Nghiên cứu khả năng xử lý nước giếng bằng phương pháp tự oxi hóa và hấp phụ trên một số vật liệu có sẵn tại xã la hiên huyện võ nhai tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ KHUYÊN Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC GIẾNG BẰNG PHƢƠNG PHÁP TỰ OXI HÓA VÀ HẤP PHỤ TRÊN MỘT SỐ VẬT LIỆU CÓ SẴN TẠI XÃ LA HIÊN, HUYỆN VÕ NHAI, TỈNH THÁI NGUYÊN” KHÓA LUẬN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên nghành : Khoa học môi trƣờng Khoa : Môi trƣờng Khóa học : 2011 – 2015 Thái Nguyên, 2015 i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ KHUYÊN Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC GIẾNG BẰNG PHƢƠNG PHÁP TỰ OXI HÓA VÀ HẤP PHỤ TRÊN MỘT SỐ VẬT LIỆU CÓ SẴN TẠI XÃ LA HIÊN, HUYỆN VÕ NHAI, TỈNH THÁI NGUYÊN” KHÓA LUẬN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên nghành : Khoa học môi trƣờng Khoa : Môi trƣờng Lớp : K43 – KHMT – N01 Khóa học : 2011 – 2015 Giảng viên hƣớng dẫn : ThS Hà Đình Nghiêm THÁI NGUYÊN, 2015 i LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp giai đoạn cuối trình đào tạo trường Đại học Đây thời gian giúp cho sinh viên làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, củng cố kiến thức lý thuyết vận dụng kiến thức vào thực tế Thực tập tốt nghiệp kết trình tiếp thu kiến thức thực tế, qua giúp cho sinh viên tích lũy kinh nghiệm để phục vụ cho trình công tác sau Để đạt mục tiêu trên, trí khoa Môi Trường trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, em tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu khả xử lý nƣớc giếng phƣơng pháp tự oxi hóa hấp phụ số vật liệu có sẵn xã La Hiên, huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên” Đề hoàn thành đề tài em nhận giúp đỡ tận tình thầy, cô giáo khoa Môi trường, đặc biệt thầy giáo hướng dẫn: Th.S Hà Đình Nghiêm tạo điều kiện cho em trình thực khóa luận Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới tất giúp đỡ quý báu Mặc dù có nhiều cố gắng kiến thức thân hạn chế Vì không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận bảo thầy, cô bạn để khóa luận hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên, ngày tháng 01 năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Khuyên ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường BYT : Bộ Y Tế EC : Độ dẫn điện NDĐ : Nước đất NXB : Nhà xuất QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TDS : Tổng chất rắn hòa tan TNN : Tài nguyên nước UBND : Uỷ ban nhân dân UNICEF : Liên Hợp Quốc qua Qũy Nhi đồng Thế giới VH-TT-DL : Văn hóa- Thể thao- Du lịch VSATTP : Vệ sinh an toàn thực phẩm VSMT : Vệ sinh môi trường YHLĐ : Y học lao động iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Ảnh hưởng kim loại nặng nước ngầm sức khỏe người 10 Bảng 2.2: Một số trình xử lý nước ngầm 11 Bảng 4.1: Diện tích đất xã La Hiên phân bố theo độ cao .24 Bảng 4.2: Một số thành phần vật lý có mặt nguồn nước giếng khoan xã La Hiên .28 Bảng 4.3: Một số thành phần hóa học có nước giếng khoan xã La Hiên 29 Bảng 4.4: Kết xử lý màu sắc, mùi vị nước giếng khoan công thức 30 Bảng 4.5: Kết xử lý EC pH nước giếng khoan công thức xử lý 31 Bảng 4.6: Kết xử lý TDS nước giếng khoan công thức 32 Bảng 4.7: Kết xử lý Sắt tổng nước giếng khoan công thức 33 Bảng 4.8: Kết xử lý Mangan tổng nước giếng khoan công thức 35 Bảng 4.9: Kết xử lý Kẽm tổng nước giếng khoan công thức 36 Bảng 4.10: Kết xử lý Độ cứng nước giếng khoan công thức 37 Bảng 4.11: Kết phân tích nước giếng qua bể oxy hóa hấp phụ với lưu lượng 0,005 lít/giây 39 Bảng 4.12: Kết phân tích nước giếng qua bể oxy hóa hấp phụ với lưu lượng 0,016 (l/s) 40 Bảng 4.13: Kết phân tích số tiêu vật lý sau xử lý mức lưu lượng khác 41 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Quá trình tạo độ cứng nước ngầm .9 Hình 2.2: Mô hình đơn giản xử lý nước ngầm .12 Hình 2.3: Các sơ đồ xử lý nước ngầm có làm thoáng lọc 13 Hình 2.4: Mô hình sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước ngầm có chứa sắt kim loại khác 14 Hình 2.5: Sơ đồ cấp nước trực tiếp sau khử trùng 14 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống xử lý nước giếng khoan sử dụng kết hợp hai phương pháp phương pháp tự oxi hóa hấp phụ .16 v MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài .1 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Yêu cầu đề tài 1.4 Ý nghĩa đề tài 1.4.1 Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn sản xuất PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Một số khái niệm 2.2 Tổng quan nước ngầm .3 2.2.1.Sự hình thành trữ lượng nước ngầm 2.2.2 Hiện trạng nước ngầm Việt Nam 2.2.3 Thành phần tính chất nước ngầm 2.2.4 Chất lượng nước ngầm nguồn gốc phát sinh chất gây ô nhiễm nước ngầm 2.2.5 Các phương pháp xử lý nước ngầm 11 2.3 Tổng quan mô hình xử lý nước giếng sử dụng đề tài 14 2.3.1 Khái niệm 14 2.3.2 Cấu tạo mô hình 15 2.3.3 Các vật liệu sử dụng mô hình 17 PHẦN ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 20 3.3.1 Đối tượng nghiên cứu 20 3.3.2 Phạm vi nghiên cứu 20 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành 20 3.3 Nội dung nghiên cứu tiêu theo dõi 20 3.3.1 Điều kiện tự nhiên – kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 20 3.3.2 Đặc trưng nguồn nước xã La Hiên, huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên 20 3.3.3 Xác định công thức tối ưu xử lý nước giếng 20 vi 3.3.4 Xác định lưu lượng dòng chảy tối ưu xử lý nước giếng 20 3.4 Phương pháp nghiên cứu 20 3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp 20 3.4.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp 20 3.4.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 20 3.4.4 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 23 3.4.5 Phương pháp phân tích mẫu 23 3.4.6 Phương pháp phân tích, xử lý số liệu 23 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24 4.1 Điều kiện tự nhiên – kinh tế - xã hội 24 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 24 4.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 26 4.2 Đặc trưng nguồn nước giếng khoan xã La Hiên, huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên .28 4.3 Nghiên cứu khả xử lý nước giếng hai phương pháp tự oxy hóa hấp phụ 29 4.3.1 Xác định công thức xử lý tối ưu xử lý nước giếng 29 4.3.2 Xác định lưu lượng dòng chảy tối ưu xử lý nước giếng 38 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 5.1 Kết luận 43 5.2 Kiến nghị 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Nước mạch sống sinh Là nguồn tài nguyên quan trọng vô quý giá người Mọi hoạt động sống người sinh vật phụ thuộc vào nước Nước tồn nhiều dạng: nước bề mặt, nước đất, nước biển nước đóng băng Nước chiếm 70% thể tích Trái Đất, 97% nước muối, 3% lại nước gần 2/3 lượng nước tồn sông băng mũ băng cực Phần lại không đóng băng tìm thấy chủ yếu dạng nước ngầm, tỷ lệ nhỏ tồn mặt đất không khí Nước nguồn tài nguyên tái tạo, mà việc cung cấp nước giới bước giảm Nhu cầu nước vượt cung vài nơi giới, dân số tiếp tục tăng làm cho nhu cầu nước tăng Theo báo cáo Tổng cục môi trường, có khoảng 13 triệu người (chiếm khoảng 16,5% dân số) khai thác sử dụng nguồn nước Trong bối cảnh giới bảo vệ nguồn nước nhiệm vụ quan tâm hàng đầu Thế giới phải đối mặt với vấn đề thiếu nước điều kiện vệ sinh không phù hợp Nước ta có nguồn nước ngầm phong phú trữ lượng tốt chất lượng Nước ngầm tồn lỗ hổng khe nứt đất đá, tạo thành giai đoạn trầm tích đất đá thẩm thấu, thấm nước mặt, nước mưa… Nước ngầm tồn nhiều nơi, cách mặt đất vài mét, vài chục mét, chí vài trăm mét Nước ngầm có chất lượng tốt nước mặt, nước ngầm hạt keo hay hạt lơ lửng có hàm lượng vi sinh vật vi trùng gây bệnh thấp Ngày nay,nước mặt thường bị ô nhiễm lưu lượng biến động theo mùa nên nguồn nước ngầm bị ô nhiễm theo thẩm thấu nước qua đất Nguồn nước ngầm bị ô nhiễm sắt, asen, canxi, magie, kẽm, mangan, amoni, nitrat,…đặc biệt vùng đất thủy thành, nồng độ chất cao Nguồn nước bị ô nhiễm có tác hại nghiêm trọng tới sức khỏe người, tác hại tỉ lệ với lượng người mắc bệnh cấp mãn tính tiêu chảy, bệnh thận, tim mạch, ung thư da,… Xã La Hiên xã thuộc vùng thấp huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên La Hiên có tài nguyên Photpho với trữ lượng 600 nghìn Hơn địa bàn xã có nhà máy xi măng La Hiên, nhà máy xi măng Quang Sơn mỏ đá Hiên Bình Nguồn nước nơi ngày bị ô nhiễm nghiêm trọng hoạt động kinh tế Phương pháp tự oxi hóa phương pháp sử dụng nguồn oxi tự nhiên có nước đưa oxi từ vào nhằm oxi hóa độc chất, chuyển chúng dạng độc người Phương pháp đơn giản, hiệu xử lý nhiều độc chất Sử dụng phương pháp kết hợp với vật liệu hấp phụ mang lại hiệu cao cho chất lượng nước sau xử lý Xuất phát từ yêu cầu thực tế, đồng ý Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Môi Trường, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên,dưới hướng dẫn thầy giáo ThS Hà Đình Nghiêm, tiến hành thực đề tài: “ Nghiên cứu khả xử lý nước giếng phương pháp tự oxi hóa hấp phụ số vật liệu có sẵn xã La Hiên- huyện Võ NhaiTỉnh Thái Nguyên” nhằm tìm kiếm công nghệ phù hợp xử lý nước giếng 1.2 Mục đích đề tài - Đánh giá hiệu xử lý nước giếng kết hợp hai phương pháp - Lựa chọn vật liệu oxi hóa vật liệu hấp phụ thích hợp để sử dụng mô hình - Nâng cao hiệu xử lý nước giếng công nghệ rẻ tiền, phù hợp với điều kiện Việt Nam - Nước giếng khoan sau xử lý đạt QCVN 01:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống 1.3 Yêu cầu đề tài - Tìm hiểu điều kiện thời tiết khí hậu vùng nghiên cứu - Tìm hiểu trạng sử dụng nước giếng địa bàn - Nghiên cứu đặc trưng nguồn nước vùng nghiên cứu - Xây dựng mô hình xử lý nước giếng phương pháp tự oxi hóa hấp phụ xác định hiệu xử lý nước giếng mô hình 1.4 Ý nghĩa đề tài 1.4.1 Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học - Vận dụng phát huy kiến thức học tập vào nghiên cứu - Nâng cao kiến thức, kĩ rút kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác nghiên cứu sau - Nâng cao khả tự học tập, nghiên cứu tìm tài liệu - Bổ sung tư liệu cho học tập 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn sản xuất - Lựa chọn công thức vật liệu lọc có sẵn địa phương rẻ tiền, dễ kiếm để sử dụng công nghệ xử lý nước sinh hoạt - Xử lý chất độc có nước giếng, bảo vệ sức khỏe người 34 Qua kết phân tích bảng 4.7 ta thấy: + Công thức (CT1): Nước giếng khoan tự oxy hóa nhờ hàm lượng oxy có nước hiệu xử lý thấp + Hiệu xử lý Sắt công thức (CT2) giảm dần qua lần lấy mẫu, từ 1,98 – 1,81 mg/l Hiệu suất xử lý sau cao với 60,04% sau thấp với 56,29% + Hiệu xử lý Sắt công thức (CT3) không cao, giảm dần từ 2,98 – 2,94 mg/l Hiệu suất xử lý cao 35,09% sau + Hiệu xử lý Sắt công thức (CT4) cao Sau lần lấy mẫu, hàm lượng Sắt giảm từ 0,09 – 0,02 mg/l, tương ứng với hiệu suất từ 98,01 – 99,55% Hiệu suất xử lý sắt sau đạt hiệu cao Như vậy, hiệu xử lý Sắt công thức (CT4) cao Công thức (CT4) = bể oxy hóa (CT2) + bể hấp phụ (CT3) Hiệu xử lý Sắt xếp theo thứ tự tăng dần sau: CT1 < CT3 < CT2