Nghiên cứu thực trạng và thiết kế mô hình xử lý nước cấp sinh hoạt tại thôn phú vinh xã phú nghĩa huyện chương mỹ thành phố hà nội

LỜI CẢM ƠN Đƣợc đồng ý khoa Quản lý tài nguyên rừng môi trƣờng, môn Kỹ thuật môi trƣờng ThS Trần Thị Hƣơng, em xin tiến hành thực đề tài Khóa luận tốt nghiệp: “Nghiên cứu thực trạng thiết kế mơ hình xử lý nƣớc cấp sinh hoạt thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, Hà Nội” Trong suốt trình thực đề tài nhận đƣợc giúp đỡ tận tình thầy, giáo trƣờng Đại học Lâm nghiệp quan, tổ chức, ngƣời dân địa phƣơng Nhân dịp em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu nhà trƣờng, khoa Quản lý tài nguyên rừng môi trƣờng – trƣờng Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện cho đề tài suốt trình thực tập nghiên cứu Đặc biệt, đề tài xin bày tỏ lòng biết ơn tới ThS Trần Thị Hƣơng hết lòng giúp đỡ đề tài suốt trình thực hiện, xin cám ơn thầy mơn Kỹ thuật mơi trƣờng đóng góp ý kiến quý báu giúp đề tài hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ UBND xã Phú Nghĩa toàn thể nhân dân thôn Phú Vinh – xã Phú Nghĩa nhiệt tình cung cấp thơng tin cần thiết để đề tài hoàn thành luận văn tốt nghiệp Do thân hạn chế định mặt chun mơn thực tế, thời gian thực khóa luận có hạn nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đƣợc góp ý thầy giáo bạn để khóa luận đƣợc hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Hà nội, ngày 15 tháng 06 năm 2018 Sinh viên Trần Thị Hạ i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan nƣớc sinh hoạt 1.1.1 Một số khái niệm nƣớc sinh hoạt 1.1.2 Nguồn cấp nƣớc sinh hoạt 1.1.3 Các hình thức sử dụng nƣớc sinh hoạt phổ biến Thế giới Việt Nam 1.1.4 Một số tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc sinh hoạt [1], [2], [3] 1.2 Thực trạng nƣớc sinh hoạt Việt Nam 1.3 Một số nghiên cứu nƣớc sinh hoạt Việt Nam 10 CHƢƠNG II MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 12 2.1.1 Mục tiêu chung 12 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 12 2.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 12 2.3 Nội dung nghiên cứu 12 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 13 2.4.1 Phƣơng pháp nghiên cứu thực trạng sử dụng nƣớc sinh hoạt thôn Phú Vinh 13 2.4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu đánh giá chất lƣợng nƣớc sinh hoạt thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội 14 2.4.3 Phƣơng pháp xuất giải pháp nâng cao chất lƣợng nƣớc sinh hoạt cho ngƣời dân thôn Phú Vinh 20 CHƢƠNG III ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 22 3.1 Điều kiện tự nhiên 22 3.1.1 Địa lý, địa chất 22 3.1.2 Khí hậu 22 3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 23 ii 3.2.1 Dân số cấu lao động 23 3.2.1 Điều kiện kinh tế 23 3.2.3 Văn hóa – xã hội 23 CHƢƠNG IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25 4.1 Thực trạng sử dụng nƣớc sinh hoạt thôn Phú Vinh 25 4.1.1 Các nguồn cung cấp nƣớc sinh hoạt thôn Phú Vinh 25 4.1.2 Các loại hình sử dụng nƣớc sinh hoạt thôn Phú Vinh 25 4.1.3 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc sinh hoạt đƣợc sử dụng thôn Phú Vinh 27 4.2 Đánh giá chất lƣợng nƣớc sinh hoạt thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội 28 4.2.1 Đánh giá chất lƣợng nƣớc ngầm thôn Phú Vĩnh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội 29 4.3.Thiết kế mơ hình xử lý nƣớc cấp sinh hoạt thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội 45 4.3.1 Lựa chọn mơ hình bể lọc nƣớc cấp sinh hoạt 45 4.3.2 Tính tốn thiết kế bể lọc nƣớc cấp sinh hoạt 46 4.3.3 Tính tốn chi phí xây dựng mơ hình bể lọc 50 4.4 Đề xuất giải pháp nâng cao chất lƣợng nƣớc sinh hoạt cho ngƣời dân khu vực nghiên cứu 52 4.4.1 Tăng cƣờng công tác quản lý môi trƣờng 52 4.4.2 Nâng cao hiệu vật liệu lọc 52 4.4.3 Giải pháp giáo dục – tuyên truyền 52 4.4.4 Giải pháp công nghệ 53 CHƢƠNG V KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 54 5.1 Kết luận 54 5.2 Tồn 54 5.3 Kiến nghị 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC iii TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên khóa luận: “Nghiên cứu thực trạng thiết kế mơ hình xử lý nước cấp sinh hoạt thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội” Sinh viên thực hiện: Trần Thị Hạ Giáo viên hƣớng dẫn: ThS Trần Thị Hƣơng Mục tiêu nghiên cứu:  Mục tiêu chung - Mục tiêu chung đề tài góp phần nâng cao chất lƣợng nƣớc sinh hoạt cho ngƣời dân thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội  Mục tiêu cụ thể - Đánh giá đƣợc thực trạng chất lƣợng nƣớc sinh hoạt thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội - Thiết kế đƣợc mơ hình xử lý nƣớc cấp sinh hoạt khu vực nghiên cứu Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu thực trạng sử dụng nƣớc sinh hoạt thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội - Nghiên cứu đánh giá chất lƣợng nƣớc sinh hoạt thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội - Thiết kế mơ hình xử lý nƣớc cấp sinh hoạt thơn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội - Đề xuất giải pháp nâng cao chất lƣợng nƣớc sinh hoạt cho ngƣời dân khu vực nghiên cứu Những kết đạt đƣợc - Nguồn cấp nƣớc cấp sinh hoạt thôn Phú Vinh nƣớc ngầm.Các loại hình sử dụng nƣớc là: giếng đào (68,33%), giếng khoan (18,33%) Lƣợng nƣớc sử dụng trung bình ngày ngƣời 147,35 lít/ngƣời/ngày iv - Các tiêu độ cứng, TDS, NO3-, NO2- nằm quy chuẩn cho phép chất lƣợng nƣớc ăn uống chất lƣợng nƣớc sinh hoạt Bộ Y tế Các thông số nhƣ COD, sắt tổng số, amoni nằm giới hạn quy chuẩn cho phép gây ô nhiễm nguồn nƣớc sinh hoạt - Nguồn nƣớc sinh hoạt thôn Phú Vinh đa số áp dụng thiết bị xử lý trƣớc sử dụng nhiên hiệu xử lý thấp nguồn nƣớc chƣa đảm bảo cho chất lƣợng nƣớc ăn uống sinh hoạt Vì vậy, đề tài đề xuất xây dựng bể lọc có kích thƣớc 1m x 1m x 1,55 m, gồm lớp vật liệu lọc Kích thƣớc số lớp nhƣ chiều dày lớp thay đổi phù hợp với đặc tính nƣớc nhu cầu sử dụng nƣớc hộ gia đình v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TDS Tổng chất rắn hồ tan BTNMT Bộ tài ngun mơi trƣờng COD Nhu cầu oxi hóa học DO Hàm lƣợng oxi hòa tan QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TNMT Tài nguyên môi trƣờng UBND Ủy Ban Nhân Dân vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1 Bảng tỷ lệ phần trăm loại hình sử dụng nƣớc sinh hoạt ngƣời dân 25 Bảng 4.2: Tỷ lệ biện pháp sử dụng để xử lý nƣớc khu vực nghiên cứu 27 Bảng 4.3: Đánh giá ngƣời dân chất lƣợng nguồn nƣớc sử dụng 28 Bảng 4.4: Số mẫu loại hình sử dụng nƣớc sinh hoạt đƣợc lấy khu vực nghiên cứu 28 Bảng 4.5.Kết phân tích thông số mẫu nƣớc ngầm trƣớc xử lý thôn Phú Vinh 30 Bảng 4.6 Kết phân tích thơng số mẫu nước ngầm sau xử lý thôn Phú Vinh 39 Bảng 4.7 Tốc độ lọc bể lọc chậm 47 Bảng 4.8 Chi phí ƣớc tính xây dựng mơ hình đề xuất xử lí nƣớc sinh hoạt khu vực nghiên cứu 51 Bảng 4.9 Giá số loại máy lọc nƣớc thị trƣờng 51 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Vị trí lấy mẫu thực đề tài 15 Hình Tỷ lệ (%) loại hình sử dụng nƣớc ngƣời dân 26 Hình Biểu đồ thể hàm lƣợng TDS có mẫu nƣớc trƣớc xử lý 31 Hình Hàm lƣợng độ cứng có mẫu nƣớc ngầm trƣớc xử lý 32 Hình 4 Nồng độ mangan có mẫu nƣớc ngầm trƣớc xử lý 33 Hình Hàm lƣợng COD có mẫu nƣớc ngầm trƣớc xử lý 34 Hình Hàm lƣợng sắt tổng số có nguồn nƣớc ngầm trƣớc xử lý 35 Hình Hàm lƣợng amoni có nƣớc ngầm trƣớc xử lý 36 Hình Hàm lƣợng Nitrat nƣớc ngầm trƣớc xử lý 37 Hình Hàm lƣợng Nitrit có nƣớc ngầm trƣớc xử lý 38 Hình 10 Hàm lƣợng TDS có mẫu nƣớc sau xử lý 40 Hình 11 Hàm lƣợng độ cứng có mẫu nƣớc ngầm sau xử lý .41 Hình 12 Nồng độ mangan có mẫu nƣớc ngầm sau xử lý 41 Hình 13 Nồng độ oxi hịa tan nƣớc ngầm sau xử lý 42 Hình 14 Hàm lƣợng sắt tổng số có nguồn nƣớc ngầm sau xử 43 Hình 15 Hàm lƣợng amoni có nƣớc ngầm sau xử lý khu vực 43 nghiên cứu 43 Hình 16 Hàm lƣợng Nitrat nƣớc ngầm sau xử lý .44 Hình 17 Sơ đồ lớp vật liệu lọc 49 viii ĐẶT VẤN ĐỀ Nƣớc nguồn tài nguyên quý tạo hóa ban tặng cho trái đất chúng ta, nhu cầu thiết yếu hoạt động sống Trái Đất Nƣớc chiếm 97 % bề mặt Trái Đất nhƣng có 3% dùng đƣợc cho hoạt động sinh hoạt, đời sống sản xuất Trong 3% lƣợng nƣớc dùng đƣợc lƣợng băng nƣớc chiểm 2,15%, nƣớc dƣới đất chiểm 0,62% cịn lại nƣớc ao hồ, sơng suối Hàng ngày, ngƣời cần tối thiểu 60 – 80 lít nƣớc tối đa khoảng 150 – 200 lít dùng cho sinh hoạt.Tuy vậy, nƣớc giới bƣớc giảm Nhu cầu nƣớc vƣợt cung vài nơi giới, dân số giới tiếp tục tăng làm cho nhu cầu nƣớc tăng Sự nhận thức tầm quan trọng việc bảo vệ nguồn nƣớc cho nhu cầu hệ sinh thái đƣợc lên tiếng gần đây.Ngày với tốc độ phát triển công nghiệp hóa đại hóa với bùng nổ dân số khiến cho nguồn tài nguyên nƣớc bị ô nhiễm, suy giảm số lƣợng chất lƣợng Thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội vùng nông thôn với chủ yếu ngƣời dân tham gia hoạt động nông nghiệp, chăn nuôi, làng nghề mây tre đan, tiểu thủ cơng nghiệp có khu cơng nghiệp Hiện nay, đời sống ngƣời dân địa phƣơng ngày đƣợc nâng cao thu nhập đƣợc nhiều để lo cho sống, với nhu cầu sử dụng nƣớc tăng lên nhiều để dành cho mục đích sinh hoạt hoạt hay sản xuất Nguồn nƣớc đƣợc sử dụng chủ yếu khu vực là, nƣớc giếng khoan, nƣớc giếng đào mà nguồn nƣớc trạng nhìn mắt thƣờng tơi thấy có màu đục khơng suốt,có mùi lạ Tuy nhiên thơn cịn nghèo chƣa có kinh phí để kiểm tra nên chƣa có nghiên cứu cụ thể đầy đủ trạng chất lƣợng nƣớc sử dụng nƣớc khu vực Đứng trƣớc tính cấp thiết yêu cầu sử dụng tài nguyên nƣớc ngầm, nguồn nƣớc sinh hoạt sản xuất cho ngƣời dân sinh sống địa bàn Thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu thực trạng thiết kế mơ hình xử lý nƣớc cấp sinh hoạt thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, Thành phố Hà Nội” Nhằm đánh giá đặc điểm chất lƣợng nƣớc địa bàn đề xuất biện pháp góp phần nâng cao chất lƣợng nguồn nƣớc sinh hoạt địa phƣơng CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan nƣớc sinh hoạt 1.1.1 Một số khái niệm nước sinh hoạt Nƣớc sinh hoạt nƣớc đƣợc sử dụng hàng cho nhu cầu sinh hoạt nhƣ tắm, giặt giũ, nấu nƣớng, rửa,vệ sinh… thƣờng sử dụng để ăn, uống trực tiếp Nƣớc sinh hoạt đảm bảo (nƣớc sạch) nƣớc có tiêu chuẩn đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lƣợng nƣớc sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT [14] Nguồn nƣớc sinh hoạt nguồn nƣớc cung cấp nƣớc sinh hoạt xử lý thành nƣớc sinh hoạt Hiện nay, nguồn cấp nƣớc cho sinh hoạt chủ yếu gồm có nƣớc dƣới đất, nƣớc mặt, nƣớc mƣa 1.1.2 Nguồn cấp nước sinh hoạt Để cung cấp nƣớc sạch, khai thác nguồn nƣớc thiên nhiên (thƣờng gọi nƣớc thô) từ nƣớc mặt, nƣớc ngầm, nƣớc biển Theo tính chất nƣớc phân ra: nƣớc ngọt, nƣớc mặt, nƣớc lợ, nƣớc chua phèn, nƣớc khoáng nƣớc mƣa 1.1.2.1.Nước mặt Nƣớc mặt nƣớc tồn mặt đất liền hải đảo Nƣớc mặt đƣợc bổ sung cách tự nhiên giáng thủy chúng chảy vào đại dƣơng, bốc thấm xuống đất Sự bốc nƣớc đất, ao, hồ, sơng, biển, nƣớc thực vật động vật , nƣớc vào khơng khí sau bị ngƣng tụ lại trở thể lỏng rơi xuống mặt đất hình thành mƣa, nƣớc mƣa chảy tràn mặt đất từ nơi cao đến nơi thấp tạo nên dịng chảy hình thành nên thác, ghềnh, suối, sơng đƣợc tích tụ lại nơi thấp lục địa hình thành hồ đƣợc đƣa thẳng biển hình thành nên lớp nƣớc bề mặt vỏ trái đất Nƣớc mặt bao gồm nguồn nƣớc ao, đầm, hồ chứa, sơng suối Do kết hợp từ dịng chảy bề mặt thƣờng xun tiếp xúc với khơng khí nên đặc trƣng nƣớc mặt là: Chứa khí hòa tan đặc biệt oxy Chứa nhiều chất rắn lơ lửng, riêng trƣờng hợp nƣớc chứa ao đầm, hồ xảy trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng cịn lại nƣớc có nồng độ tƣơng đối thấp chủ yếu dạng keo - PHỤ LỤC 01 PHIẾU PHỎNG VẤN NGƢỜI DÂN Phiếu vấn thực nhằm thu thập thông tin cho khóa luận tốt nghiệp : “Nghiên cứu thực trạng thiết kế mơ hình xử lý nƣớc cấp sinh hoạt thôn Phú Vinh, xã Phú Nghĩa, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội” Xin chân thành cảm ơn hợp tác q ơng/bà để hồn thành câu hỏi sau đây: Tên chủ hộ: ………………………………………………………… Địa chỉ: ……………………………………………………………… Hộ gia đình gồm: ……………… ngƣời Nguồn cung cấp nƣớc sinh hoạt gia đình ơng/bà gì? a Nƣớc mƣa b Nƣớc giếng khoan c Nƣớc giếng đào d Nguồn nƣớc cấp ( nƣớc máy ) Lƣợng nƣớc sử dụng trung bình ngày nhà ông bà khoảng ……………… m3 Theo ông/bà chất lƣợng nƣớc khu vực ông/bà sống nhƣ thể nào? a Ơ nhiễm nặng b Ít nhiễm c Không ô nhiễm Theo ông/ bà nƣớc có bị nhiễm ngun nhân nhiễm đâu? …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Những bệnh thƣờng gặp gia đình khu vực gì? a Bệnh da c Bệnh mắt b Bệnh đƣờng tiêu hóa d Bệnh ung thƣ Khi sử dụng nƣớc ơng/bà có thấy nƣớc có màu mùi lạ khơng? a Có b Khơng Nếu có có màu mùi nhƣ nào? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Gia đình ơng/bà có sử dụng hệ thống lọc nƣớc khơng? a Có b Khơng Nếu có hệ thống lọc nƣớc nƣớc nào? Chính quyền địa phƣơng hay quan quản lý nƣớc có thƣờng xuyên kiểm tra chất lƣợng nƣớc địa phƣơng khơng? a Có b Khơng thƣờng xun c Khơng Ơng/bà có nguyện vọng việc sử dụng nâng cao chất lƣợng nƣớc sinh hoạt không? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………… Cảm ơn ông/bà tham gia trả lời câu hỏi ! PHỤ LỤC 02 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH NƢỚC TẠI KHU VỰC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Thơng số STT Kí hiệu mẫu B1 B1’ B2 B2’ B3 B3’ B4 B4’ B5 10 B5’ QCVN 01:2009/BYT QCVN 02:2009/BYT QCVN 09:2008/BTNMT Màu sắc Vàng nhạt Không màu Không màu Không màu Vàng nhạt Không màu Không màu Không màu Vàng nhạt Không màu Không màu Không màu Không màu Mùi vị Tanh Không vị Không vị Không vị Tanh Không vị Không vị Tanh Không vị Không vị Không vị Không vị Không vị TDS (mg/l) Độ cứng (mg/l) Mangan (mg/l) COD (mg/l) 180 125 0,5 240 14,87 75 0,32 28,4 150 13,18 Fetổng NH4+ (mg/l) NO3(mg/l) NO2(mg/l) 1,5 2,33 0,020