Xử lý nước giếng khoan bằng vật liệu mới quy mô hộ gia đình

1 Lý nghiên cứu Hiện nay, tác động biến đổi khí hậu dẫn đến cạn kiệt, nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất đời sống người dân Tại Việt Nam, mức độ ô nhiễm khan nguồn nước tình trạng báo động Những hệ lụy thiếu nước ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người dân Dưới vài số thực trạng nước Việt Nam: + Việt Nam có khoảng 17,2 triệu người (tương đương 21,5% dân số) sử dụng nguồn nước sinh hoạt từ giếng khoang, chưa kiểm nghiệm hay qua xử lý, theo thống kê Viện Y học Lao động &Vệ sinh Môi trường +Theo thống kê Bộ Y tế Bộ Tài ngun - Mơi trường, trung bình năm Việt Nam có khoảng 9.000 người tử vong nguồn nước điều kiện vệ sinh Cũng theo đánh giá tổng hợp Bộ, hàng năm gần 200.000 người mắc bệnh ung thư phát mà nguyên nhân bắt nguồn từ nhiễm mơi trường nước Tại nhiều vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa, hầu hết sông hồ ô nhiễm khiến người dân vốn nghèo lại thêm khổ thiếu nước Khơng nơi phải xa vài số để lấy nước sạch, phải mua nước với giá đắt đỏ dùng Tại vùng bị thiên tai, lũ lụt, người dân phải chịu cảnh thừa nước bẩn, thiếu nước Vì vậy, chúng em bắt tay nghiên cứu đề tài “Xử lý nước giếng khoan vật liệu quy mơ hộ gia đình” Câu hỏi nghiên cứu Dự án nghiên cứu nhằm trả lời câu hỏi: - Nguồn gốc chất gây nhiễm nguồn nước? - Than hoạt tính gì? - Tác dụng lọc nước loại vật liệu: Hạt aluwat, hạt xốp, mangan, than hoạt tính, cát thạch anh? Những lợi ích dự án mang lại - Góp phần vào cơng bảo vệ mơi trường, bảo vệ nguồn nước sạch, đẩy lùi nạn thiếu nước - Cải tiến hợp lí sản phẩm có thị trường, giữ nguyên ưu điểm có sản phẩm - Phổ biến sản phẩm cho người tự làm sản phẩm vận hành cách dễ dàng, hộ vùng nông thôn, vùng sâu vùng xa hay nơi thiếu nước Giúp tiết kiệm chi phí sinh hoạt tháng - Phát triển sản phẩm theo hướng thân thiện môi trường - Đảm bảo sức khỏe cho người sử dụng, thúc đẩy phát triển thể chất nhân loại nói chung người Việt Nam nói riêng Những cơng việc thực 4.1 Thời gian nghiên cứu Chúng em bắt đầu nghiên cứu đề tài từ 25/08/2016 đến 28/11/2016 4.2 Khó khăn, thuận lợi triển khai dự án Khó khăn: Thời gian nghiên cứu ngắn, vốn kiến thức chúng em hạn chế, điều kiện nhà trường khó khăn Thuận lợi: tiếp xúc trực tiếp với hộ gia đình gặp khó khăn vấn đề thiếu nước xã 4.3 Phương pháp nghiên cứu Để nghiên cứu cách có hiệu đề tài chúng em sử dụng kết hợp phương pháp sau: Phương pháp nghiên cứu tài liệu: tập hợp, hệ thống hóa tài liệu Phương pháp mơ hình hóa Phương pháp thực nghiệm 4.4 Thực nghiệm * Nguồn gốc chất gây ô nhiễm nguồn nước: Nước bị ô nhiễm phủ dưỡng xảy chủ yếu khu vực nước vùng ven biển, vùng biển khép kín Do lượng muối khoáng hàm lượng chất hữu dư thừa làm cho quần thể sinh vật nước khơng thể đồng hố Kết làm cho hàm lượng ôxy nước giảm đột ngột, khí độc tăng lên, tăng độ đục nước, gây suy thối thủy vực Ơ nhiễm tự nhiên Là mưa,tuyết tan, lũ lụt, gió bão… sản phẩm hoạt động sống sinh vật, kể xác chết chúng Cây cối, sinh vật chết đi, chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu Một phần ngấm vào lòng đất, sau ăn sâu vào nước ngầm, gây ô nhiễm theo dòng nước ngầm hòa vào dòng lớn Lụt lội làm nước sạch, khuấy động chất dơ hệ thống cống rãnh, mang theo nhiều chất thải độc hại từ nơi đổ rác theo loại hoá chất trước cất giữ Nước lụt bị nhiễm hố chất dùng nông nghiệp, kỹ nghệ tác nhân độc hại khu phế thải Ô nhiễm nước yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mòn, bão, lụt, ) nghiêm trọng, không thường xuyên, nguyên nhân gây suy thối chất lượng nước tồn cầu Ơ nhiễm nhân tạo - Từ sinh hoạt Nước thải sinh hoạt: nước thải phát sinh từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, quan trường học, chứa chất thải trình sinh hoạt, vệ sinh người Thành phần nước thải sinh hoạt chất hữu dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn vi trùng Tùy theo mức sống lối sống mà lượng nước thải tải lượng chất có nước thải người ngày khác Nhìn chung mức sống cao lượng nước thải tải lượng thải cao - Từ chất thải công nghiệp Nước thải công nghiệp: nước thải từ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải Khác với nước thải sinh hoạt hay nước thải đô thị, nước thải công nghiệp thành phần giống nhau, mà phụ thuộc vào ngành sản xuất cơng nghiệp cụ thể Ví dụ: nước thải xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứa lượng lớn chất hữu cơ; nước thải xí nghiệp thuộc da ngồi chất hữu có kim loại nặng, sulfua, Ngồi nguồn gây nhiễm có nguồn gây nhiếm nước khác từ y tế hay từ hoạt động sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp người… * Mơ hình hệ thống: Mơ hình hệ thống lọc gồm bình :1 bình nhỏ đặt chứa hạt aluwat; bình thứ chứa hạt xốp; bình thứ gồm tầng lọc cát thạch anh, mangan than hoạt tính Nước giếng khoan Hình minh họa nguyên lí hoạt động hệ thống xử lý nước giếng khoan vật liệu quy mô hộ gia đình Hình ảnh mơ hình thực tế * Ngun lý hoạt động: - Nước bơm từ máy bơm lên vào phận lọc chứa hạt Aluwat sau chảy xuống bình chứa cát hạt xốp Tại nước lọc ngược để nước chảy tràn sang bình thứ gồm tầng lọc cát thạch anh, mangan than hoạt tính cho nước * Vật liệu: + Than hoạt tính: - Ngày nay, than hoạt tính sử dụng rộng rãi y học, phòng dịch hệ thống lọc nước, lọc khơng khí gia đình Do có đặc tính hấp phụ cao nên Than Hoạt Tính dùng xử lý nước với mục đích : • Khử chất bẩn : tính gram chất bẩn gram COD giữ lại 1kg Than Hoạt Tính theo cơng thức Feundlich • Làm vết kim loại nặng hòa tan nước • Làm triệt để chất hữu hòa tan, khử mùi vị, đặc biệt nước thải công nghiệp chứa phần tử hữu độc hại phần tử có độ bền vững bề mặt cao ngăn cản trình xử lý sinh học Nước qua Than Hoạt Tính phần lớn phân tử hữu hòa tan giữ lại bề mặt Ngồi q trình lọc Than Hoạt Tính chứa ni dưỡng loại vi khuẩn có khả phân hủy chất hữu dính bám để tạo bề mặt tự do, cho phép giữ lại phân tử hữu • Khử Clo dư nước Khi tiệt trùng nước Clo thường phải giữ lại lượng Clo dư thời gian tiếp xúc để đảm bảo khả tiệt trùng tiếp đường ống dẫn Lượng Clo dư gây mùi khó chịu, dùng Than Hoạt Tính để khử • Thuộc tính làm tăng ý nghĩa than hoạt tính là: chất khơng độc (kể ăn phải nó), giá thành sản xuất rẻ (được tạo từ gỗ thành than hoạt tính từ nhiều phế chất hữu khác, ví dụ: từ vỏ, xơ dừa), đồng thời xử lý chất thải dễ sau dùng (bằng cách đốt) Nếu chất lọc kim loại nặng việc thu hồi lại, từ tro đốt, dễ + Mangan Cát Mangan quặng có khối lượng nhẹ phủ lớp vỏ bên ngoài, vỏ bọc cung cấp cho hạt lọc khả lọc tiếp xúc thân trung gian làm tăng khả oxi hóa hạt Vỏ bọc tạo cho hạt dải vận hành rộng chất lọc Sắt trung gian Hơn nữa, cát Mangan có khối lượng hạt nhỏ nên lượng nước cần thiết để sục ngược thấp so với hạt lọc khác Khi khả oxi hóa cát Mangan giảm, lớp lọc phải hồn ngun nước khí kết hợp, nhờ việc hoàn nguyên mà khả oxi hóa hạt lọc phục hồi - Cát Mangan có khả khử sắt khoảng pH rộng, nâng ổn định độ pH nước khoảng 6.5 đến - Khử sắt có hàm lượng < 35mg/l hiệu - Giảm hàm lượng Nitro (bao gồm Nitrit, Nitrat, Amoni), Photphat, khử Asen Flo nước - Giảm hàm lượng số hợp chất hữu có nước - Khử kim loại nặng đồng, kẽm, Crom, Niken - Giảm hàm lượng dầu, có khả hấp thụ khoảng 90mg dầu/g hạt cát mangan - Có khả khử chất phóng xạ - Có tuổi thọ cao nhờ khả chống mài mòn lớn + Cát thạch anh Cát thạch anh loại cát có thành phần Silic số nguyên tố hóa học khác hợp chất như: NaCl, CO,H2O, CaCO3 … Cát thạch anh có tác dụng lọc thành phần lơ lửng có kích thước hạt nhỏ khơng có khả kết tủa để lắng tự nhiên Trong trình lọc, bề mặt cát thạch anh tạo lớp màng lọc hỗ trợ cho trình lọc, đặc biệt Fe(OH)3 kết tủa bề mặt cát thạch anh giúp hấp phụ Asen nguồn nước có nguy bị nhiễm Asen + Hạt Aluwat Hạt Aluwat loại vật liệu sử dụng phổ biến công nghệ lọc nước Vật liệu cấu tạo từ diatomit, zeolit, bentonit hoạt hóa nhiệt độ cao Thành phần hóa học bản: CaCO3, CaO, Fe2O3 phụ gia khác Hạt Aluwat sử dụng công nghệ lọc nước có dạng viên tròn đường kính – mm, màu nâu đỏ Loại hạt dùng để nâng ổn định độ pH nước khoảng từ 6,5 – 8,0 Đồng thời trở thành chất xúc tác trình khử sắt, khử kim loại nặng đồng, kẽm, crôm, niken, khử chất phóng xạ, Arsen, Flo nước Mặt khác hạt Aluwat có tác dụng làm giảm lượng nitro (nitrat, nitrit, amoni), photphat, giảm hàm lượng số tạp chất hữu có nước, giảm hàm lượng dầu Với khả khử sắt, nâng độ pH cho nước, sử dụng đơn giản, dễ dàng thay thế, đồng thời chứng nhận an toàn cấp nước sinh hoạt ăn uống + Hạt xốp 10 Hạt xốp: Có dạng hình cầu, màu trắng, nhẹ nước, nhẹ nhàng lên mặt nước loại hạt có đường kính từ – 5mm, hay dùng làm tuyến lọc nước Nếu nguồn nước giếng khoan chứa hàm lượng mangan < 5mg/l: Sau thời gian dùng khoảng tuần đến tháng, bề mặt hạt phủ lớp oxit sắt màu vàng nâu, hay oxit mangan màu nâu đen, lúc hạt trở thành chất liệu đẩy nhanh q trình oxy hóa sắt mangan chất lượng * Khả làm việc: Hệ thống làm việc phụ thuộc vào quy mô bể chứa Hệ thống hoạt động liên tục – tháng sau nên thay vật liệu nhiên cần thay lớp cát cùng, lớp bên rửa để dùng lại *Tính hiệu kinh tế xã hội: Theo nhóm tìm hiểu thơng tin qua mạng internet UBND tỉnh Bắc Ninh: UBND tỉnh vừa định điều chỉnh giá tiêu thụ nước phí nước địa bàn thành phố Bắc Ninh; giá nước thị trấn Phố Mới, Gia Bình Chờ cho mục đích sử dụng sinh hoạt hộ dân cư Đồng thời, giao Cơng ty TNHH MTV Cấp Nước Bắc Ninh xây dựng giá tiêu thụ nước dùng vào mục đích khác sở mức giá bình qn quy định Thơng tư 75 ngày 15-5-2012 liên Bộ Tài chính, Xây dựng, Nơng nghiệp Phát triển Nơng thơn 11 Theo đó, thành phố Bắc Ninh giá nước (đã bao gồm thuế VAT, thuế tài ngun nước phí nước 1.500 đồng/m3) ĐỐI TƯỢNG TIÊU THỤ GIÁ TIÊU THỤ NƯỚC SẠCH (đồng/m3) Dùng cho hộ dân cư 10m3 Từ 10 – 20m3 Từ 20 – 30m3 Trên 30m3 Đối với quan hành chính, đơn vị nghiệp (bao gồm trường học, bệnh viện) hoạt động sản xuất kinh doanh dịch vụ 5.600 6.900 8.300 13.500 10.100 13.600 19.600 Tại thị trấn Phố Mới, Gia Bình, Chờ giá nước (đã bao gồm thuế VAT, thuế tài nguyên) ĐỐI TƯỢNG TIÊU THỤ GIÁ TIÊU THỤ NƯỚC SẠCH (đồng/m3) Dùng cho hộ dân cư: 10m3 Từ 10 – 20m3 Từ 20 – 30m3 Trên 30m3 Đối với quan hành chính, đơn vị nghiệp (bao gồm trường học, bệnh viện) hoạt động sản xuất kinh doanh dịch vụ 7.000 8.500 9.500 13.500 8.900 11.200 17.760 - Như vậy, theo thơng tin nhóm khảo sát được: * Trung bình người dân sử dụng: 3m3/tháng * Trung bình hộ gia đình Việt Nam có nhân khẩu, tháng là: 12m3 * Số tiền trung tháng hộ chi trả cho tiền nước sinh hoạt 102.000 đồng 12 * Với thời gian tháng số tiền nước phải trả trung bình 612.000 đồng Nếu sử dụng Hệ thống xử lý nước giếng khoan vật liệu với bể xây với diện tích bình 50x80x100 (cm) sau tháng ta làm vật liệu nhiên cần thay lớp hạt aluwat (sau thời gian sử dụng hạt bị mòn dần), lớp hạt xốp lớp cát cùng, lớp bên rửa để dùng lại Như cần đầu tư ban đầu sử dụng nguồn nước tiết kiệm nhiều chi phí cho hộ gia đình Những kết đạt Sau thời gian nghiên cứu thực sản phẩm nhóm hồn thiện vào hoạt động Nhóm lắp đặt “Hệ thống xử lý nước giếng khoan vật liệu hộ gia đình” khu vực dân cư xung quanh trường THCS Cảnh Hưng, số nhà người dân khu vực nông thôn xã Cảnh Hưng, huyện Tiên Du tỉnh Bắc Ninh Nhóm lấy mẫu nước để đo kiểm trước sau qua hệ thống xử lí kết cho thấy mẫu nước đạt chuẩn dành cho nước sinh hoạt Kết luận đề xuất Dự án vấn đề nhiều vấn đề cải tiế n thêm để sản phẩm trở nên thông dụng hoạt động tốt nữa: o Tiếp tục nghiên cứu tìm vật liệu để lọc nước tốt o Chuẩn bị kinh phí, thực qui trình lấy mẫu theo TCVN để kiểm nghiệm, phân tích mẫu nước theo qui định Trung tâm nước Tài liệu tham khảo +Thơng tin than hoạt tính: 13 http://thanhoattinh.vn/nd15/Cong-dung-ki-dieu-cua-Than-Hoat-Tinh.html +Thơng tin ô nhiễm nguồn nước: http://news.zing.vn/Nhung-nguon-nuoc-o-nhiem-khung-khieppost442219.html +Thông tin nguồn nước ngầm: http://tusach.thuvienkhoahoc.com/wiki/N %C6%B0%E1%BB%9Bc_ng%E1%BA%A7m_l%C3%A0_g%C3%AC%3F +Thông tin ô nhiễm nguồn nước ngầm: http://greensol.com.vn/nuoc-cap/96-su-o-nhiem-cua-nuoc-ngam +Thông tin điều chỉnh giá nước từ ngày 1-8-2014 http://baobacninh.com.vn/news_detail/83300/dieu-chinh-gia-nuoc-sach-tungay-1-8-2014.html +Thông tin hạt aluwat: http://ohido.vn/hat-aluwat-dung-trong-cong-nghe-xu-ly-nuoc-gieng-khoannd121 14 ... than hoạt tính Nước giếng khoan Hình minh họa nguyên lí hoạt động hệ thống xử lý nước giếng khoan vật liệu quy mô hộ gia đình Hình ảnh mơ hình thực tế * Nguyên lý hoạt động: - Nước bơm từ máy... nguồn nước tiết kiệm nhiều chi phí cho hộ gia đình Những kết đạt Sau thời gian nghiên cứu thực sản phẩm nhóm hồn thiện vào hoạt động Nhóm lắp đặt “Hệ thống xử lý nước giếng khoan vật liệu hộ gia đình ... đồng Nếu sử dụng Hệ thống xử lý nước giếng khoan vật liệu với bể xây với diện tích bình 50x80x100 (cm) sau tháng ta làm vật liệu nhiên cần thay lớp hạt aluwat (sau thời gian sử dụng hạt bị mòn