hữu eo

tước mặt ô

13.1 Một số nghiên cứu và ứng dung xử lý 6 nhiễm hữu cơ ở nước ngoài

+ Đi Loan: Yun-Hivei Shen và Ta-Hua Chaung (1998) nghiên cứu công nghệ keo tụ

bởi phèn nhôm sulfate kếthợp than hoạt tinh dang bột (PAC) để xử lý nước sông

Tungkang tại miễn nam Dai Loan, Kết quả sau nghiên cứu chỉ ra tác động của quátrình đồng tụ và hip phụ PAC đổi với việc loại bỏ carbon hữu cơ hòa tan từ nước

sông Tungkang là bổ sung cho nhau, với thời gian tiếp xúc từ 20 - 30 phút, than hoạt

tính dạng bột loại bỏ khoảng 60% carbon hữu cơ hòa tan, Tổng cộng loại bỏ được

90% carbon hữu cơ hỏa tan khỏi nước nguồn 6 nhiễm này bằng quá tình kết hợp,đông tụ và bắp phụ [16] Điểm nỗi bật trong nghiên cứu này là khẳng định quá trình.đông tụ bằng phèn và hấp phụ bằng than hoạt tính dạng bột để loại bỏ chất hữu cơ

hho tan là 2 qué trình độc lập nối tp, bổ sung cho nhau, sử dụng cả hai quá trình dì

lượng chất hữu cơ loại bỏ được lên đến 909%,

+ Trung Quốc: Yali Song và cộng sự (2015) nghiên cứu công nghệ PAC kết hợp mang

MF để xử lý nước mặt sông Huangpu Kết qui, PAC được sử dụng như in xử lý của

quá trình lạc ming ME để loại bỏ các chất hữu cơ và giảm tắc nghén màng PACcung cắp tỷ lệ loại bỏ DOC và UV2s cao hơn, liều lượng PAC 20 - 200 mg/L đã loại

bỏ được Carbon hữu cơ hỏa tan là 3,0% — 59,8% và UVzs¿ là 10,1% — 70.3% [17] Kết quả nghiên cứu này cho thấy sự kết hợp giữa công nghệ PAC và màng lọc ME

le động bổ sung cho nhau, công nghệ PAC đã loại bỏ chất hữu cơ hod tan đến 598%

4 Hỗng Kông: Tram xử lý nước TaiPo, Hồng Kông Xử lý 6 nhiễm hữu cơ bằng ozone

và than hoạt tinh dang hat GAC trước khi vào bể chứa nước sạch [15] Đây là sơ đồ

công nghệ xử lý nước mặt ô nhiễm hữu cơ phd biển ở các nước tiên tỉ quy trình chính là 6 xy hoá bằng ozone sau dé lọc qua than hoại tính dang hạt

Phin ah salphat amen Fedo Wik

(orion

Hình 1-2 Sơ đổ công nghệ Tram xử lý nước TaiPo, Hồng Kông

(Nguồn: Nguyễn Việt Anh, “Xu hướng phát triển công nghệ xử lý nước cấp

tiên Thể giới”, 6/2018)

‘Tram xử lý nước cắp Kunijima, Thành phố Osaka Nhật Bản sử dung ozone và than

hoạt tính để xử lý 6 nhiễm hữu cơ, bên cạnh các quy tình lọc thông thường, là một trong những công nghệ phổ biến hiện nay để xử lý nước tại Nhật [18]

Hình 1-4 Sơ đồ B lạc than hoạt tính rong Trạm Kumijima, Tp Osaka, Nhật Bản

(Nguồn: Đoàn Thu Hà, bài giảng môn học *Xử lý nước cấp nâng cao”, ĐHTL)

13.2 Một số nghiên cứu ứng dụng xử lý nước mặt 6 nhiễm hữu cơ ở Việt Nam

# Nghị cứu của Nguyễn Thị Thanh Phượng và công sự ~ Viện Môi trường và Tài

nguyên, ĐHQG Tp HCM (2017) về *Hiệu qua xử lý nước mặt 6 whim hữu cơ bằng phương pháp keo tw Jt hợp than hoạt tính và mang loc” Nghiên cứu cho thấy, ứng

dụng ming lọc ME kết hợp than hoạt tính có khả năng xử lý chất hữu cơ ô nhiễm

trong nguồn nước, Hiệu suất xử lý các chất 6 nhiễm phụ thuộc vào hàm lượng thanhoạt tính sử dụng Quá tình MFIPAC có thể cải thiện đáng kể việc loi bỏ các chit

hữu cơ, đặc big a UVas‹ và COD [19], Hiệu quả được tác gi ligt ké theo bảng sau

Bảng 1-1 So sánh hiệu quả xử lý các chất 6 nhiễm bằng PACI,ME, ME/PAC

Mô hình Hiệu quả xử lý (%)

chấtô | PACI(kcotw bing | MP(màng | MF/PAC (màng lọc ME ket hop than

nhiễm PACI) lọc) hoạt tính)

Theo ết quả nghiên cứu trí A qua xử lý chất hữu cơ hoà tan cũ qua tình keo

ty trong công nghệ tuyển thống đã xử lý được 50% lượng chất hữu cơ trong nguồn

nước

-# Nghiên cứu của Nguyễn Tiên Van và Ngô Thị Hằng Vân ~ Đại học Lạc Hồng (2013)

‘ong nghệ PAC kết hợp lọc màng MF để xứ lý mước sông Đông Nai” Chất keo

tụ sử dung phèn nhôm AL2(SO4)3 5%, vật liệu hip phụ à than hoạt tính dạng bột

"Nước sông Đồng Nai có TSS 40mg/L, Độ màu 56 Pt-Co, BOD là 55-6 mg/L, COD

68 mg/L, Tổng số coliform 9,2*10? MPN/100mL Kết quả, E.Coli, độ màu và TSS

Auge xử lý tiệt 8, hiệu suit xử ý BODs là 92%, COD 96,3, tổng coliform 99.76%

[20].

© Ở Việt Nam, trước kia việc sử dụng phương pháp sinh học trong xử lý nước cấp.

thường hạn chế do lo ngại đưa các vi sinh vật vào nước Tuy nhiên do ngày càng.

nhiễu chất hữu cơ, dịnh dưỡng dư được phát hiện trong nước, các phương pháp lý hóa tốn kém và có nguy cơ sinh ra các sản phẩm phụ, trong khi nhiều chất có thé phân

-"hủy được bằng sinh học, và nhủ cầu mới trong việc xử lý các chất hữu cơ phân hủyAuge bằng sinh học - sản phẩm của quả trình ozone hỏa, người ta bắt đều áp dụng

".6/2018)

phương pháp lọc sinh học trong xử lý nước cấp công nghệ BAC bit đầu được quantâm Công ty Cấp nước Hải Phòng và Cục nước Kitakyushu - Nhật Bản, nghiên cứu

hệ thing BAC dng chảy te dưới lên (uBCP) lẫn đầu tiên được áp dụng tại Nhà máy

nước Vĩnh Báo, và hiện đang được nghiên cứu áp dụng cho một sé nhà máy nước khác, Ở đây BAC được sử dụng như một công đoạn tiền xử lý, loại bỏ Ammonia và

sắc hợp chất hữu cơ Nước nguồn chữa nhiễu cặn, ớt, độ đục cao và biển động là

những trở ngại để đạt hiệu suất xử lý cao của uBCE [I5]

Nha máy nước Nhị Thành tai Long An có công suắt S0 000mYngày (do tư vẫn

Kobcleo Nhật Ban thiết kế, đã thi công hoàn thành đưa vào khai thức giai dgan 1

tháng 4 năm 2019 với công suất 30.000m)/ngày) Nhà máy sử dụng công nghệ Lec

sinh hoe tgp xúc đồng chủy ngược wBCF Đây là công nghệ lọc vi sinh kết hợp than

hoạt tính dạng bột dé cải thiện chất lượng nước thô mà không cần sử dụng hóa chất

"Ngoài công nghệ lọc sinh học, Nhà máy nước Nhị Thành cing sử dụng hệ thống lọc

¡phông hở OSF thân thiện với môi trường Hệ thống này không chỉ it kiểm năng

lượng mà còn có khả năng loại bỏ các thành phần độc hại trong nước sau xử lý [Khảo.

sắt tại nhà máy]

(Nguồn: Học viên kho sit, 52019)

2

Hình 1-7 Than hoạt tính dang bột trong nhà máy

(Nguồn: Học viên khảo sát, 5/2019)cứu và ứng đụng trong nước về xử lý 6 nhiễm hữu cơ, nhận thấy cácnghiên cứu và quy tình áp dung thực tế thường theo hướng xử lý theo quy tinh keo tụsau đó hấp phụ bằng than hoạt tính dang bột, lọc qua màng MF Các ứng dụng thực tế

chưa có nhiều nghiên cứu sử dụng than hoạt tinh dạng hat dé xử lý 6 nhiễm hữu cơ,

trong khí ở các nước kinh tế phát triển thì quy trình sử dụng than hoạt tính dạng hạt để

quá tình keo tụ Nhược điểm cin diện tích lớn, vốn đầu tư ban đầu cao

"Phương pháp Clo hóa sơ bộ đễ thực hiện, hiện nay hầu hết các Trạm cấp nước đều dùngphương pháp nảy Nhược điểm tốn kém Clo, góp phần hình thành THM:.

Phương pháp Keo tụ, tạo bông là phương pháp truyền thống, phương pháp này có hiệu

sinhquả trong loại bò TOC, DOC nhưng nhược điểm là cần sử dụng hóa chất và phát

chất thải rắn cần phải xử lý thêm, theo các nghiên cứu trong nước thì phương pháp Keo

tụ, tạo bông có thể giảm đến 50% lượng chất hữu cơ hoà tan

Phương pháp ding bể ling là phương pháp truyền thẳng, là giai đoạn cối của quá tình,

làm trong nước, hiệu quả, hầu như các nhà máy nước xử lý nước mặt đều sử dựng

phương pháp lắng.

Phuong pháp dùng BE lọc chậm, Bé lọc nhanh, Bồn lọc áp lực là phương pháp truyền

thống, hiệu quả, giữ lại cặn và một phần màng vi sinh vật trong nước,

Phương pháp lọc qua mảng UF, NF hiệu quả trong loại bỏ chất hữu cơ hod tan, nhược

điểm của phương pháp này là để bị nghẹt mảng, chỉ phí vận hành cao, tiêu tồn năng

lượng,

"Phương pháp hip phụ là phương pháp hiệu quả trong xử lý 6 nhiễm hữu cơ, nhược điểm,quy trình hoàn nguyên vật liệu hip phụ phức tap,

Phuong pháp Lọc sinh học MBR, BAF, BAC - Có hiệu quả trong loại bỏ chất hữu cơ

trong nước, nhược điểm của phương pháp này là dễ gây nghẹt cột lọc do sự phát triển

của ví sinh vật

Phương pháp Ô xy béa bậc cao - Os có ưu điểm không sinh ra THMS, cắt mạch phân tử

lớn hơn thành phân tứ nhỏ hơn, giúp phân hủy nhiều loại hợp chất hữu cơ khó phân hủy Nhược điểm của phương pháp này là quá trình và thiết bị sử dụng phúc tạp hơn xử

ly bằng Clo, chỉ phí vin ban đầu và vận hành, bảo dung cao

142 Lựa chon phương pháp xử lý chất hữu cơ

"rong phạm vi xử lý 6 nhiễm hữu cơ cho các Trạm cấp nước nông thôn, muốn đưa màmột công nghệ xử lý có hiệu quả cao trước hat ta phải xem các hạn chế v quy mô, quản

30