các biện pháp xử lý nước cấp hiện nay

trình bày các biện pháp xử lý nước cấp hiện nay

CHƯƠNG 4

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP HIỆN NAY

NỘI DUNG:

4.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC CẤP VÀ XỬ LÝ NƯỚC CẤP

4.2 NGUỒN NƯỚC CẤP

4.3 NHỮNG CHỈ TIÊU VỀ NƯỚC CẤP

4.4 CÁC TIÊU CHUẨN VỀ CẤP NƯỚC

4.5 CÁC GIAI ĐOẠN CHÍNH CỦA QUI TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC CẤP

4.6 GIỚI THIỆU MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI 4.7 THIỆU MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP Ở VIỆT NAM

4.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC CẤP VÀ XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Nước là nguồn tài nguyên rất cần thiết cho sự sống của các sinh vật trên Trái Đất.Nước không chỉ là tài nguyên mà còn là một trong những thành phần môi trườngđể duy trì sự sống Các nền văn minh lớn của nhân loại cũng sớm nảy nở trên cácsông lớn văn minh Lưỡng Hà ở Tây Aù, văn minh Ai Cập ở hạ lưu Sông Nin, vănminh Hoàng Hà ở Trung Quốc, văn minh Sông Hồng ở Việt Nam.( nguồn : LâmMinh Triết,2007,ENVIRONMENT ENGINEERING,NXB ĐH Quốc Gia)

Nước là một nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật trên trái đất Không có nướccuộc sống trên trái đất không thể tồn tại Nước cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệsinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động như cứu hỏa, phun nước, tưới cây, rửađường và mọi nghành công nghiệp hầu như sử dụng nước cấp như là một nguồnnguyên liệu không thể thay thế được trong sản xuất

Hiện nay, tổ chức Liên Hợp Quốc đã thống kê có 1/3 các điểm dân cư trên thếgiới thiếu nước sạch sinh hoạt Do đó, người dân phải dùng nguồn nước khôngsạch Điều này dẫn đến hàng năm có 500 triệu người mắc bệnh và 10 triệu người

bị chết (chủ yếu là trẻ em), 80% các trường hợp mắc bệnh tại các nước đang pháttriển có nguyên nhân từ việc dùng các nguồn nước bị ô nhiễm.(nguồn từ HuỳnhNgọc Bích,Luận văn tốt nghiệp, 2004)

Vấn đề xử lý nước sạch và cung cấp nước sạch, chống ô nhiễm nguồn nước do tácđộng của nước thải sinh hoạt và sản xuất đang là vấn đề đáng quan tâm đặc biệt.Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp Trong đócác chỉ tiêu cao thấp khác nhau Nhưng nhìn chung, các chỉ tiêu này phải đảm bảovệ sinh về số vi trùng có trong nước, không có chất độc hại làm ảnh hưởng đếnsức khỏe con người, các chỉ tiêu về độ pH, nồng độ oxy hòa tan, độ đục, màu sắc,hàm lượng các kim loại hòa tan, độ cứng, mùi, vị… tiêu chuẩn chung nhất là của

Tổ chức Sức khỏe Thế giới (WHO) hay của cộng đồng Châu Aâu Ngoài ra nướccấp cho công nghiệp bên cạnh các chỉ tiêu chung về chất lượng nước cấp, còn tùythuộc vào mục đích sử dụng mà đặt ra những yêu cầu riêng.

Các nguồn nước trong tự nhiên ít khi đảm bảo các tiêu chuẩn đó Do tính chất cósẵn của nguồn nước hay bị gây ô nhiễm Nên tùy thuộc vào chất lượng nguồnnước và yêu cầu về chất lượng nước cấp mà cần thiết phải có quá trình xử lý nướcthích hợp đảm bảo cung cấp nước có chất lượng tốt và ổn định chất lượng nướccấp cho các nhu cầu

4.2 NGUỒN NƯỚC CẤP

Để cung cấp nước sạch, có thể khai thác từ các nguồn nước trong tự nhiên nhưnước mặt, nước ngầm và nước mưa

Theo địa hình và các điều kiện môi trường xung quanh mà có các nguồn nước tựnhiên và có các chất lượng nước khác nhau Như ở những vùng núi đá vôi, điềukiện phong hóa mạnh, nguồn nước chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+ Nước có độ cứngcao, hàm lượng chất hòa tan lớn Nước ở các ao hồ ít có điều kiện lưu thông vàtích lũy lâu dài các nguồn phân bón gây ra cho nguồn nước thừa chất dinh dưỡngnhư Photpho, Nitơ, Hàm lượng oxy hòa tan trong nước rất thấp và thường hay xảy

ra quá trình phú dưỡng dẫn tới sự phát triển của các loại rong, tảo Còn nhữngnguồn nước tiếp nhận các dòng thải nước sinh hoạt bị ô nhiễm bởi các chất hữu

cơ và vi khuẩn gây bệnh Nguồn nước tiếp nhận các dòng thải công nghiệpthường bị ô nhiễm bởi các chất độc hại như kim loại nặng, phóng xạ, chất hữu cơ.Các nguồn nước mặt thường bị ô nhiễm bởi các chất thải sinh hoạt, chất thải côngnghiệp, hóa chất bảo vệ thực vật Trong khi đó các nguồn nước ngầm thường bịnhiễm bởi các khoáng chất hòa tan

Con người cùng các hoạt động sống và sản xuất ngày càng có nhu cầu cao hơn vềnước cấp Bên cạnh đó lại ngày càng nhiều nhân tố gây ảnh hưởng lớn đến chấtlượng các nguồn nước bằng việc đưa vào nước những chất ô nhiễm qua dòng thải.Có 2 nguồn cấp nước cho con người, đó là nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm.

4.2.1 Nguồn nước mặt

Nguồn nước mặt có thành phần và chất lượng cũng chịu ảnh hưởng của các yếu tốtự nhiên, nguồn gốc xuất xứ và cả tác động của con người trong quá trình khaithác và sử dụng Trong nước mặt thường có những thành phần sau:

• Các chất rắn lơ lửng bao gồm cả hai thành phần vô cơ và hữu cơ

• Các chất hòa tan dưới dạng ion và phân tử, có cả nguồn gốc vô cơ và hữucơ

Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước bề mặt được trình bày trong bảng sau:

Bảng 4.1 Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước mặt

Chất rắn lơ lửng d>10-4mm Đất sét, cát, keo Fe(OH)3, chất thải hữu

cơ, vi sinh vật, tảo

Các chất keo d = 10-4mm – 10-6mm

Đất sét, protein, silicat SiO2, chất thảisinh hoạt hữu cơ, cao phân tử hữu cơ, vikhuẩn

Các chất hòa tan d<10-6mm

Các ion K+, Na+, Ca+, Mg2+, Cl-, SO42-,

PO43-… Các chất khí CO2, O2, N2, CH4,

H2S…vv Các chất hữu cơ, các chất mùn

1 (Nguồn : Trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường, 1999, Sổ

tay xử lý nước tập 1,2, NXB Xây Dựng, Hà Nội.)

Nước mặt là nguồn nước tự nhiên mà con người thường sử dụng nhất nhưng cũnglà nguồn nước dễ bị ô nhiễm nhất Do đó, nguồn nước mặt tự nhiên khó đạt được

yêu cầu đưa trực tiếp sử dụng trong sinh hoạt hay phục vụ sản xuất công nghiệpmà không qua xử lý.

Hàm lượng các chất có hại cao và nhiều vi sinh vật gây bệnh cho con người trongnguồn nước mặt nên nhất thiết phải có sự quản lý nguồn nước, giám định chấtlượng, kiểm tra các thành phần hóa học, lý học, mức độ nhiễm phóng xạ nguồnnước

Tổ chức Y tế Thế giới đưa ra một số nguồn ô nhiễm chính đối với các nguồn nướcmặt như sau:

• Nước nhiễm bẩn do vi trùng, vi rút và các chất hữu cơ gây bệnh Nguồnnhiễm bẩn này có trong các chất thải của người và động vật, trực tiếp haygián tiếp đưa vào nguồn nước Hậu quả là các bệnh truyền nhiễm như tả,thương hàn, lỵ sẽ lây qua môi trường nước, ảnh hưởng đến sức khỏe cộngđồng

• Nguồn ô nhiễm là các chất hữu cơ phân hủy từ động vật và các chất thảitrong nông nghiệp Các chất này không trực tiếp gây bệnh nhưng là môitrường tốt cho vi sinh gây bệnh hoạt động Đó là lý do bệnh tật dễ lây lanthông qua môi trường nước

• Nguồn nước bị nhiễm bẩn do chất thải công nghiệp, chất thải rắn có chứacác chất độc hại của các cơ sở công nghiệp như phenol, xyanua, crom,cadimi, chì… các chất này tích tụ dần trong nguồn nước và gây ra những táchại lâu dài

• Nguồn ô nhiễm dầu mỡ và các sản phẩm từ dầu mỏ trong quá trình khaithác, sản xuất và vận chuyển làm ô nhiễm nặng nguồn nước và gây trởngại lớn trong công nghệ xử lý nước

• Nguồn ô nhiễm do các chất tẩy rửa tổng hợp được sử dụng và thải ra trongsinh hoạt và công nghiệp tạo ra một lượng lớn các chất hữu cơ không cókhả năng phân hủy sinh học cũng gây ảnh hưởng đến nguồn nước mặt.

• Các chất phóng xạ từ các cơ sở sản xuất phóng xạ, bệnh viện, các cơ sởnghiên cứu đã vô tình hay cố ý gây ô nhiễm cho các nguồn nước lân cận

• Các hóa chất bảo vệ thực vật cùng với ưu điểm là để phòng chống sâubệnh giúp ích cho nông nghiệp Nó còn mang lại tác hại cho nguồn nướckhi chúng không được sử dụng đúng cách

• Các hóa chất hữu cơ tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp nhưchất dẻo, dược phẩm, vải sợi,… là một trong những nguồn gây ô nhiễmđáng kể cho môi trường nước

• Các hóa chất vô cơ, nhất là các chất dùng làm phân bón cho nông nghiệpnhư các hợp chất photphat, nitrat, là nguồn dinh dưỡng cho quá trình phìdưỡng làm ô nhiễm nguồn nước

• Một nguồn nước thải đáng kể từ các nhà máy nhiệt điện tuy không gây ônhiễm trầm trọng nhưng cũng làm giảm chất lượng nước mặt với nhiệt độquá cao của nó

Tóm lại, các yếu tố địa hình, thời tiết là những yếu tố khách quan gây ảnh hưởngđến chất lượng nước mặt, còn xét đến một yếu tố khác chủ quan hơn đó là các tácđộng của con người trực tiếp hay gián tiếp vào quá trình gây ô nhiễm chất lượngnước mặt

4.2.2 Các nguồn nước ngầm

Nước ngầm ít chịu tác động của con người hơn so với nước mặt Nước ngầmthường có chất lượng tốt hơn Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo haycác hạt cặn lơ lửng, các chỉ tiêu vi sinh cũng tốt hơn các chỉ tiêu vi sinh của nước

mặt Ngoài ra, nước ngầm không chứa rong, tảo là những thứ dễ gây ô nhiễmnguồn nước Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm đó là sự có mặt của cácchất hòa tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, các quá trình phong hóa vàsinh hóa trong khu vực Những vùng có điều kiện phong hóa tốt, có nhiều chấtthải bẩn và lượng mưa lớn thì nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các khoáng chất hòatan, các chất hữu cơ.

Bản chất địa chất có ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học của nước ngầm.Nước luôn tiếp xúc với đất trong trạng thái bị giữ lại hay lưu thông trong đất Nótạo nên sự cân bằng giữa thành phần của đất và của nước Nước chảy dưới lớp đấtcát hay granit là axít và ít muối khoáng Nuớc chảy trong đất chứa canxi làhydrocacbonat canxi

Tại những khu vực được bảo vệ tốt, ít có nguồn thải gây nhiễm bẩn, nước ngầmnói chung được đảm bảo về mặt vệ sinh và có chất lượng khá ổn định Người tachia nước ngầm làm hai loại khác nhau:

• Nước ngầm hiếu khí (có oxy): thông thường nước ngầm có oxy có chấtlượng tốt, có trường hợp không cần xử lý mà có thể cấp trực tiếp cho ngườitiêu thụ Trong nước có oxy sẽ không có các chất khử như: H2S, CH4-, NH4,

…vv

• Nước ngầm yếm khí (không có oxy): trong quá trình nước thấm qua cáctầng đất đá, oxy bị tiêu thụ Khi lượng oxy hòa tan bị tiêu thụ hết, các chấthòa tan như Fe2+, Mn2+ sẽ được tạo thành Mặt khác các quá trình khử NO3-chuyển thành NH4+, SO42- chuyển thành H2S; CO2 chuyển thành CH4 cũngxảy ra

Nước ngầm có thể chứa ion Ca2+, Mg2+ với nồng độ cao,sự có mặt của chúng tạonên độ cứng của nước Ngoài ra còn chứa các ion như: Na+, Fe2+, Mn2+, NH4+,HCO3-, SO42+, Cl-.

Đặc biệt chung về thành phần, tính chất của nước ngầm là nước có độ đục thấp,nhiệt độ và các thành phần hóa học ít thay đổi, nước không có oxy hòa tan Cáclớp nước trong môi trường khép kín là chủ yếu, thành phần nước có thể thay đổiđột ngột với sự thay đổi độ đục và ô nhiễm khác nhau Những thay đổi này liênquan đến sự thay đổi lưu lượng của lớp nước sinh ra do nước mưa Ngoài ra mộttính chất của nước ngầm thường là có sự thuần khiết vi khuẩn lớn

• So sánh sự khác nhau về thành phần của hai nguồn nước:

Bảng 4.2 Sự khác nhau chủ yếu của nước mặt và nước ngầm

Nhiệt độ Thay đổi theo mùa Tương đối ổn định

Độ đục Thường cao và thay đổi theomùa. Thấp hay hầu như không có

Chất khoáng hòa

II Rất thấp, trừ dưới đáy hồ. Thường xuyên có.

Khí CO2 hòa tan Thường rất thấp hay gần bằng không Thường xuất hiện ở nồng độ caoKhí O2 hòa tan Thường gần bão hòa Thường không tồn tại

NH4 Xuất hiện khi nguồn nước

SiO2 Thường có ở nồng độ trung Thường có ở nồng độ cao

bìnhNitrat Thường thấp Thường có ở nồng độ cao do phân hóa họcCác vi sinh vật Vi trùng, virút , rong và tảo Các vi khuẩn do sắt gây ra thường xuất hiện.

( Nguồn :Trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường, 1999, Sổ tay xử lý nước

tập 1,2, NXB Xây Dựng, Hà Nội.)

4.3 NHỮNG CHỈ TIÊU VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP.

4.3.1 Các chỉ tiêu vật lý

4.3.1.1 Nhiệt độ nước ( 0 C, 0 K)

Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xử lí nước Sự thay đổinhiệt độ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước Nhiệt độ của nguồn nướcmặt dao động khá lớn từ 4 – 40OC phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu của nguồnnước Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định từ 7 – 27OC

4.3.1.2 Độ màu (Pt – Co)

Độ màu của nước (tính bằng độ Pt): Được xác định bằng phương pháp so sánhthang màu coban Độ màu của nước bị gây bởi các hợp chất hữu cơ, các hợp chấtkeo sắt, nước thải công nghiệp hoặc do sự phát triển của rong, rêu, tảo Thườngnước hồ ao có độ màu cao

Độ màu của nước thiên nhiên thể hiện sự tồn tại của các hợp chất humic(mùn) vàcác chất bẩn ở trong nước tạo nên Các hợp chất sắt không hòa tan làm cho nướccó màu đỏ, các chất mùn gây ra màu vàng, các loại thủy sinh tạo cho nước cómàu xanh lá cây

4.3.1.3 Độ đục (NTU)

Độ đục của nước đặc trưng cho các tạp chất phân tán dạng hữu cơ hay vô cơkhông hòa tan hay keo có nguồn gốc khác nhau Nguyên nhân gây ra mặt nước bịđục là sự tồn tại các loại bùn, axit silic, hydroxit sắt, hydroxit nhôm, các loại keohữu cơ vi sinh vật và phù du thực vật ở trong đó Trong nước ngầm, độ đục đặctrưng cho sự tồn tại các khoáng chất không hòa tan hay các hợp chất chất hữu cơtừ nước thải thâm nhập vào đất

Độ đục được đo bằng máy so màu quang học dựa trên cơ sở thay đổi cường độánh sáng khi qua lớp nước mẫu Đơn vị tính là NTU (Nepheometric TurbidityUnit)

4.3.1.4 Mùi và vị của nước

Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khoáng hoà tan, các hợpchất hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, các hoá chất hoà tan.Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo, mùi phenol, vịmặn, vị chua, vị chát, vị đắng

4.3.1.5 Độ nhớt

Độ nhớt biểu thị độ khoáng trở bên trong hay lực ma sát sinh ra trong quá trìnhdịch chuyển

4.3.1.6 Độ dẫn điện

Nước là một chất dẫn điện yếu, độ dẫn điện của nước tinh khiết có thể đạt tới 4.2micro simen trên 1m ở 200C, độ dẫn điện tăng khi trong nước có các muối hòa tanvà thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ

4.3.1.7 Tính phóng xạ

Tính phóng xạ trong nước là do sự phân hủy các chất phóng xạ có trong nước tạonên Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên, các chất này có thờigian bán phân hủy rất nhỏ nên nước thường vô hại Trong một số trường hợp cònđược dùng để chữa bệnh Ngược lại, tính phóng xạ của nước do sự nhiễm bẩn chấtphóng xạ từ nước thải công nghiệp khi vượt quá giới hạn cho phép lại nguy hiểm.Phóng xạ gây nguy hiểm cho cuộc sống nên độ phóng xạ trong nước được xem làmột chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước

4.3.1.8 Hàm lượng chất rắn trong nước

Hàm lượng chất rắn trong nước gồm có chất rắn vô cơ (các muối hòa tan, chất rắnkhông tan như huyền phù, đất, cát) và chất rắn hữu cơ (gồm các vi sinh vật, vikhuẩn, động vật nguyên sinh, chất thải sinh hoạt, công nghiệp)

Trong xử lý nước, về Hàm lượng chất rắn trong nước có các khái niệm sau:

Tổng hàm lượng cặn lơ lửng TSS (Total Suspended Solid) là trọng lượng khô tínhbằng miligam của phần còn lại sau khi cho bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cáchthủy rồi sấy khô ở 1050C tới khi có trọng lượng không đổi, đơn vị là mg/l

Cặn lơ lửng SS (Suspended Solid) là phần trọng lượng khô tính bằng miligam củaphần còn lại trên giấy lọc khi lọc một lít mẫu nước qua phễu sấy khô ở 1050C tớikhi có trọng lượng không đổi, đơn vị là mg/l

Chất rắn hòa tan DS (dissolved Solid) bằng hiệu TSS và SS DS = TSS – SS Chất rắn hóa hơi VS (Volatile Solid) là phần mất đi khi nung ở 5500C trong mộtthời gian nhất định Phần mất đi là chất rắn hóa hơi, phần chất rắn còn lại là chấtrắn không hóa hơi

4.3.2 Các chỉ tiêu hóa học

4.3.2.1 Độ pH

pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch Thường biểu thị chotính acid hay tính kiềm của nước

Tính chất của nước được xác định theo các giá trị khác nhau của pH:

• pH = 7 nước có tính trung bình

• pH < 7 nước có tính acid

• pH > 7 nước có tính kiềm

Độ pH của nước có liên quan đến sự hịên diện của một số kim loại và khí hòa tantrong nước Ơû độ pH < 5, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồnnước có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hòa tan Và một số loại khí như CO2,

H2S tồn tại ở dạng tự do trong nước Tính chất này được dùng để khử các hợp chấtsunfua và cacbonat có trong nước bằng biện pháp làm thoáng

Ngoài ra khi tăng pH và có thêm chất xúc tác oxi hóa, các kim loại hòa tan trongnước chuyển thành dạng kết tủa và dễ dàng tách ra khỏi nước bằng biện pháplắng, lọc

Độ pH trong nước có ý nghĩa quan trọng trong các quá trình lý, hóa khi xử lý nướcbằng hóa chất Quá trình chỉ có hiệu quả tối ưu khi ở một khoảng pH nhất địnhtrong những điều kiện nhất định

4.3.2.2 Độ kiềm của nước: Độ kiềm của nước có thể phân biệt thành độ kiềm

toàn phần và riêng phần Độ kiềm toàn phần bao gồm tổng hàm lượng cácbicarbonat, carbonat, hydroxit, amoni của các muối của các axit yếu Khi nướcthiên nhiên có độ màu lớn (> 40 độ coban), độ kiềm toàn phần bao gồm cả độkiềm do muối của oxit axit hữu cơ gây ra Người ta còn phân biệt độ kiềm riêngphần như: độ kiềm bicarbonat hay độ kiềm hydrat Độ kiềm của nước có ảnh

hưởng trực tiếp đến tốc độ và hiệu quả xử lí nước Vì thế trong 1 số trường hợpnước nguồn có độ kiềm thấp, cần thiết phải bổ sung hoá chất để kiềm hoá nước.

4.3.2.3 Độ cứng của nước

Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị các hàm lượng muối của canxi và magiêtrong nước Có thể phân biệt thành 3 loại độ cứng: độ cứng tạm thời, độ cứng vĩnhcửu và độ cứng toàn phần Độ cứng tạm thời biểu thị toàn bộ hàm lượng muốicarbonat, bicarbonat của canxi và magiê có trong nước Độ cứng vĩnh cửu biểu thịtổng hàm lượng các muối còn lại của canxi và magiê có trong nước Độ cứng toànphần là tổng của 2 loại độ cứng trên Độ cứng có thể đo bằng độ Đức , kí hiệu là

OdH, 1OdH bằng 10 mg CaO hay 7.14 mg MgO có trong 1 lit nước, hoặc có thể đobằng mgđl/l, trong đó 1 mgđl/l là 2.8OdH

Nước có độ cứng cao gây trở ngại cho sinh hoạt và sản xuất, giặt quần áo tốn xàphòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn nồi hơi, giảm chất lượng sản phẩm…

4.3.2.4 Hàm lượng sắt, mangan

Hàm lượng sắt (mg/l): Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III).Trong nước ngầm sắt thường tồn tại dưới dạng sắt (II) hoà tan của các muốibicarbonat, sulfatclorua, đôi khi dưới dạng keo của axit humic hay keo silic Khitiếp xúc với vôi hoặc chất oxi hoá, sắt (II) bị oxi hoá thành sắt (III) và kết tủathành bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ Nước ngầm thường có hàm lượng sắt caođôi khi lên tới 30 mg/l hoặc có thể còn cao hơn nữa Nước mặt chứa sắt (III) ởdạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù, thường hàm lượng không cao và có thể khửsắt kết hợp với công nghệ khử đục Việc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với nguồnnước ngầm Khi trong nước có hàm lượng sắt > 0.5 mg/l, nước có mùi tanh khóchịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm hư hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy,phim ảnh, đồ hộp và làm giảm tiết diện vận chuyển nước của đường ống

Hàm lượng Mangan (mg/l): Mangan thường được gặp trong nước ngầm ở dạng

mangan (II), nhưng với hàm lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều Tuy vậy với hàm lượngmangan > 0.05 mg/l là gây ra các tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nướcnhư sắt Công nghệ khử mangan thường được kết hợp với khử sắt trong nước

4.3.2.5 Các hợp chất Silic

Các hợp chất của axit sillic (mg/l): Thường gặp trong nước thiên nhiên ở dạng keo

hay tôn hoà tan, tuỳ thuộc vào ph của nước Nồng độ của axit sillic trong nước caogây khó khăn cho việc khử sắt Trong nước cấp cho nồi hơi ở áp lực cao, sự cómặt của hợp chất axit sillic rất nguy hiểm do cặn sillicat lắng đọng trên thành nồi

4.3.2.6 Các hợp chất chứa Nitơ

Các hợp chất chứa nitơ (mg/l): Tồn tại trong nước thiên nhiên dưới dạng nitrit(HNO2), nitrat (HNO3), và amoniac (NH3) Các hợp chất chứa nitơ trong nướcchứng tỏ nước đã bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh hoạt Khi mới bị nhiễm bẩntrong nước có cả nitrat, nitrit và amoniac Sau một thời gian amoniac và nitrit bịoxi hoá thành nitrat Việc sử dụng các loại phân bón nhân tạo cũng làm tăng hàmlượng amniac trong nước thiên nhiên

4.3.2.7 Độ oxi hóa

Độ oxi hoá ( mg/l O2 hay KMnO4 ): là lượng oxi cần thiết để oxi hoá hết các hợpchất hữu cơ có trong nước Chỉ tiêu oxi hoá là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độnhiễm bẩn của nguồn nước Độ oxi hoá của nguồn nước càng cao, chứng tỏ nước

bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi trùng

4.3.2.8 Clorua ( Cl - )

Hàm lượng ion Cl- trong nước lớn > 250 mg/l làm cho nước có vị mặn Các nguồnnước ngầm có hàm lượng clorua lên đến 500 – 1000 mg/l có thể gây bệnh thận

Nước có hàm lượng sulfat cao (> 250mg/l) có tính độc hại cho sức khoẻ conngười Lượng Na2SO4 có trong nước cao có tính xâm thực với bêtông và ximăngpooclăng.

4.3.2.9 Iốt và Fluor

Iốt và Fluo thường gặp trong nước dưới dạng ion và chúng có ảnh hưởng trực tiếpđến sức khoẻ con người Lượng fluo có trong nước ăn uống nhỏ hơn 0.7 mg/l dễgây sâu răng, lớn hơn 1.5 mg/l dễ gây hỏng men răng Ơû những vùng thiếu iốt dễthấy xuất hiện bệnh bứu cổ, ngược lại nếu nhiều iôt quá cũng gây tác hại cho sứckhoẻ

4.3.2.10 Hàm lượng oxi hòa tan DO (Dissolved Oxygen)

Oxy hòa tan trong nước phụ thuộc vào các yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thànhphần hóa học, vi sinh, thủy sinh là đặc tính của nguồn nước Oxy hòa tan trongnước không tác dụng với nước về mặt hóa học Các nguồn nước mặt có bề mặtthoáng tiếp xúc trực tiếp với không khí nên thường có hàm lượng oxy hòa tan cao.Nước ngầm thường có hàm lượng oxy hòa tan thấp do các phản ứng oxy hóa khửxảy ra trong lòng đất đã tiêu thụ một phần oxy

Hàm lượng oxy hòa tan trong nước tuân theo định luật Henry, trong nước ngọt ởđiều kiện 1at và 00C, lượng oxy hòa tan trong nước đạt tới 14,6mg/l, ở 350C và1at, oxy hòa tan trong nước chỉ còn 7 mg/l Thông thường nồng độ oxy hòa tantrong nước ở điều kiện tới hạn là 8mg/l

4.3.2.11 Các hợp chất photpho

Trong nước tự nhiên thường gặp nhất là photphat Khi nguồn nước bị nhiễm bẩnbởi rác và các hợp chất hữu cơ, quá trình phân hủy giải phóng ion PO43-, sản phẩncủa quá trình có thể tồn tại ở dạng: H2PO4-, HPO42-, PO43-

Nguồn photphat đưa vào môi trường nước là từ nước thải sinh hoạt, nước thải củamột số nghành công nghiệp, phân bón dùng trên đồng ruộng.

Photphat không thuộc loại độc hại với con người nhưng sự tồn tại của chất này vớihàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trở cho quá trình xử lý Đặc biệt là hoạtđộng của các bể lắng, đối với những nguồn nước có hàm lượng chất hữu cơ, nitrat,photphat cao, các bông cặn tạo thành ở bể tạo bông sẽ không lắng được ở bểlắng, mà có khuynh hướng tạo thành đám nổi trên mặt nước, nhất là những lúctrời nắng trong ngày

4.3.2.12 Các kim loại nặng có tính độc cao

1.Arsen (As)

Arsen là kim loại có thể tồn tại ở dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ Trong nướcarsen thường tồn tại ở dạng arsenic hay arsenat Các hợp chất arsenmetyl có trongmôi trường do chuyển hóa sinh học Arsenic xâm nhập vào nước từ các công đoạnhòa tan các chất và quặng mỏ, từ nước thải công nghiệp và từ sự lắng đọng khônghkí Đôi khi có mặt trong nước ngầm do sự hòa tan các nguồn khoáng vật thiênnhiên Arsen có khả năng gây ung thư biểu mô da, phế quản, phổi, các xoang

2 Crom (Cr)

Trong địa quyển, Crom tồn tại chủ yếu ở dạng quặng cromit FeO.Cr2O3 Cromđưa vào nguồn nước tự nhiên do hoạt động nhân tạo và tự nhiên (phong hóa) Hợpchất Cr+6 là chất oxy hóa mạnh và độc Nồng độ của chúng trong nguồn nước tựnhiên rất thấp vì chúng dễ bị khử bởi các chất hữu cơ Các hợp chất hóa trị 6+ củacrom dễ gây viêm loét da, xuất hiện mụn cơm, viêm gan, viêm thận, thủng váchngăn giữa hai lá mía, ung thư phổi

3 Thủy ngân (Hg)

Thủy ngân còn có trong nước bề mặt và nước ngầm ở dạng vô cơ Thủy ngântrong môi trường nước có thể hấp thụ vào cơ thể sinh vật, đặc biệt là cá và cácloại động vật không xương sống Cá hấp thụ thủy ngân và chuyển hóa thànhmetyl thủy ngân (CH3Hg+) rất độc với cơ thể người Chất này hòa tan trong mỡ,phần chất béo của các màng và trong não tủy Thủy ngân vô cơ tác động chủ yếuđến thận, trong khi đó Metyl Thủy ngân ảnh hưởng chính đến hệ thần kinh trungương.

4 Chì (Pb)

Đây là kim loại nặng ảnh hưởng đến ô nhiễm môi trường rất nhiều Vì nó có khảnăng tích lũy lâu dài trong cơ thể và gây nhiễm độc người, thủy sinh qua dâychuyền thực phẩm Chì tác dụng lên hệ thống enzyme vận chuyển hydro Khi bịnhiễm độc người bệnh có một số rối loạn cơ thể, trong đó chủ yếu là rối loạn bộphận tạo huyết Tùy theo mức độ nhiễm độc có thể gây ra những tai biến như đaubụng chì, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp vĩnh viễn, liệt, tai biến não, nếu bịnặng có thể dẫn đến tử vong

4.3.2.13 Hóa chất bảo vệ thực vật

Hiện nay có rất nhiều hóa chất được sử dụng trong nông nghiệp để diệt sâu, dày,nấm, cỏ Hiện nay có các nhóm hóa chất chính sau:Photpho hữu cơ, Clo hữu cơ,Carbanat

Hầu hết các chất này đều có độc tính cao đối với người Đặc biệt là Clo hữu cơ cótính bền vững cao trong môi trường và có khả năng tích lũy trong cơ thể Việc sửdụng khối lượng lớn các hóa chất này trên đồng ruộng đang đe dọa làm ô nhiễmnguồn nước, vì thế nhiều nước hiện nay đã cấm sử dụng một số thuốc trừ sâu nhấtđịnh và quy định liều lượng cũng như cách sử dụng

4.3.2.14 Các chất hoạt động bề mặt

Một số chất hoạt động bề mặt như xà phòng, chất tẩy rửa, chất tạo bọt có trongnước thải sinh hoạt và nước thải của một số nghành công nghiệp đang được xảvào các nguồn nước Đây là những chất khó phân hủy sinh học nên ngày càngtích tụ trong nước đến mức có thể gây hại cho người sử dụng Ngoài ra các chấtnày còn tạo ra một lớp màng phủ bề mặt các nguồn nước, ngăn cản sự hòa tanoxy vào nước và làm chậm quá trình tự làm sạch của nguồn nước.

4.3.2.15.Các chất khí hòa tan

Các loại khí hòa tan thường gặp trong nước thiên nhiên là khí cacbonic (CO2), khíoxy (O2) và sunfua dihydro (H2S)

Hàm lượng CO2 hòa tan trong nước mặt phụ thuộc vào một loạt các yếu tố: nhiệtđộ nước, áp suất khí quyển, độ kiềm, độ pH của nước vv trong nước ngầm khi

pH < 5,5 chứa nhiều CO2 Hàm lượng CO2 hòa tan trong nước cao thường làm chonước có tính ăn mòn bêtông và ngăn cản việc tăng pH của nước

4.3.3 Các chỉ tiêu vi sinh

Trong tự nhiên, môi trường nước cũng là nơi sống của rất nhiều loại vi sinh vật,rong tảo và các sinh vật đơn bào Chúng có nguồn gốc từ các môi trường xungquanh môi trường nước hay từ trong môi trường nước đó Tùy vào tính chất cácloại vi sinh phân ra làm 2 nhóm có hại và vô hại Nhóm có hại gồm các vi trùnggây bệnh và các loại rong, rêu, tảo Chúng cần được giảm thiểu trước khi đưa vàosử dụng

4.3.3.1 Vi trùng gây bệnh

Vi trùng gây bệnh có mặt trong nước thường là các vi trùng lỵ, thương hàn, dịchtả, bại liệt, vv Mục đích của việc kiểm tra chất lượng nước theo chỉ tiêu nàynhằm đánh giá mức độ nhiễm bẩn và khả năng gây bệnh của nguồn nước Do sự

đa dạng về chủng loại nên việc xác định sự có mặt của chúng rất tiêu tốn thời

gian và khó khăn Trong thực tế thường áp dụng phương pháp xác định chỉ số vitrùng đặc trưng.

Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do sự nhiễm bẩn rác, phân ngườivà động vật Trong phân người và động vật thường có vi khuẩn E.coli sinh sốngvà phát triển Đây là loại vi khuẩn đường ruột vô hại, thường được bài tiết quaphân ra môi trường Sự có mặt của E.coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn phânrác và khả năng tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh kèm theo là cao Số lượngnhiều hay ít tùy thuộc vào mức độ nhiễm bẩn Khả năng tồn tại của vi khuẩnE.coli cao hơn các loại vi khuẩn gây bệnh khác Do đó, nếu sau xử lý trong nướckhông còn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnhkhác đã bị tiêu diệt hết Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gâybệnh của nước qua việc xác định E.coli đơn giản và nhanh chóng Do đó, vi khuẩnnày được chọn làm vi khuẩn đặc trưng cho việc xác định mức độ nhiễm bẩn vitrùng gây bệnh của nguồn nước

Ngoài ra, một số trường hợp vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí cũng được xác định đểtham khảo thêm trong việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước

4.3.3.2 Các loại rong tảo

Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho nước cómàu xanh Trong nước có nhiều loại rong tảo sinh sống, các loại gây hại là chủyếu và khó loại trừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào Trong kỹ thuật xử lý vàcung cấp nước, hai loại tảo trên thường vượt qua bể lắng và đọng lại trên bề mặtlọc làm tổn thất lọc tăng nhanh Khi phát triển trong các đường ống dẫn nước,rong tảo có thể làm tắc nghẽn đường ống, đồng thời còn làm cho nước có tính ănmòn do quá trình hô hấp thải ra khí cacbonic Vì vậy để tránh tác hại của rongtảo, cần có biện pháp phòng ngừa sự phát triển của chúng ngay tại nguồn nước

4.4 CÁC TIÊU CHUẨN VỀ NƯỚC CẤP

4.4 1 Chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt

Nước cấp dùng trong sinh hoạt phải không màu, không mùi, không chứa các chấtđộc hại, các vi trùng và tác nhân gây bệnh Hàm lượng các chất hòa tan khôngđược vượt quá giới hạn cho phép

Theo tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/4/2002, thìchất lượng nước cấp cho sinh hoạt phải có chỉ tiêu chất lượng như bảng sau:

Bảng 4.3 Chất lượng nước cấp sinh hoạt theo tiêu chuẩn 1329/2002/BYT/QĐ

VỊ

GIỚI HẠN TỐI ĐA

PHƯƠNG PHÁP THỬ

M.ĐỘ GIÁM SÁT

1 Màu sắc (a) TCU 15 TCVN 6185-1996(ISO 7887-1985) A

7 Tổng chất rắn hòa tan (a) mg/l 1000 TCVN 6053-1995(ISO 9696-1992) B

8 Hàm lượng Amoni, tính theo NH4+(a) mg/l 1.5

TCVN 5988-1995

9 Hàm lượng Asen mg/l 0.01 TCVN 6182-1996(ISO 6595-1982) B

11 Hàm lượng Clorua (a) mg/l 250 TCVN 6194-1996(ISO 9297-1989) A

12 Hàm lượng Chì mg/l 0.01 TCVN 6193-1996(ISO 8286-1986) B