* Khử mùi, vị
Thơng thường các quá trình xử lý nước đã khử được hầu hết mùi vị cĩ trong nước. Trường hợp các biện pháp xử lý nước khơng đáp ứng được yêu cầu khử mùi, vị thì mới áp dụng các biện pháp khử mùi và vị độc lập.
- Xử lý mùi, vị bằng làm thống
Khử mùi bằng làm thống dựa trên nguyên tắc: Các cơng trình làm thống cĩ thể làm bay hơi các loại khí gây mùi cho nước và đồng thời oxy hĩa các chất cĩ nguồn gốc hữu cơ và vơ cơ gây mùi. Các phương pháp phổ biến là dùng giàn mưa, bể làm thống cưỡng bức....
- Khử mùi, vị bằng phương pháp dùng than hoạt tính
Than hoạt tính cĩ khả năng hấp thụ rất cao đối với các chất gây mùi. Dựa trên khả năng này, người ta khử mùi của nước bằng cách lọc nước qua than hoạt tính. Các loại than hoạt tính thường dùng là: Than angtraxit, than cốc, than bạch dương hay than bùn dạng bột để cho vào nước. Than hoạt tính dùng trong các bể lọc khử mùi cĩ kích thước d = 1 - 3 mm, độ dày lớp than l = 1,5 - 4m. Tốc độ lọc cĩ thể đạt tới 50m3/h (Hồng Văn Huệ, 2004) [6].
* Làm trong nước
Độ đục là đại lượng đo hàm lượng chất lơ lửng trong nước, thường là do sự hiện diện của chất keo, sét, tảo và vi sinh vật. Nước đục gây cảm giác khĩ chịu về mặt cảm quan, ngồi ra cịn cĩ khả năng nhiễm vi sinh. Các quá trình xử lý như keo tụ, lắng, lọc gĩp phần làm giảm độ đục của nước.
Sau đây là phương pháp làm trong nước bằng phèn:
Phèn chua (Nhơm Sunfat) cĩ cơng thức hĩa học là Al2(SO4)3, thường được dùng để làm trong nước ở gia đình và các tập thể nhỏ. Khi gặp nước, phèn chua bị phân hủy tạo nên một hỗn hợp dịch keo và các hạt nhơm hydrat Al(OH)3 mang điện tích dương (+):
Al2(SO4)3 + H2O → Al(OH)3 + H2SO4
Chính các hạt mang điện tích dương này kéo theo những hạt cặn lơ lửng xuống làm cho nước trong. Trong nước thường cĩ canxi và magie ở dạng hydro cacbonat nên khi phèn vào nước sẽ tác dụng với canxi và magie, tạo nên các hạt nhơm hydrat, làm tăng mật độ các hạt mang điện tích dương, nhờ đĩ mà cặn lắng nhanh, nước mau trong.
Tuy vậy, với những nguồn nước nghèo muối canxi và magie, độ kiềm thấp (pH<7) nếu chỉ dùng phèn thì lượng kết tủa sẽ ít, khơng đủ để kéo theo các hạt lơ lửng xuống. Nước sẽ kém trong hoặc lâu trong. Để làm trong nước nhanh và tiết kiệm phèn, người ta dùng một lượng nhỏ vơi tơi để phèn sẽ tác dụng với canxi của vơi tơi:
H2CO3 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 + H2O Al2(SO4)3 + Ca(HCO3)2 → CaSO4 + Al(OH)3
Do số lượng điên tích dương tăng, cặn lơ lửng được thu hút nhiều hơn, nước mau trong hơn.
* Làm mềm nước (khử độ cứng của nước)
Độ cứng của nước là số đo hàm lượng các ion kim loại Ca2+ và Mg2+ cĩ trong nước. Độ cứng tồn phần là tổng hàm lượng các ion Ca2+ và Mg2+ tính cho một lít nước bao gồm:
- Độ cứng cacbonat (CO32-, HCO3-) bằng hàm lượng ion kim loại canxi và magie trong các muối cacbonat, hydro cacbonat canxi, magie.
- Độ cứng phi cacbonant (Cl-, SO4 2-
, ...) bằng tổng số hàm lượng các ion canxi, magie trong các muối axit mạnh của canxi và magie.
Cĩ nhiều phương pháp làm mềm nước như phương pháp hĩa học, phương pháp nhiệt, phương pháp trao đổi ion và phương pháp tổng hợp. Sau đây là một số phương pháp đang được áp dụng:
+ Phương pháp hĩa học: Làm mềm nước bằng vơi Ca(OH)2.
Đây là phương pháp thơng dụng nhất nhằm khử độ cứng cacbonat, được áp dụng khi cần giảm cả độ cứng và độ kiềm của nước. Trình tự các phản ứng xảy ra như sau:
2CO2 + Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2.
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2H2O
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCO3↓ + 2H2O 2NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + Na2CO3 + H2O
Theo phương trình phản ứng trên thì cứ 1mol Ca(OH)2 tạo ra 2 mol ion cacbonat CO32-, 1 mol trong đĩ sẽ tạo kết tủa với ion Ca2+
cĩ trong nước vơi đưa vào, như vậy 1 mol vơi sẽ làm giảm được 1 mol nồng độ cứng. Tổng hàm lượng canxi cĩ thể khử phụ thuộc vào nồng độ ion HCO3
-
cĩ trong nước. Nếu tổng hàm lượng ion HCO3 -
và CO3 -
cĩ trong nước nhỏ hơn nhiều hàm lượng các ion Ca2+
và Mg2+ thì một phần ion Mg2+ sẽ tồn tại trong nước dưới dạng các muối axit mạnh như MgSO4, MgCl2 và phản ứng với vơi sẽ xảy ra như sau:
MgSO4 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaSO4 MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCl2
Các phản ứng trên cĩ tác dụng làm giảm độ cứng theo ion Mg2+ nhưng khơng làm giảm độ cứng tồn phần vì giảm được lượng Mg2+ nhưng lại làm tăng một lượng tương đương Ca2+
.
+ Phương pháp nhiệt: Cơ sở của phương pháp này là dùng nhiệt để phần lớn các ion sẽ kết tủa ở dạng muối cacbonat khơng tan và bốc hơi khí cacbonic (CO2) hịa tan trong nước.
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O
Tuy nhiên, khi đun nước chỉ khử được hết khí CO2 và giảm độ cứng của cabonat của nước, cịn lượng CaCO3 hịa tan vẫn tồn tại trong nước. Riêng đối với Magie, quá trình khử xảy ra qua hai bước. Ở nhiệt độ thấp (đếb 180C) ta cĩ phản ứng sau:
2Mg(HCO3)2 = 2MgCO3 + CO2 + H2O
Khi nhiệt độ tiếp tục tăng, MgCO3 tiếp tục bị phân hủy theo phản ứng: MgCO3 + H2O = Mg(OH)2↓ + CO2↑
MgCO3 + H2O = Mg(OH)2↓ + CO2↑
Như vậy, bằng phương pháp nhiệt cĩ thể giảm được độ cứng cacbonat một cách đáng kể. Nếu kết hợp với phương pháp hĩa học với phương pháp nhiệt, bơng cặn tạo ra sẽ cĩ kích thước to hơn và lắng nhanh hơn do độ nhớt của nước giảm khi nhiệt độ tăng và đồng thời giảm được lượng hĩa chất cần sử dụng. Thực tế ở những vùng cĩ nước sinh hoạt bị nhiễm nước cứng, bà con thường đun sơi nước, để lắng sau đĩ gạn lấy nước trong để sử dụng. Tuy nhiên làm như vậy sẽ tốn chất đốt, hại cơng cụ đun, tốn nhiều thời gian mà khơng đảm bảo chất lượng.
* Khử trùng nước
Như đã biết, sau quá trình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc cấp nước, phần lớn các vi trùng bị giữ lại. Song để đảm bảo sức khỏe của con người, nước dùng cho sinh hoạt phải được vơ trùng. Nhất là đối với nước ở các vùng nơng thơn nơi mà vệ sinh mơi trường hầu như khơng được đảm bảo.
Khử trùng nước nhằm mục đích phá hủy, triệt bỏ các loại vi khuẩn gây bệnh hoặc chưa được hoặc khơng thể loại bỏ trong quá trình xử lý nước.
Hiện nay, cĩ nhiều phương pháp khử trùng nước phổ biến như:
- Dùng Clo hơi qua thiết bị định lượng Clo - Dùng hypoclorit natri (nước Javel) NaClO - Dùng Clorua vơi
- Dùng Ozon thường được sản xuất từ khơng khí bằng máy tạo
ozon đặt trong nhà máy xử lý nước. Ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bể hịa trộn và tiếp xúc với nước.
- Dùng tia cực tím (tia UV) do đèn thủy ngân áp lực thấp sản ra. Đèn phát tia cực tím đặt ngập trong dịng nước cần xử lý.
Khi khử trùng nước người ta hay dùng Clo nước tạo hơi và các chất của Clo vì Clo là hĩa chất được ngành cơng nghiệp dùng nhiều, cĩ sẵn trên thị trường, giá thành chấp nhận được, hiệu quả khử trùng cao. Song Clo lại là chất gây hại cho sức khỏe con người nếu sử dụng khơng cĩ dụng cụ châm Clo theo liều lượng hoặc trong quá trình sử dụng khơng đúng quy cách sẽ phản tác dụng. Đối với các trạm cấp nước tập trung người ta sử dụng Clo hoặc hợp chất của Clo như Clorua vơi (CaOCl2), Javen (NaOCl) là những chất oxy hĩa mạnh.
* Khử sắt, mangan và Asen
Ở Việt Nam nước giếng khoan đa phần bị nhiễm sắt và thường nhiễm ở mức độ tương đối cao. Việc khử sắt cĩ ý nghĩa vơ cùng quan trọng vì loại bỏ sắt sẽ làm nước sạch hơn và sử dụng được trong ăn uống hàng ngày. Qua tham khảo một số mơ hình khử sắt đang được áp dụng ở Việt Nam cũng như ở Thái Nguyên người ta thường áp dụng mơ hình giàn phun mưa kết hợp với bể lọc. Vì mơ hình này cĩ thể áp dụng để khử cả mangan và Asen, mà Asen là một chất vơ cùng độc hại phụ thuộc vào nồng độ trong nước. Khi khử được sắt thì ta cũng dễ dàng hơn trong việc khử Asen trong nước. Phương pháp giàn phun đem lại hiệu quả cao và giá thành phù hợp khơng quá đắt so với thu nhập của người dân. Các thiết bị để làm cũng đơn giản, dễ kiếm, gọn nhẹ.
Phần 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1.1. Đ i tượng nghiên c u
Nguồn nước sinh hoạt, một số chỉ tiêu về nước sinh hoạt.
3.1.2. Phạm vi nghiên c u
Tình hình sử dụng nước sinh hoạt tại địa bàn xã Thịnh Đức,thành phố Thái Nguyên.
3.2.Địa điểm và thời gian thực hiện
3.2.1. Địa điểm thực hiện
Xã Thịnh Đức,thành phố Thái Nguyên.
3.2.2.Thời gian thực hiện
Từ 08/1 đến 30/4 năm 2014
3.3. Nội dung nghiên cứu
3.3.1. Điều kiện tự nhiên, hiện trạng kinh tế - xã hội c a xã Thịnh Đ c,thành h Thái Nguyên.
3.3.2.Nguồn nước và tình hình sử dụng nước c a người dân trên địa bàn xã Thịnh Đ c, thành h Thái Nguyên.
3.3.3.Đánh giá chất lượng nguồn nước sinh hoạt trên địa bàn xã Thịnh Đ c.
3.3.4.Đề xuất các biện há nhằm bảo vệ và hạn chế ơ nhiễm nguồn nước sinh hoạt.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương há kế thừa
- Thu thập các tài liệu khoa học, các tạp chí khoa học, đề tài nghiên cứu
và số liệu về các vấn đề cần nghiên cứu.
- Tham khảo, kế thừa các tài liệu, các đề tài đã được tiến hành trước đĩ cĩ liên quan đến khu vực tiến hành nghiên cứu.
- Sử dụng các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội,... trong báo cáo quy hoạch sử dụng đất của địa phương.
- Tìm và thu thập các số liệu ở các văn bản, tạp chí, internet của tỉnh,
thành phố.
3.4.2. Phương há thu thậ thơng tin
- Thơng tin thứ cấp.
+ Tài liệu về điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội của xã Thịnh Đức,thành phố Thái Nguyên
+ Các văn bản pháp quy về bảo vệ mơi trường, về quản lí tài nguyên nước, các tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam.
+ Tài liệu về cơng tác quản lí chất lượng mơi trường địa bàn nghiên cứu.
+ Các tài liệu cĩ liên quan đến đề tài thơng qua sách, báo,đài, internet... và các tài liệu khác cĩ liên quan.
- Thơng tin sơ cấp
+ Xây dựng phiếu điều tra: phiếu điều tra được xây dựng dưới hình thức đặt câu hỏi trực tiếp với người dân bao gồm các phần: nguồn cấp nước, chất lượng và lưu lượng nguồn cấp nước.
+ Tiến hành điều tra: phỏng vấn trực tiếp người dân theo các nội dung trong phiếu điều tra đã được chuẩn bị trước 30 phiếu.
+ Đối tượng phỏng vấn: Hộ gia đình, phỏng vấn ngẫu nhiên ở các xĩm trong xã.Các xĩm tiến hành phỏng vấn, điều tra gồm: Đầu Phần, Xuân Thịnh, Đức Cường, , Ao Miếu, , Mỹ Hào, Hợp Thành.
+ Khảo sát thực tế, thu thập các số liệu liên quan đến nguồn nước sinh hoạt ở địa phương. Xác định các khía cạnh mơi trường quan trọng ảnh hưởng đến nguồn nước của người dân xã Thịnh Đức.
3.4.3. Phương há lấy mẫu và hân tích trong hịng thí nghiệm
- Lấy mẫu và phân tích mẫu nước tại khu vực khảo sát. - Lấy 2 mẫu nước : nước ngầm tại giếng khoan và giếng đào
- Lấy một mẫu nước sạch sinh hoạt ( nước máy)
Quy trình lấy mẫu được áp dụng từ “Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 6000- 1995, ISO 5667:1992) – Hướng dẫn lấy mẫu nước ngầm”.
*Lấy mẫu từ giếng khoan
Tùy theo độ sâu, trữ lượng và độ hồi của nước trong mỗi giếng (thường hỏi kinh nghiệm tại các hộ gia đình), quy trình lấy mẫu được tiến hành như sau:
Để chủ nhà bơm một lượng nước vào bể chứa, gấp 10 lần lượng nước trong giếng khoan (cĩ những hộ chỉ gấp 3 lần), sau đĩ quan sát chất lượng nước. Đánh giá màu sắc, mùi vị của nước. Khi chất lượng nước ổn định, dùng chai nhựa 1500ml để lấy mẫy, trước khi lấy mẫu tiến hành tráng rửa chai 3-5 lần bằng chính nguồn nước lấy mẫu.
* Lấy mẫu từ giếng đào
Mẫu nước được lấy trực tiếp từ các giếng đào, khơng qua hệ thống bơm. Giếng lấy mẫu là những giếng được sử dụng hàng ngày.
Sau khi ghi lại các thơng tin về chất lượng nước (cảm quan) hàng ngày của các hộ dân, quan sát cảnh quan xung quanh, quan sát màu sắc, mùi vị tại hiện trường, rồi dùng chai nhựa 1500ml để lấy mẫy, trước khi lấy mẫu tiến hành tráng rửa chai 3-5 lần bằng chính nguồn nước lấy mẫu.
* Lấy mẫu cơng trình cấp nước tập trung
Mẫu được lấy trực tiếp từ các vịi nước hộ gia đình. Để nước xả ra trong khoảng 10 phút, sau đĩ mới tiến hành lấy mẫu vào các chai 1500ml.
Mẫu được gửi đi phân tích tại phịng thí nghiệm của viện khoa học sự sống trường ĐH Nơng Lâm Thái Nguyên.
- Phương pháp phân tích các mẫu trong phịng thí nghiệm.
+ Các mẫu nước tiến hành phân tích các chỉ tiêu:pH, NH4+ , Fe, NO3
-
Bảng 3.1: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong phịng thí ngiệm Tên chỉ tiêu Phương pháp phân tích
- pH* Theo TCVN 6492: 2011 - Độ cứng Theo TCVN 6224: 1996 - Sắt (Fe)* Theo TCVN 6177: 1996 - Amoni Theo TCVN 5988: 1995 - BOD5* Theo TCVN 6001: 2008 - COD Theo TCVN 4565: 1988 - Nitrat Theo TCVN 6180: 1996 - Coliform Theo TCVN 6187: 1996
( Dấu (*) là chỉ tiêu cơng nhận VILAS/ISO 17025/2005)
3.4.4.Phương há so sánh, đ i chiếu
- Định tính gồm các chỉ tiêu : Màu sắc, mùi vị, độ đục.
- Định lượng : Phân tích số liệu thu thập,so sánh với QCVN 09 :2008/BTNMT _Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm .QCVN 02:2009/BYT _Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt.
3.4.5. Phương há khảo sát thực địa
- Khảo sát thực địa về đặc điểm địa hình khu vực nghiên cứu.
- Điều tra về nguồn nước sử dụng cho sinh hoạt của người dân tại khu vực nghiên cứu.
- Quá trình khảo sát thực tế về tình hình sử dụng nước của các hộ dân cứ thơng qua phiếu điều tra và lấy mẫu nước phân tích.
- Quan sát màu sắc nước, mùi vị,…Màu sắc của nước được quan sát trực tiếp bằng mắt thường và đánh giá bằng cảm quan.
Phần 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. Điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội xã Thịnh Đức,thành phố Thái Nguyên Nguyên
4.1.1. Điều kiện tự nhiên
4.1.1.1. Vị trí địa lý
Xã Thịnh Đức nằm về phía Tây Nam của thành phố Thái Nguyên,với tổng diện tích tự nhiên 1.708,23 ha,ranh giới hành chính xã được xác định như sau:
- Phía Bắc giáp phường Thịnh Đán,phường Tân Lập - Phía đơng giáp xã Tích Lương.
- Phía tây giáp xã Phúc Trìu,xã Tân Cương.
- Phía Nam giáp thị xã Sơng Cơng,huyện Phổ Yên.
Hình 4.1: Mơ phỏng vị trí địa lý xã Thịnh Đức
4.1.1.2. Địa hình, địa mạo
Xã Thịnh Đức cĩ địa hình dạng đồi bát úp,xen kẽ là các điểm dân cư và đồng ruộng,địa hình nghiêng dần từ Tây Bắc xuống Đơng Nam.Độ
cao trung bình là 6-8 m.Nhìn chung địa hình của xã thuận lợi cho phát triển đa dạng các loại hình sản xuất nơng nghiệp.
4.1.1.3. Khí hậu
Theo số liệu quan trắc của trạm khí tượng thủy văn Thái Nguyên cho thấy xã Thịnh Đức nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới giĩ mùa,thời tiết chia làm 4 mùa;Xuân-Hạ- Thu- Đơng,song chủ yếu là 2 mùa chính; Mùa mưa và mùa khơ.Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10,mùa khơ từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau,cụ thể:
- Chế độ nhiệt : Nhiệt độ trung bình năm khoảng 22-2 0C.Chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm khoảng 2-50 C. Nhiệt độcao tuyệt đối là