Trong thiên nhiên có ba nguồn nước chính sau:
- Nước mưa: do hơi nước trên mặt đất như nước biển, nước sông, hồ ao,... bốc hơi lên không trung, gặp gió và khí lạnh đọng lại và thành mưa.
- Nước mặt: mưa rơi xuống mặt đất và tùy địa hình của mặt đất mà hình thành sông, suối, hồ ao.
- Nước ngầm được hình thành bởi lượng nước thấm vào đất.
2.1.1. Nguồn nước mưa
Về chất lượng hóa học và vi sinh vật học thì nước mưa sạch nhất. Tuy nhiên nó cũng bị nhiễm bẩn do rơi qua không khí, mái nhà, đựng trong bể chứa, nên mang theo nhiều bụi và các chất bẩn trong không khí. Nước mưa có nhược điểm là số lượng không nhiều, chỉđủ cung cấp nước ăn uống cho các gia đình trong mùa mưa (3 - 4 tháng), hàm lượng muối khoáng trong nước mưa thấp.
Trong không khí có nhiều N, cho nên trong nước mưa có nhiều NO2 và NO3.
Hiện nay, nước mưa là nguồn cung cấp quan trọng cho các gia đình ở nông thôn Việt Nam, nó không những là nguồn nước ăn tốt mà còn là nguồn cung cấp nitrat cần thiết trong gieo trồng.
2.1.2. Nguồn nước ngầm
Nước ngầm tạo thành bởi nước mưa rơi trên mặt đất, thấm qua các lớp đất, được lọc sạch và giữ lại trong các lớp đất chứa nước giữa các lớp đất cản nước.
Lớp đất giữ nước thường là cát, sỏi, cuội hoặc lẫn lộn các thứ trên. Lớp đất cản nước thường là đất sét, đất thịt vv... Ngoài ra, nước ngầm có thể còn đo nước thấm từ đáy thành sông hoặc hồ tạo ra.
Đôi khi nước ngầm còn gọi là nước mạch từ các sườn núi hoặc thung lũng chảy lộ thiên ra ngoài mặt đất, đó là do các kẽ nứt thông với các lớp đất chứa nước gây ra.
Nước ngầm có ưu điểm là rất trong sạch (hàm lượng cặn nhỏ, ít vi khuẩn). Song nhược điểm của nó là nước có nhiều sắt, dễ bị nhiễm mặn các vùng ven biển, thăm dò lâu và xử lý khó khăn.
- Ở miền Bắc Việt Nam, vùng đồng bằng, phần lớn có nước mạch ngầm, dù sâu hay nông đều có sắt, cho nên nước lấy lên có màu vàng. Ở các vùng trung du và miền núi, sắt hầu như không có, có thể dùng ngay hoặc chỉ cần khử trùng. Các nguồn cung cấp nước cho thành phố lớn và thị xã chủ yếu được khai thác từ nước ngầm sâu với độ sâu từ 60m đến 100m.
- Riêng ở miền Nam, trong mấy năm gần đây đã thực hiện việc khai thác nước ngầm sâu để cung cấp nước cho các thành phố, khu dân cư lớn với độ khoan sâu từ 200m. Có nơi như ở Kiên Giang đã phải khoan sâu tới 450 m mới thu được nước.
2.1.3. Nguồn nước mặt:
Nước mặt chủ yếu do nước mưa cung cấp, ngoài ra có thể do tuyết trên các triền núi cao ở thượng nguồn chảy xuống.
2.1.4. Nước sông
Là loại nước mặt chủ yếu để cung cấp nước cho nhiều vùng dân cư. Nước sông có lưu lượng lớn, dễ khai thác, độ cứng và hàm lượng sắt nhỏ. Tuy nhiên nó thường có hàm lượng cặn cao, độ nhiễm bẩn về vi trùng lớn nên giá thành xử lý thường đắt. Nước sông thường có sự thay đổi lớn theo mùa về lưu lượng, độ đục, mức nước và nhiệt độ (trong mùa mưa lũ hàm lượng cặn lên tới 2500 - 3000 mg/lít).
2.1.5. Nước suối
Ở mùa khô nước suối rất trong, lưu lượng nhỏ, mùa lũ lưu lượng lớn, nước đục, có nhiều cát sỏi, mức nước lên xuống đột biến, không ổn định. Nước suối thường có độ cứng cao có khi hòa tan các khoáng chất và hoạt chất cây cỏđộc.
2.1.6. Nước hồ, đầm
Tương đối trong, trừở ven hồđục hơn do bịảnh hưởng của sóng. Nước hồ, đầm thường có độ màu cao do ảnh hưởng của rong rêu và các thuỷ sinh vật, nó thường bị nhiễm bẩn, nhiễm khuẩn nếu không được bảo vệ.
Ở một số thành phố các hồđược sử dụng là nơi thu nước thải của các khu vực dân cư. Ở nông thôn, các hồ, ao thường nhiễm bẩn nặng vì chứa nước thải của gia đình, nuôi cá, nuôi bèo...
2.2. Các phương pháp xử lý nước
2.2.1. Làm trong nước
- Làm trong bằng phương pháp không phèn: dùng hệ thống bể lắng giữđược 80% các hạt cặn lơ lửng. Có 3 loại bể lắng: bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể lắng li tâm và cuối cùng là bể lọc.
- Làm trong nước bằng phương pháp có phèn:
+ Mục đích: làm cho các hạt lơ lửng quy tụ lại thành những đám hoặc những mảng lớn có trọng lượng tăng lên, chúng sẽ lắng xuống đáy làm cho nước trở nên trong.
+ Loại phèn thường dùng là:
Phèn sắt: Dạng dung dịch có màu nâu sẫm, trong đó có chứa 42% FeCl3 hoặc FeSO4, H2O, FeCl3.5H2O.
Phèn nhôm: Al2(SO4)3. 18 H2O. Phèn chua Al2(SO4)3. K2SO4.
Loại phèn này khi sử dụng người ta pha thành dung dịch 10% để làm trong nước, muốn biết lượng phèn cần thiết để làm trong một thể tích nước nhất định, người ta phải tiến hành làm test alumin.
Cơ chế: lượng nước có các hạt lơ lửng mang điện tích cùng đấu như SIO2 chúng xô đẩy nhau không lắng xuống được. Khi cho phèn vào sẽ phân ly thành Al+++, những điện tích này sẽ thu hút các hạt cặn lơ lửng tạo thành khối có trọng lượng cao hơn và lắng xuống dưới theo phản ứng như sau:
- Al2(SO4)3 + Ca(HCO3)2 → Al(OH)3 + CaSO4 + CO2 + H2O Al(OH)3 → Al+++ + 3OH-
- FeCl3 + Ca(HCO3)2 → CaCl2 + CO2 + Fe(OH)3 + H2O Fe(OH)3→ Fe+++ + 3OH
2.2.2. Phương pháp khử sắt trong nước
- Nếu nước có màu vàng đục tức là trong đó có sắt, sắt có trong nước ở dạng hòa tan Fe(CO3H)2 hoặc là FeSO4, khi tiếp xúc với oxy ở mặt nước giếng nó sẽ tạo thành Fe(OH)3 và kết tủa dưới dạng Fe2O3 lơ lửng trong nước tạo thành màu vàng hoặc do gạch và có mùi tanh. Muốn xử lý ta phải tiến hành làm thoáng.
- Phương pháp khử sắt bằng cách làm thoáng: Tiến hành làm thoáng, lọc đơn giản bằng cách xây gần giếng một bể lọc đơn giản và 1 bể chứa nước. Đối với bể lọc ta trải xuống đáy bể 1 lớp sỏi nhỏ dày 20 - 25 cm và 1 lớp cát vàng phía trên dày 60 cm, sau đó chúng ta tiến hành cho nước chảy qua thì điện tiếp xúc với oxy của khí trời lớn, ta có:
Cơ chế:
Hyđroxyd sắt ba
Oxyd sắt 3 có màu gạch cua
Ngoài ra người ta có thể dùng Cao để khử sắt trong nước và như vậy làm cho nước có pH tăng cao.
2.2.3. Khử trùng nước
Trong nguồn nước có thể có nhiều loại vi khuẩn đặc biệt là các loại vi khuẩn gây bệnh, do đó phải khử trùng nước trước khi đưa nước vào phục vụ cho ăn uống và cho sinh hoạt.
- Khử khuẩn bằng phương pháp hóa học:
Hóa chất: dùng cloramin B trong đó có 20 - 20% chỉ hoạt tính, (pha thành dịch 1%). Tiến hành định lượng chỉ cần thiết cho một nguồn nước các nguồn nước khác nhau có số lượng vi khuẩn khác nhau và lượng cloramin cũng khác nhau. Do vậy trước khi khử khuẩn cho bất kỳ một nguồn nước nào người ta cũng phải làm test do để biết được hàm lượng hóa chất cần thiết đủđể tiệt khuẩn, biết rằng thời gian tối thiểu để hóa chất tiếp xúc với nước là 30 phút.
Cơ chế: Khi cho chỉ vào nước nó tăng thế năng oxy hóa tế bào vi khuẩn theo phản ứng sau:
Mặt khác Cl nó còn tác dụng trực tiếp lên thành phần nguyên sinh chất của tế bào vi khuẩn làm đồng hóa protein của tế bào vi khuẩn.
Để cho nước có hệ số an toàn người ta thường cho thêm một lượng chỉ dư thừa là 0,3 - 0,5 mg/lít.
- Khử khuẩn bằng phương pháp lí học: Thông thường người ta dùng các phương pháp sau: + Nhiệt độ: đun sôi nước tới 1000C trong 10 phút.
+ Sử dụng sóng siêu âm.
+ Dùng đèn cực tím: đó là những đèn có phát ra các tia tử ngoại có bước sóng λ < 280 nm. + Dùng ozon: Để oxy hóa tế bào vi khuẩn vì O3 có khả năng oxy hóa mạnh: O3 → O2 + O*. + Dùng màng lọc để lọc nước: một số vi sinh vật sẽđược giữ lại khi qua màng lọc.
- Khử khuẩn bằng phương pháp sinh học: sử dụng một số thực khuẩn thể để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh có trong nước.