Khóa luận Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc uf (utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt ứng dụng tại trung đoàn quân đội 877 bộ chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang

HÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------- NGUYỄN QUANG ĐÔNG TÊN ĐỀ TÀI: “ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC SUỐI BẰNG MÀNG LỌC UF (UTRAFILTRATION) ĐỂ CẤP CHO SINH HOẠT ỨNG DỤNG TẠI TRUNG ĐOÀN QUÂN ĐỘI 877 BỘ CHỈ HUY QUÂN SỰ TỈNH HÀ GIANG ” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn: Trần Hải Đăng Thái Nguyên - năm 2018 i LỜI CẢM ƠN Trong toàn bộ quá trình học tập tại Trường Đại học Nông Lâm và thực hiện khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Khoa học Môi trường với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt, ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 – Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh Hà Giang”. Tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của nhiều tập thể, cá nhân trong và ngoài nhà trường. Lời đầu tiên, tôi xin cảm ơn đến toàn thể các thầy cô trong khoa Môi trường - trường Đại học Nông Lâm, tập thể anh chị tại Viện Kỹ Thuật và Công Nghệ Môi Trường. Tôi cũng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo: TS. Trần Hải Đăng hướng dẫn khoa học chính đã tạo điều kiện cho tôi tham gia thực tập tại Viện Kỹ Thuật và Công Nghệ Môi Trường. Tôi xin cảm ơn Viện Kỹ Thuật và Công Nghệ Môi Trường đã giúp đỡ tôi về việc cập nhật số liệu và khảo sát mô hình thí nghiệm tại hiện trường. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã luôn động viên giúp đỡ tôi cả về vật chất lẫn tinh thần trong quá trình học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Quang Đông ii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Tài nguyên nước một số Quốc gia trên thế giới ....................................... 12 Bảng 2.2. Kích thước hạt lọc được và áp suất lọc .................................................... 25 Bảng 2.3. Các quá trình lọc màng với động lực là áp suất (màng áp lực) ................ 25 Bảng 4.1: Kết quả phân tích mẫu nước mùa khô – tháng 04/2017 ........................... 43 Bảng 4.2: Bảng kết quả phân tích mẫu nước mùa mưa – Tháng 07/2017 ................ 46 Bảng 4.3.1. Các quá trình lọc màng với động lực là áp suất (màng áp lực) ............. 50 Bảng 4.3.2. Kích thước mao quản và áp suất làm việc một số quá trình màng. ....... 51 Bảng 4.3.3. Chất lượng nước sau khi lọc bằng màng UF ......................................... 52 Bảng 4.3.4. Kết quả chất lượng nước suối Tà Vải sau khi qua hệ thống màng lọc UF ........................................................................................ 58 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Tỉ lệ giữa các loại nước trên thế giới. ....................................................... 11 Hình 2.2. Khả năng lọc của các kĩ thuật lọc màng .................................................... 23 Hình 2.3. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng ....................................... 24 Hình 4.1: Bản đồ hành chính tỉnh Hà Giang ............................................................. 31 Hình 4.4.1. Sơ đồ vận chuyển các chất trong nước qua màng lọc ............................ 49 Hình 4.4.2. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng .................................... 50 Hình 4.4.3. Dây chuyền công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF .................. 53 iv DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Viết tắt 1 BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường 2 BVMT Bảo vệ môi trường 3 BYT Bộ Y tế 4 KH Kế hoạch 5 KLN Kim loại nặng 6 KT-XH Kinh tế, xã hội 7 KTTV Khí tượng thủy văn 8 LHQ Liên hợp quốc 9 QCCP Quy chuẩn cho phép 10 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 11 QĐ Quyết định 12 QH Quốc hội 13 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 14 TNN Tài nguyên nước 15 TT Thông Tư 16 UBND Ủy ban nhân dân v MỤC LỤC Phần 1:Mở đầu .................................................................................................. 1 1.1 Đặt vấn đề ................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................... 2 1.2.1.Mục tiêu tổng quát ................................................................................... 2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................ 3 1.3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 3 1.3.1. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................... 3 1.3.2. Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học ............................................... 3 Phần 2:Tổng quan tài liệu ................................................................................. 4 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4 2.1.1. Cơ sở lý luận ........................................................................................... 4 2.1.2. Cơ sở pháp lý .......................................................................................... 9 2.1.3. Các tiêu chuẩn so sánh .......................................................................... 10 2.2. Cơ sở thực tiễn ......................................................................................... 10 2.2.1. Hiện trạng môi trường nước trên thế giới ............................................. 10 2.2.2. Hiện trạng môi trường nước ở Việt Nam .............................................. 15 2.2.3. Sơ lược cơ bản của vùng Tây Bắc ........................................................ 18 2.2.4. Hiện trạng môi trường nước tỉnh Hà Giang .......................................... 19 2.3. Tổng quan về màng lọc ............................................................................ 22 2.3.1. Khái niệm cơ bản về màng lọc .............................................................. 22 2.3.2. Phân loại màng lọc. ............................................................................... 22 2.3.3. Các loại màng lọc trong xử lí nước ....................................................... 23 2.3.4. Màng siêu lọc UF(Ultra Filtration) ....................................................... 26 PHẦN 3:Đối tượng,nội dung và phương pháp nghiên cứu ............................ 28 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 28 vi 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 28 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 28 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứ .............................................................. 28 3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 28 3.4. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 28 3.4.1. Phương pháp thu thập, kế thừa số liệu thứ cấp ..................................... 28 3.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa ............................................... 29 3.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ....................................................... 29 3.4.4. Phương pháp phân tích mẫu nước ......................................................... 30 3.4.5. Phương pháp phân tích tổng hợp số liệu ............................................... 30 PHẦN 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận ..................................................... 31 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang .................................. 31 4.1.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................. 31 4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ...................................................................... 39 4.2. Hiện trạng nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang ............................................ 42 4.2.1. Hiện trạng chất lượng nguồn nước suối Tà Vải .................................... 42 4.3. Nghiên cứu sử dụng màng lọc UF(Utrafiltration) để xử lý nước sông suối .................................................................................. 48 4.3.1. Nghiên cứu và lựa chọn màng lọc......................................................... 48 4.3.2. Kết quả sau khi xử lý nước bằng màng lọc UF(Utrafiltration) ............. 52 4.3.3. Quy trình vận hành mô hình thử nghiệm .............................................. 54 PHẦN 5 ........................................................................................................... 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 60 5.1. Kết luận .................................................................................................... 60 5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 62 1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nước là khởi nguồn của sự sống trên trái đất, đồng thời cũng là nguồn để duy trì sự sống cho loài người và sinh vật tại nơi đây. Con người mỗi ngày cần 250 lít nước cho sinh hoạt, 1.500 lít nước cho hoạt động công nghiệp và 2.000 lít cho hoạt động nông nghiệp. Nước chiếm 99% trọng lượng sinh vật sống trong môi trường nước và 70% trọng lượng cơ thể con người. Ngoài chức năng tham gia vào chu trình sống trên, nước còn là chất mang năng lượng (thuỷ năng), chất mang vật liệu và tác nhân điều hoà khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Không chỉ góp phần lớn làm thay đổi diện mạo và phát triển thế giới tự nhiên, nước còn là mối liên hệ chặt chẽ đối với đời sống xã hội, con người, hầu hết trong các lĩnh vực kinh tế và vấn đề sức khỏe. Hiện nay, theo thống kê của Liên Hiệp Quốc, thì tình trạng thiếu nước nguyên nhân do nguồn tài nguyên nước trên thế giới phân bổ không đồng đều, tình trạng gia tăng dân số, sự lãng phí nước tăng cùng với mức sống của người dân tăng lên do sử dụng quá nhiều thiết bị gia dụng, nước bị thất thoát nghiêm trọng, chỉ 55% lượng nước khai thác được sử dụng một cách thật sự, 45% còn lại bị thất thoát, rò rỉ trong các hệ thống phân phối hoặc bị bay hơi trong tưới tiêu. Vì vậy, ngoài việc nghiên cứu sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước, việc nghiên cứu nâng cao chất lượng nước, nước cấp sinh hoạt cần phải được đặc biệt chú trọng. Toàn bộ Trung đoàn quân số khoảng 1000 người nhưng chỉ có một nguồn nước duy nhất là 01 giếng nước trong trung đoàn, do đó việc cung cấp nước là thiếu so với nhu cầu của Trung đoàn 877. Trên địa bàn gần với Trung đoàn 877 có suối Tà Vải, với lưu lượng nước ổn định, tuy nhiên nước suối còn nhiều chất hữu cơ, rác, cây mục nên để có thể khai thác sử dụng thêm làm nước sinh hoạt thì cần phải qua xử lý. 2 Trung đoàn 877 thuộc Bộ Chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang có nguồn cấp nước chủ yếu từ suối Tà Vải. Suối Tà Vải có lưu lượng nước tối thiểu 2m3/s, địa hình dốc. Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang trực thuộc Bộ chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang nằm tại phường Ngọc Hà, thị xã Hà Giang. Trường được thành lập với mục đích huấn luyện số lượng chiến sĩ mới hàng năm bổ sung quân số cho tỉnh Hà Giang từ 500 đến 800 chiến sĩ. Sinh hoạt của các học viên ở đây được chính quyền địa phương là Ban chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang và UBND tỉnh rất quan tâm, tuy vậy do điều kiện địa hình đóng quân ở khu vực khó khăn, đời sống của các chiến sĩ còn nhiều vất vả, nhất là nhu cầu về nguồn nước sạch. Cả trường hiện nay chỉ có 1 nguồn nước giếng khoan duy nhất tuy nhiên trữ lượng nước giếng ít và chất lượng nguồn nước kém, nước giếng thường vàng, có mùi hôi tanh nhiều, hơn nữa trữ lượng lại ít nên không đủ nhu cầu sử dụng của đơn vị. Qua đó thấy rõ nguồn nước sạch với một khối lượng ổn định khoảng 50 m3/h là nhu cầu cấp thiết để phục vụ cho sinh hoạt, đời sống hàng ngày cho các chiến sĩ tại Trung đoàn 877 và Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang. Xuất phát từ vấn đề đó, được sự nhất trí của nhà trường và ban chủ nhiệm khoa Môi trường, dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo TS. Trần Hải Đăng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt – ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 – Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh iang”Hà G 1.2. Mục tiêu của đề tài 1.2.1.Mục tiêu tổng quát + Ứng dụng công nghệ xử lý nước sông suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) tại Trung Đoàn quân đội 877 3 1.2.2. Mục tiêu cụ thể + Sơ lược về điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh Hà Giang và khu vực suối Tà Vải.  Hiện trạng môi trường nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang  Nghiên cứu sử dụng màng lọc UF(Utrafiltration) để xử lý nước sông suối Tả Vải 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa thựctiễn - Góp phần đánh giá chất lượng nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang và ứng dụng công nghệ xử lý nước suối Tà Vải bằng màng lọc để cấp cho sinh hoạt. - Nâng cao nhận thức, tuyên truyền và giáo dục về bảo vệ môi trường cho cộng đồng dân cư. 1.3.2. Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học - Nâng cao kiến thức chuyên môn, kỹ năng tổng hợp, phân tích số liệu và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này. - Tạo cơ hội vận dụng lý thuyết vào thực tế, cách thức tiếp cận và thực hiện một đề tài. - Kết quả của đề tài là cơ sở, là nguồn tài liệu trong học tập và nghiên cứu khoa học tiếp theo về nước suối Tà Vải tại tỉnh Hà Giang. 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài 2.1.1. Cơ sở lý luận 2.1.1.1. Khái niệm và ý nghĩa của tài nguyên nước 1. Khái niệm tài nguyên nước Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể sử dụng vào những mục đích khác nhau. Nước được dùng trong các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường. Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước ngọt.[8] Nước bao phủ 71% diện tích của trái đất trong đó có 97% nước trên Trái đất là nước muối, chỉ 3% còn lại là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng ở các cực. Phần còn lại không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm và chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí.[14] Nước còn đưa vào cơ thể con người nhiều nguyên tố cần thiết cho sự sống như iốt (I), sắt (Fe), Flo(F), kẽm (Zn), đồng (Cu)Tuy nhiên nước bẩn cũng có thể đưa vào cơ thể nhiều loại vi khuẩn gây bệnh. Nước bẩn chứa nhiều các chất độc hại như chì (Pb), thủy ngân (Hg), thạch tín (Asen), thuốc trừ sâu, các hóa chất gây ung thư khác. Do đó, nước dung cho cuộc sống phải đủ về số lượng và đảm bảo an toàn chất lượng. Con người cần phải biết xử lý các nguồn cung cấp nước để đảm bảo an toàn về chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt và sản xuất công, nông nghiệp cho chính mình, đồng thời giải quyết hậu quả của chính mình.[7] - Khái niệm nước mặt Tài nguyên nước mặt: Là nước phân bố trên mặt đất, nước trong các đại dương, sông, suối, ao hồ, đầm lầy. Đặc điểm của tài nguyên nước mặt chịu 5 ảnh hưởng lớn từ điều kiện khí hậu và các tác động khác do hoạt động kinh tế của con người, nước mặt dễ bị ô nhiễm và thành phần hóa lý của nước thường bị thay đổi, khả năng hồ phục trữ lượng của nước nhanh nhất ở vùng thường có mưa.[17] 2. Ý nghĩa của tài nguyên nước  Nước cung cấp vào hoạt động sản xuất đảm bảo an ninh lương thực cho xã hội: Nước tưới tiêu, nước làm ruộng  Nước tạo ra năng lượng điện để cung cấp cho hoạt động nền kinh tế thông qua việc sử dụng động lực hay năng lượng dòng chảy của các con sông làm quay các tuốc bin nước và máy phát điện, đây là nguồn năng lượng sạch và chiếm 20% lượng điện của thế giới, đồng thời hạn chế được giá thành nhiên liệu và chi phí nhân công.[8]  Làm ổn định địa tầng. 2.1.1.2. Khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước, nước sạch, nước suối. a. Khái niệm môi trường: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật.” [9]. b. Khái niệm ô nhiễm môi trường: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật” [3]. c. Khái niệm ô nhiễm môi trường nước: “Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi của các tính chất vật lý - hóa học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh học trong nước. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất” (Hoàng Văn Hùng, 2008). 6 Theo hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa: “Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã” (Lê Văn Khoa và cs, 2001). - Nguồn gốc gây ô nhiễm nước Nguồn gốc gây ô nhiễm nước có thể là do tự nhiên hay nhân tạo. + Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió bão, hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng. + Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Từ sinh hoạt, từ các hoạt động công nghiệp. Các xu hướng chính thay đổi chất lượng nước khi bị ô nhiễm là: + Giảm độ pH của nước ngọt do bị ô nhiễm bởi: H2SO4, HNO3 từ khí 2- - quyển, tăng hàm Lượng SO4 và NO3 trong nước. + Tăng hàm lượng các muối trong nước bề mặt và nước ngầm do chúng đi vào môi trường nước cùng với chất thải, từ khí quyển và từ các chất thải rắn. + Tăng hàm lượng các chất hữu cơ, trước hết là các chất khó bị phân hủy bằng con đường sinh học (các chất hoạt động bề mặt, thuốc trừ sâu) + Giảm nồng độ oxi hòa tan trong nước tự nhiên do các quá trình oxy hóa có liên quan với quá trình Eutrophication các nguồn chứa nước và khoáng các hợp chất hữu cơ.. - 3- + Tăng hàm lượng các ion trong nước trước hết là NO3 , PO4 , + Giảm độ trong của nước: Tăng khả năng nguy hiểm của ô nhiễm nước tự nhiên do các nguyên tố đồng vị phóng xạ.[7] d. Khái niệm nước sạch: “Nước sạch là nước đảm bảo các chỉ tiêu như: nước trong, không màu, không mùi lạ, không chứa các mầm bệnh và các chất độc hại.[17] 7 e. Khái niệm nước suối: “Nước suối là nước thiên nhiên, chảy qua các tầng địa chất có chứa một số nguyên tố, khí tự nhiên hay hợp chất khoáng”[17]. g. Các chỉ tiêu hóa lý: - Trị số pH : Là chỉ số đo độ hoạt động của các ion hiđrô (H+) trong dung dịch và vì vậy là độ axít hay bazơ của nó. Trong các hệ dung dịch nước, hoạt độ của ion hiđrô được quyết định bởi hằng số điện ly của nước −14 (Kw) = 1,008 × 10 ở 25 °C) và tương tác với các ion khác có trong dung dịch. Do hằng số điện ly này nên một dung dịch trung hòa có pH xấp xỉ 7. Các dung dịch nước có giá trị pH nhỏ hơn 7 được coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH lớn hơn 7 được coi là có tính kiềm [7]. - Fe : Trong nước sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hoá trị 2 (Fe2+) là thành phần của các muối hoà tan như: Fe(HCO3)2 ; FeSO4 hàm lượng sắt có trong các nguồn nước phân bố không đồng đều. Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước có mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh hưởng không tốt đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất[17]. - Màu : Nước thiên nhiên thường không màu, màu của nước mặt chủ yếu do chất mùn, các chất hòa tan, keo hoặc do thực vật thối rữa. Sự có mặt của một số ion kim loại (Fe, Mn), tảo, than bùn và các chất thải công nghiệp cũng làm cho nước có màu[17]. - Tổng chất rắn lơ lửng ( TSS ) : khối lượng tổng chất rắn được giữ lại thông qua bộ lọc[7]. - Độ đục: Độ đục của nước bắt nguồn từ sự hiện diện của một số chất lơ lửng có kích thước thay đổi từ dạng phân tán thô đến dạng keo, huyền phù (kích thước 0,1 – 10mm). Trong nước các chất gây đục thường là: đất sét, chất hữu cơ, vô cơ, thực vật và các vi sinh vật bao gồm các loại phiêu sinh động vật[7]. 8 - Amoni: Amoni có công thức hóa học NH3, là chất khí không màu và + có mùi khai. Trong nước, Amoni tồn tại dưới 2 dạng là NH3 và NH4 . Tổng + NH3 và NH4 được gọi là tổng Amoni tự do. Đối với nước uống, tổng Amoni sẽ bao gồm amoni tự do, monochloramine (NH2Cl), dichloramine (NHCl2) và trichloramine[7]. Đây cũng là một chất thường dùng trong khâu khử trùng nước cấp, chúng được sử dụng dưới dạng các hóa chất diệt khuẩn chloramines nhằm tạo lượng clo dư có tác dụng kéo dài thời gian diệt khuẩn khi nước được lưu chuyển trong các đường ống dẫn. - Asen: Asen trong nước có nguồn gốc tự nhiên và nó được giải phóng ra từ trầm tích vào nước ngầm do các điều kiện thiếu ôxy của lớp đất gần bề mặt[17]. - Oxy hòa tan (DO) DO là lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật nước (cá, lưỡng thê, thuỷ sinh, côn trùng v.v...) thường được tạo ra do sự hoà tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo. Nồng độ oxy tự do trong nước nằm trong khoảng 8 - 10 ppm, và dao động mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân huỷ hoá chất, sự quang hợp của tảo và v.v... Khi nồng độ DO thấp, các loài sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thuỷ vực. - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) Biochemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hóa): Là lượng oxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian Để Oxy hoá hết chất hữu cơ trong nước thường phải mất 20 ngày ở 20oC. Để đơn giản người ta chỉ lấy chỉ số BOD sau khi Oxy hoá 5 ngày, ký hiệu BOD5. Sau 5 ngày có khoảng 80% chất hữu cơ đã bị oxy hoá. - Nhu cầu oxy hóa học (COD) Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị oxy hóa có trong nước thải. Chỉ tiêu nhu cầu sinh 9 hóa BOD5 không đủ để phản ánh khả năng oxy hóa các chất hữu cơ khó bị oxy hóa và các chất vô cơ có thể bị oxy hóa có trong nước thải, nhất là nước thải công nghiệp. Vì vậy, cần phải xác định nhu cầu oxy hóa học để oxy hóa hoàn toàn các chất bẩn có trong nước thải. - Mn: Mangan là một kim loại màu trắng bạc, có kí hiệu Mn và có số hiệu nguyên tử 25. Nó được tìm thấy ở dạng tự do trong tự nhiên (đôi khi kết hợp với sắt) và trong một số loại khoáng vật. Các trạng thái oxi hóa phổ biến nhất của Mangan là +2, +3, +4, +6 và +7. Trong đó, trạng thái ổn định nhất là Mn+2. Mangan là kim loại tương đối hoạt động. Nó dễ bị oxi hóa trong không khí bởi các chất oxi hóa mạnh như O2, F2, Cl2. Trong nước, mangan tồn tại dưới dạng Mn4+ và Mn2+ trong các muối tan của clorua, sulfat, nitrat[17]. - Coliform: được coi là vi khuẩn chỉ định thích hợp để đánh giá chất lượng nước uống, nước sinh hoạt và nước nuôi trồng thủy sản (dễ phát hiện và định lượng), thường tồn tại trong thiên nhiên và không đặc hiệu cho sự ô nhiễm phân[7]. - E.coli: là vi khuẩn đại tràng là một trong những loài vi khuẩn chính ký sinh trong đường ruột của động vật máu nóng (bao gồm chim và động vật có vú). Vi khuẩn này cần thiết trong quá trình tiêu hóa thức ăn và là thành phần của khuẩn lạc ruột. Sự có mặt của E. coli trong nước là một chỉ thị thường gặp cho ô nhiễm phân. E. coli thuộc họ vi khuẩn Enterobacteriaceae và thường được sử dụng làm sinh vật chỉ điểm cho các nghiên cứu về ô nhiễm nguồn nước ăn uống và sinh hoạt[7]. 2.1.2. Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/06/2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015. - Luật Tài nguyên nước số: 17/2012/QH13 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 26/12/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013. 10 - Nghị định số 124/2011/NĐ - CP ngày 28/12/2011 của Chính Phủ về sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch. - Quyết định số 09/2005/QĐ - BYT ngày 11/03/2005 của Bộ trưởng Y tế về việc ban hành tiêu chuẩn ngành: Tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch. - Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18/12/2006 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường về bắt buộc áp dụng TCVN về môi trường. - QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống.. - TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1: 2006) - Chất lượng nước - Lấy mẫu - Nghị định 201/2013/NĐ- CP quy định chi tiết thi hành một số điều của luật tài nguyên nước. - QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt của Bộ Y Tế. - TCVN 6663-1:2008 – Chất lượng nước – Lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu nước sông suối. 2.1.3. Các tiêu chuẩn so sánh Để đánh giá chính xác chất lượng nước, tùy theo từng mục đích sử dụng loại nước mà có những tiêu chuẩn, quy chuẩn khác nhau. Cụ thể trong khóa luận sử dụng các quy chuẩn để đánh giá chất lượng nước: - QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt - QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống. - QCVN 02:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt. 2.2. Cơ sở thực tiễn 2.2.1. Hiện trạng môi trường nước trên thế giới 2.2.1.1. Tài nguyên nước trên thế giới Nước bao phủ 71% diện tích của trái đất trong đó có 97% là nước mặn, còn lại là nước ngọt. Trong 3% lượng nước ngọt trên trái đất thì có 11 khoảng 3/4 lượng nước ngọt mà con người không sử dụng được vì nó nằm quá sâu trong lòng đất, bị đóng băng, ở dạng hơi trong khí quyển và ở dạng tuyết trên lục địa Chỉ có 0,5% nước ngọt hiện diện trong sông, suối, ao, hồ mà con người đã và đang sử dụng. Tuy nhiên nếu ta trừ phần nước bị ô nhiễm ra thì chỉ có khoảng 0,003% là nước ngọt sạch mà con người có thể sử dụng được và nếu tính ra trung bình mỗi người được cung cấp 879.000 lít nước ngọt để sử dụng (Miller, 1988) . Một phần nước ngầm và nước hồ có độ khoáng hóa khá cao. Trên Thế giới nước tự nhiên có độ mặn cao nhất không nằm trong biển và đại dương, mà ở hồ Chết, nơi người và động vật không thể chìm hoàn toàn trong nước được. Chỉ có 2,31% tổng thể nước Trái Đất là nước ngọt, trong đó 85,9% nằm trong băng tuyết hai cực và núi cao, 13,5% nằm trong nước ngầm. Sông ngoài chứa được 1.700 km3 nước, chiếm 0,0001% tổng lượng và 0,005% lượng nước ngọt của Trái Đất. Hình 2.1: Tỉ lệg iữa các loại nước trên thế giới. 12 Theo hiểu biết hiện nay thì nước trên hành tinh của chúng ta phát sinh từ 3 nguồn: Bên trong lòng đất, từ các thiên thạch ngoài trái đất mang vào và từ tầng trên của khí quyển, trong đó thì nguồn gốc từ bên trong lòng đất là chủ yếu. Nước có nguồn gốc bên trong lòng đất được hình thành ở lớp vỏ giữa của quả đất do quá trình phân hóa các lớp nham thạch ở nhiệt độ cao tạo ra, sau đó theo các khe nứt của lớp vỏ ngoài nước thoát dần qua lớp vỏ ngoài thì biến thành thể hơi, bốc hơi và cuối cùng ngưng tụ lại thành thể lỏng và rơi xuống mặt đất. Trên mặt đất, nước chảy tràn từ nơi cao đến nơi thấp và tràn ngập các vùng trũng tạo nên các đại dương mênh mông và các sông hồ nguyên thủy. Bảng 2.1: Tài nguyên nước một số Quốc gia trên thế giới Tổng Bình quân Bình quân Tỷ lệ so với Quốc gia lượng diện tích đầu người toàn cầu km3 103 m3/km2 103 m3/người Brazin 9.230 22,2 1.084 135 CHLB Nga 4.003 9,6 234 23,5 Trung 2.550 6,1 268 2,6 Quốc 2.472 5,9 248 102 Canada 1.938 4,7 207 9,1 Mỹ 1.680 4,1 514 2,4 Ấn Độ 405 0,98 1.248 102 Na Uy 183 0,4 332 3,7 Pháp 88 0,7 917 5,6 Việt Nam Toàn cầu 41.500 100 279 9,0 (Nguồn: Nguyễn Thị Phương Loan, 2005) 2.3.1.2. Tình hình sử dụng nước trên thế giới Nhu cầu sử dụng nước càng ngày càng tăng theo đà phát trển của nền công nghiệp, nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người. Theo sự 13 ước tính, bình quân trên toàn thế giới có chừng khoảng 40% lượng nước cung cấp được sử dụng cho công nghiệp, 50% cho nông nghiệp và 10% cho sinh hoạt. Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng nước lại thay đổi tùy thuộc vào sự phát triển của mỗi quốc gia. Ví dụ: Ở Hoa Kỳ, khoảng 44% nước được sử dụng cho công nghiệp, 47% sử dụng cho nông nghiệp và 9% cho sinh hoạt và giải trí (Chiras,1991). Ở Trung Quốc thì 7% nước được dùng cho công nghiệp, 87% cho nông nghiệp, 6% sử dụng cho sinh hoạt và giải trí (Chiras, 1991). Nhu cầu về nước trong công nghiệp: Sự phát triển càng ngày càng cao của nền công nghiệp trên toàn thế giới càng làm tăng nhu cầu về nước, đặc biệt đối với một số ngành sản xuất như chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy, luyện kim, hóa chất, chỉ 5 ngành sản xuất này đã tiêu thụ mất 90% lượng nước sử dụng cho công nghiệp. Nhu cầu về nước trong nông nghiệp: Sự phát triển trong sản xuất nông nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòi hỏi một lượng nước ngày càng cao. Theo M.I.Lvovits (1974), trong tương lai do thâm canh nông nghiệp mà dòng chảy cả năm của các con sông trên toàn thế giới có thể giảm đi khoảng 700km3/năm. Phần lớn nhu cầu về nước được thỏa mãn nhờ mưa ở vùng có khí hậu ẩm, nhưng cũng thường được bổ sung bởi nước sông hoặc nước ngầm bằng biện pháp thủy lợi nhất là vào mùa khô. Người ta ước tính được mối quan hệ giữa lượng nước sử dụng với lượng sản phẩm ...ong việc chữa bệnh và bồi dưỡng sức khoẻ [5]. 33 - Vùng II: Là vùng cao núi đất phía tây gồm các huyện Hoàng Su Phì và Xín Mần. Diện tích tự nhiên 1.211,3 km2, dân số chiếm 15,9%. Điều kiện tự nhiên vùng này thích hợp cho việc phát triển cây trẩu và cây thông lấy nhựa. Cây lương thực chính vùng này là lúa nước và ngô. Chăn nuôi chủ yếu là trâu, ngựa, dê và các loại gia cầm.Vùng này là vùng đất của chè Shan tuyết và chủ nhân lâu đời của nó là người Dao - Một dân tộc có kinh nghiệm trồng và chăm sóc cây chè núi lâu đời [5]. - Vùng III: Là vùng núi thấp gồm các huyện: Bắc Quang, Vị Xuyên, Bắc Mê, Quang Bình và thị xã Hà Giang là vùng trọng điểm kinh tế của Hà Giang. Diện tích tự nhiên 4.320,3 km2, dân số chiếm 49,8%. Điều kiện tự nhiên thích hợp với các loại cây nhiệt đới, thuận lợi cho việc phát triển nghề rừng, trồng các loại cây nguyên liệu giấy như bồ đề, mỡ, thông và đây cũng là vùng tre, nứa, vầu, luồng lớn nhất trong tỉnh ... Ngoài ra đây còn là vùng trồng các loại cây ăn quả có múi như cam, quýt, chanh ...[5]. 4.1.1.3. Khí hậu Nằm trong vùng núi Việt Bắc - Hoàng Liên Sơn của Việt Nam, với cánh cung Ngân Sơn nằm chắn ở phía Đông và dãy Hoàng Liên Sơn ở phía Tây, tỉnh Hà Giang có địa hình chia cắt rất phức tạp với nhiều dãy núi cao trên 1.500m ở phía Tây Bắc, trong đó núi Chiêu Lầu Thi cao tới 2.383m. Tỉnh Hà Giang thường tiếp nhận không khí lạnh thổi quặt từ đồng bằng và vùng núi Đông Bắc tới, đã bị biến tính thêm một phần, nên không đem lại những nhiệt độ quá thấp như ở vùng núi Đông Bắc. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của độ cao địa hình ở đây vẫn quan trắc được những giá trị rất thấp của nhiệt độ tới -5,60C ở Phó Bảng trên độ cao 1.400m. Do vị trí địa lý và điều kiện địa hình, cũng như toàn vùng núi Việt Bắc – Hoàng Liên Sơn, ở tỉnh Hà Giang hầu như quanh năm duy trì một tình trạng ẩm ướt cao, gần như mất hẳn thời kỳ khô hanh đầu mùa đông tiêu biểu của miền khí hậu phía Bắc, độ ẩm trung bình thường xuyên ở mức 80-87%. 34 Lượng mưa năm dao động trong phạm vi rộng, từ 1.031mm ở xã Thượng Phùng huyện Mèo Vạc đến 4.721mm ở Bắc Quang và 4.846mm ở Quảng Ngần huyện Vị Xuyên, phụ thuộc vào sự phân bố của các hướng núi so với hướng gió mùa hoạt động trong vùng. Ở Hà Giang đã hình thành tâm mưa lớn nhất toàn quốc là Bắc Quang – Vị Xuyên đạt 4.700 - 4.800mm, do vào mùa hạ không khí ẩm hướng Đông Nam dễ dàng tràn qua đồng bằng xâm nhập sâu vào các thung lũng đem lại lượng mưa rất lớn trên sườn núi cao dãy Tây Côn Lĩnh. Tỉnh Hà Giang ít chịu ảnh hưởng của bão, nhưng có khá nhiều dông; mưa đá và sương muối hay gặp ở những vùng núi cao. Khí hậu tỉnh Hà Giang phân hóa rất mạnh không những phụ thuộc vào độ cao địa hình, mà còn vào hướng và dạng địa hình (trong báo cáo này đã sử dụng số liệu khí hậu có độ dài chuỗi 35-50 năm và được cập nhật đến năm 2013 của 5 trạm khí tượng và 32 trạm đo mưa có trên lãnh thổ của tỉnh). 4.1.1.4. Chế độ bức xạ, nắng, gió, mây Lượng bức xạ tổng cộng năm đạt khoảng 100-120kcal/cm2/năm. Vào thời kỳ (5-10) lượng bức xạ đều lớn hơn 10kcal/cm2/tháng và đạt giá trị lớn nhất vào tháng 6-7 (13-14,5kcal/cm2/tháng). Lượng bức xạ đạt trị số thấp nhất là 5,1-5,6kcal/cm2/tháng vào hai tháng 1-2. Số giờ nắng trung bình năm dao động trong khoảng 1.400-1.710 giờ nắng. Nếu coi mùa nắng là thời kỳ có trên 100 giờ/tháng, thì ở Hà Giang mùa nắng kéo dài 8-10 tháng (4-11 hoặc 3-12). Tháng 7-8 có nhiều nắng nhất, đạt 165-190 giờ/tháng; khu vực vùng núi cao tháng 4-5 có nhiều nắng nhất, đạt 150-155 giờ/tháng. Tháng 1 có ít nắng nhất, đạt khoảng 58-88 giờ/tháng. Chế độ gió tỉnh Hà Giang nhìn chung phụ thuộc vào đặc điểm địa hình địa phương. Ở những vùng núi cao phía sườn đón gió, hướng gió thịnh hành trùng với hướng hoàn lưu gió mùa trong khu vực; còn trong các thung lũng gió thổi theo hướng thung lũng. Ví dụ, ở trạm Hà Giang nằm trong thung lũng sông Lô có hướng Tây Bắc – Đông Nam, nên hướng gió thịnh hành quanh 35 năm là Đông Nam với tần suất đạt 13-36% và hướng Nam với tần suất dao động trong khoảng 9-18%; và phần trăm lặng gió đạt giá trị lớn, quanh năm dao động trong khoảng 36-59%. Tốc độ gió trung bình năm nhìn chung không lớn, đạt trên dưới 1m/s trong các thung lũng khuất kín; có thể lớn hơn ở vùng núi cao và phía sườn đón gió. Tốc độ gió mạnh nhất của tất cả các tháng trong năm đều lớn hơn 12m/s, giá trị lớn nhất có thể lớn hơn 30m/s, thậm chí đạt tới 40-45m/s vào các tháng 4-6. Do độ cao địa hình dao động trong phạm vi lớn, từ khoảng vài chục mét trong thung lũng sông Lô ở phía Đông Nam của tỉnh đến 2.383m ở đỉnh núi Chiêu Lầu Thi cao nhất tỉnh Hà Giang, nên nhiệt độ trung bình năm đạt khoảng 22- 230C ở vùng thấp dưới 300m, giảm xuống dưới 150C ở vùng núi cao trên 1.550-1.600m. Ở những vùng thấp dưới 300m, chế độ nhiệt phân hóa ra hai mùa nóng và lạnh rõ rệt; mùa nóng dài 5 tháng (5-9), còn mùa lạnh dài 3-5 tháng (11-3) trong đó có 3 tháng (12-2) có nhiệt độ trung bình <180C . Càng lên cao độ dài mùa nóng càng giảm, đến độ cao trên 700m không còn mùa nóng nữa; còn độ dài mùa lạnh càng tăng và kéo dài quanh năm ở vùng núi cao trên 1.600m. 4.1.1.5. Chế độ Mưa, Độ ẩm a. Lượng mưa Tỉnh Hà Giang có chế độ mưa từ ít đến rất nhiều, với tổng lượng mưa năm dao động trong khoảng 1.031-4.846mm. Trên hơn nửa lãnh thổ có chế độ mưa nhiều đến rất nhiều, với lượng mưa đạt trên 2.000mm/năm. Mùa mưa chủ yếu kéo dài 6-7 tháng (4 - 10), với lượng mưa chiếm 83- 91% tổng lượng mưa năm. Ở những khu vực mưa rất nhiều, mùa mưa có thể kéo dài tới 8 tháng (4-11) với lượng mưa đạt tới 93-94% tổng lượng mưa năm. Còn ở những khu vực mưa ít, mùa mưa chỉ kéo dài khoảng 5 tháng (5-9) với lượng mưa chiếm khoảng 78-81% tổng lượng mưa năm. Ba tháng (6-8, có 36 nơi 5-7) có lượng mưa lớn nhất, chiếm 47-62% tổng lượng mưa năm. Tháng 7 hoặc 8 có lượng mưa lớn nhất, đạt 200-340mm ở khu vực mưa ít; 300-600mm ở khu vực mưa vừa đến rất nhiều; thậm chí đạt tới 800-970mm ở tâm mưa lớn nhất toàn quốc Bắc Quang - Vị Xuyên. Ở vùng mưa ít mùa khô (lượng mưa <50mm/tháng) dài 5 tháng vào thời kỳ (11-3), trong đó có 3 tháng hạn (lượng mưa <25mm/tháng) vào thời kỳ (7-2) nhưng không có tháng kiệt (lượng mưa ≤5mm/tháng). Ở vùng mưa vừa và nhiều, mùa khô dài 2-4 tháng, trong đó có 0-3 tháng hạn. Còn ở khu vực mưa rất nhiều mùa khô rất ngắn, thường chỉ kéo dài 0-2 tháng, và hầu như không có tháng hạn. Tháng 12 hoặc tháng 1 có lượng mưa thấp nhất, thường đạt dưới 25mm; cá biệt ở những tâm mưa rất lớn như Bắc Quang có thể đạt tới 50-70mm. Lượng mưa ngày lớn nhất thường lớn hơn 100mm vào thời kỳ (5-9) ở những vùng mưa ít và vừa, gần như quanh năm (3-12) ở những vùng mưa nhiều và rất nhiều. Lượng mưa ngày lớn nhất có thể đạt tới 427mm/ngày vào tháng 6 ở Bắc Quang; đạt 687,8mm/ngày vào tháng 6 ở Hà Giang. Lượng mưa năm biến động không nhiều với hệ số biến động Cv dao động trong khoảng 0,124-0,335. Tính trung bình lượng mưa hàng năm dao động xung quanh trị số trung bình nhiều năm khoảng 12-34%. Lượng mưa tháng biến động mạnh hơn lượng mưa năm nhiều. Vào thời kỳ giữa mùa mưa (6-8) hệ số biến động Cv của lượng mưa thường dao động trong khoảng 0,291-0,556, trong khi vào mùa khô hệ số Cv thường đạt trên dưới 1,0 thậm chí có thể đạt tới 1,435 vào tháng 12 ở Đồng Văn. b. Số ngày mưa Trên đại bộ phận lãnh thổ, số ngày mưa năm dao động trong khoảng 140–180 ngày. Trong mùa mưa thường có trên 10 ngày/tháng. Ba tháng mưa lớn nhất (6-8) có nhiều ngày mưa nhất, tới 19-26 ngày/tháng. Tháng 12 hoặc I có ít ngày mưa nhất, chỉ có khoảng 4-8 ngày/tháng. Ở tâm mưa lớn nhất toàn 37 quốc Bắc Quang số ngày mưa năm có thể đạt tới 210 ngày và quanh năm có từ 12 ngày mưa/tháng trở lên; ba tháng mưa nhiều nhất (6-8) có khoảng 21-26 ngày mưa/tháng. c. Độ ẩm tương đối Độ ẩm tương đối trung bình năm khá cao, đạt 84-86% trên phần lớn lãnh thổ của tỉnh; chỉ đạt 80% ở trong các thung lũng khuất kín sau những dãy núi cao. Nhìn chung, độ ẩm tương đối trung bình ít thay đổi trong năm, tuy nhiên đạt giá trị lớn nhất vào tháng 8 (84-87%) và thấp nhất vào tháng 5 hoặc 4 (76-84%). Độ ẩm tương đối tối thấp trung bình năm dao động trong khoảng 58- 66%. Các giá trị độ ẩm tương đối tối thấp tuyệt đối hầu như quanh năm đều ≤40%. Giá trị độ ẩm thấp nhất tuyệt đối đã từng quan trắc trên lãnh thổ của tỉnh đều ≤11%; đạt giá trị thấp nhất là 5% vào tháng 3 ở Hoàng Su Phì và tháng 1 ở Phó Bảng. d. Lượng bốc thoát hơi tiềm năng PET Lượng bốc hơi PET hàng năm ở khu vực nghiên cứu khá thấp, dao động trong khoảng 920-995mm/năm. Vào mùa hè (5-8) lượng bốc hơi PET lớn hơn 100mm/tháng, đạt giá trị lớn nhất vào tháng 5 là 113-119mm/tháng. Hai tháng giữa mùa đông (12-1) có lượng bốc hơi PET thấp nhất, chỉ đạt 37- 45mm/tháng. e. Chỉ số khô hạn Để đánh giá đầy đủ hơn mức độ khô hạn của lãnh thổ về mặt định lượng chúng tôi đã tính chỉ số khô hạn. Đây là tỷ số giữa lượng bốc hơi PET và lượng mưa. Chỉ số khô hạn trung bình năm ở tỉnh Hà Giang nhìn chung khá thấp, dao dộng trong khoảng 0,2 - 0,6. Như vậy, xét chỉ số khô hạn trung bình năm thì tỉnh Hà Giang khá ẩm. Lượng mưa thu được cả năm thường lớn hơn lượng nước cần phải chi thông qua bốc thoát hơi nhiều lần. 38 Xét chỉ số khô hạn các tháng trong năm thấy có sự phân hóa rõ rệt theo mùa. Thời kỳ đủ ẩm cho cây trồng (chỉ số khô hạn <1,00) kéo dài 6 tháng vào thời kỳ (5-10) ở những vùng mưa ít và vừa; kéo dài gần như quanh năm tới 11-12 tháng ở những vùng mưa nhiều và rất nhiều. Vào giữa mùa mưa (6-8) chỉ số khô hạn thường đạt giá trị thấp nhất, chỉ đạt khoảng 0,10-0,42 lúc này lượng nước mưa thu được không những thừa đối với thảm thực vật mà có thể gây úng lụt, nếu địa hình thoát nước kém. Thời kỳ thiếu nước đối với thảm thực vật (chỉ số khô hạn lớn hơn 1,00) ở những vùng mưa ít và vừa dài 6 tháng vào thời kỳ (11-4), chỉ trong các thung lũng khuất kín vào tháng 1-2 có chỉ số khô hạn >2,00; và chỉ có khoảng 1 tháng ở những vùng mưa nhiều và rất nhiều. 4.1.1.6. Các hiện tượng thời tiết đặc biệt Nằm trong vùng núi Việt Bắc - Hoàng Liên Sơn, tỉnh Hà Giang chịu nhiều dông và sương muối ở vùng núi cao. Ngoài ra còn xuất hiện các hiện tượng thời tiết đặc biệt như: Mưa đá, sương mù, mưa phùn và khô nóng ở những vùng thấp. a. Dông, lốc và mưa đá Tỉnh Hà Giang có khá nhiều dông. Dông xuất hiện rất nhiều ở những khu vực mưa nhiều và rất nhiều, trung bình mỗi năm có tới 90-100 ngày dông. Trong khi ở những khu vực mưa vừa và ít, dông xuất hiện ít hơn, trung bình có khoảng 60-65 ngày/năm. Dông thường xuất hiện nhiều vào mùa mưa, nhiều nhất vào các tháng 6-8 với khoảng 17-20 ngày/tháng ở những vùng mưa nhiều và rất nhiều; có khoảng 12-14 ngày/tháng ở những khu vực mưa vừa và ít. Cùng với dông ở đây còn xuất hiện lốc. Dông đôi khi còn xuất hiện kèm theo mưa đá tuy nhiên với tần suất thấp. Trên phần lớn lãnh thổ trung bình mỗi năm có thể quan trắc được 0,2-0,3 ngày mưa đá, chủ yếu vào thời kỳ (2-5), có nơi xuất hiện cả vào các tháng 6, 11, 12, 1. Ở vùng núi trung bình và cao mưa đá xuất hiện nhiều hơn, tới 1-2 ngày/năm, vào các tháng 3-5, 8, 11. 39 b. Sương muối Sương muối xuất hiện trên hầu khắp lãnh thổ của tỉnh. Trung bình mỗi năm có dưới 1 ngày sương muối, vào các tháng 7, 1 và 3 ở vùng thấp dưới 600m. Ở những vùng núi cao có rất nhiều sương muối, ở Phó Bảng (1.400m) trung bình mỗi năm có tới 6,6 ngày; vào thời kỳ (11-3). c. Sương mù Sương mù xuất hiện không nhiều ở Hà Giang, trung bình có khoảng 20-50 ngày/năm. Sương mù xuất hiện rải rác trong năm, nhiều nhất vào thời kỳ thu-đông (9-1) với khoảng 2-9 ngày/tháng tùy nơi. d. Mưa phùn Mưa phùn ở Hà Giang không nhiều, trung bình mỗi năm quan trắc được 3-20 ngày ở những vùng thấp dưới 600m, ở những vùng núi cao như Phó Bảng xuất hiện nhiều hơn, khoảng 40-50 ngày/năm. Mưa phùn xuất hiện nhiều nhất vào thời kỳ (12-4), với khoảng 1-10 ngày/tháng tùy nơi. e. Số ngày khô nóng Trung bình mỗi năm có khoảng 10-30 ngày khô nóng ở vùng thấp dưới 300m. Khô nóng xuất hiện nhiều vào mùa hè (5-8), với khoảng 2-7 ngày/tháng. f. Bão Nằm khá sâu và khuất ở trong đất liền nên tỉnh Hà Giang chỉ chịu ảnh hưởng gián tiếp của bão như gây mưa lớn, lũ lụt, lũ quét Trung bình mỗi năm ở khu vực phía Đông Bắc Bộ có 1 - 2 cơn bão ảnh hưởng đến đời sống và sản xuất của người dân trong vùng. Bão thường xuất hiện vào thời kỳ từ tháng 6 đến tháng 9, với khoảng 0,4-0,6 cơn/năm. 4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 4.1.2.1. Điều kiện kinh tế 1. Sản xuất Nông lâm nghiệp, nông thôn - Tổng diện tích gieo trồng các loại cây hàng năm vụ xuân ước đạt 101.886 ha, tăng 191 ha so vụ xuân năm trước; diện tích lúa gieo trồng ước 40 đạt gần 9.300 ha, giảm 3,1%; ngô ước đạt 42.689 ha, đạt 80% KH. Sản lượng lương thực có hạt vụ xuân 2016 ước đạt gần 125.651 tấn, tăng 583 tấn so vụ xuân năm trước. Đậu tương đã trồng 7.233 ha; Cây lạc ước đạt 6.096 ha; rau các loại 5.758 ha; đậu các loại 2.258 ha. Triển khai sản xuất vụ mùa kịp thời, đúng thời vụ. - Tình hình thiên tai: Đầu năm thời tiết rét đậm, rét hại đã gây thiệt hại trên 8.510 ha cây trồng, 647 con gia súc. Trong tháng 4, 5 xảy ra 4 đợt mưa giông mạnh kèm mưa đá làm 02 người chết, 06 người bị thương và thiệt hại về tài sản, hoa màu, tổng giá trị thiệt hại 77 tỷ đồng. Ngoài ra, nắng nóng kéo dài đã gây thiệt hại 325,05 ha ngô. Đã hỗ trợ kinh phí khắc phục hậu quả thiên tai 17,3 tỷ đồng [6]. 2. Sản xuất công nghiệp, xây dựng - Giá trị sản xuất công nghiệp theo giá thực tế ước đạt trên 1.632,3 tỷ đồng, đạt 38% kế hoạch. Một số sản phẩm có mức tăng khá như: Quặng sắt và tinh quặng sắt tăng 20,6%; quặng man gan tăng hơn 3 lần; đá xây dựng các loại tăng 9,2%; chè sơ chế tăng 5,3%; bột giấy các loại tăng 28,64%; ván dán tăng hơn 9 lần; gạch xây các loại tăng 5,61%; điện sản xuất tăng 4,8%. - Kế hoạch vốn đầu tư từ NSNN năm 2016 là 2.348,7 tỷ đồng. Tổng giá trị sản xuất xây dựng (theo giá so sánh) ước đạt 1.422 tỷ đồng, tăng 7,01% so với cùng kỳ; giải ngân các nguồn vốn ước đạt 55% KH [6]. 3. Thương mại, dịch vụ, du lịch - Tổng mức lưu chuyển hàng hóa bán lẻ xã hội ước đạt 3.546,5 tỷ đồng, đạt 48,7% kế hoạch và tăng 11,3% so với cùng kỳ. Chỉ số giá tiêu dùng chung toàn tỉnh tháng 6/2016 tăng 0,37% so với tháng trước, tăng 1,05% so với cùng kỳ; tính chung 6 tháng đầu năm tăng 0,69% so với cùng kỳ. - Kim ngạch xuất nhập khẩu, trao đổi hàng hóa qua các cửa khẩu ước đạt 600 triệu USD, vượt 100% so với kế hoạch, tăng 4,73 lần so với cùng kỳ. 41 - Doanh thu từ hoạt động vận tải ước đạt 215,6 tỷ đồng, tăng 2,59% so cùng kỳ. Tổng số thuê bao điện thoại (cố định và di động) đạt trên 535 nghìn thuê bao. Doanh thu từ hoạt động bưu chính,viễn thông ước đạt 62,9 tỷ đồng. - Doanh thu du lịch, dịch vụ du lịch đạt 370,9 tỷ đồng. 6 tháng đầu năm đã có 421,7 nghìn lượt khách du lịch đến Hà Giang, trong đó khách Quốc tế 136,5 nghìn lượt người, khách du lịch nội địa 285,2 nghìn lượt [6]. 4. Tài chính, tín dụng - Tổng thu ngân sách nhà nước đạt 5.228,3 tỷ đồng; trong đó thu ngân sách trên địa bàn 788,4 tỷ đồng, đạt 44,3% KH. Tổng chi ngân sách địa phương ước thực hiện 4.776,2 tỷ đồng, đạt 49% kế hoạch, trong đó: chi đầu tư phát triển 1.460,5 tỷ đồng; chi thường xuyên 3.228,9 tỷ đồng. - Tổng nguồn vốn huy động của các tổ chức tín dụng đến 30/6/2016 ước đạt 13.450 tỷ đồng. Tổng dư nợ ước đạt 13.147 tỷ đồng, tăng 18%, đạt 65,6% KH. Nợ xấu 45 tỷ đồng, chiếm 0,34%/tổng dư nợ [6]. 4.1.2.2 Văn hóa – xã hội - Tổ chức thành công Lễ công nhận tỉnh Hà Giang đạt chuẩn Quốc gia về phổ cập giáo dục mầm non cho trẻ 5 tuổi. Chuẩn bị các điều kiện cho kỳ thi tốt nghiệp THPT Quốc gia năm 2016. Xây dựng các Đề án và tổ chức thực hiện nhiều hoạt động nhằm nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện; tiếp tục củng cố và phát triển quy mô mạng lưới trường, lớp. - Thực hiện khám, điều trị cho trên 399 nghìn lượt người. Triển khai tốt các dự án thuộc chương trình y tế, dân số kế hoạch hóa gia đình, phòng chống HIV/AIDS. 6 tháng đầu năm xảy ra 02 vụ ngộ độc thực phẩm với 49 người mắc, không có tử vong. - Tổ chức thành công các hoạt động văn hóa, thể thao, lễ hội mừng Đảng, mừng Xuân và chào mừng các ngày lễ lớn. Thực hiện tốt công tác tuyên truyền bầu cử đại biểu Quốc hội khóa XIV và HĐND các cấp nhiệm kỳ 2016-2021... Triển khai xây dựng Hồ sơ “Tri thức canh tác hốc đá của cư dân cao nguyên đá Hà Giang” trình UNESCO vinh danh. 42 4.2. Hiện trạng nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang 4.2.1. Hiện trạng chất lượng nguồn nước suối Tà Vải Suối Tà Vải là nguồn cung cấp chính cho sinh hoạt cho các doanh trại quân đội Trung đoàn 877 và Trường quân sự thuộc Bộ Chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang. Nước nguồn có thành phần hóa học thay đổi theo mùa, đặc biệt là hàm lượng cặn lơ lửng và chất hữu cơ. Hàm lượng một số kim loại nặng trong nước suối cũng vượt quy định cho phép đối với nước ăn uống, vì vậy khi đánh giá chất lượng nước suối Tà Vải phải áp dụng tiêu chuẩn cho nước sử dụng mục đích sinh hoạt ( QCVN 08:2008/BTNMT cột A1 và A2 ). Để đánh giá hiện trạng nguồn nước suối Tà Vải, tôi đã tiến hành quan trắc nước mặt, bảng 4.1 và 4.2 sẽ cho ta biết được giá trị của các chỉ tiêu ô nhiễm trong mùa mưa và mùa khô. 43 Bảng 4.1: Kết quả phân tích mẫu nước mùa khô – tháng 04/2017 Kết quả QCVN 08- MT:2015/ STT Thông số Đơn vị NM NM NM NM NM NM NM NM NM BTNMT 01 02 03 04 05 06 07 08 09 (Cột A1) 1 pH - 6,88 6,77 7,3 6,8 6,8 6,82 6,9 7,1 6,8 6 - 8,5 2 BOD5 mg/l 8,5 15,5 14,6 12,7 11,3 9,3 9,3 14,7 15,1 4 3 COD mg/l 15 26 23,68 21 24 15,6 19 26,5 27,55 10 4 DO mg/l 7,25 7,64 7,56 7,56 7,25 8,25 6,55 6,86 8,03 ≥ 6 5 TSS mg/l 96 109 101 111,3 84 87 91 94 105,6 20 + 6 Amoni (NH4 tính theo N) mg/l <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 0,3 - mg/l 5,2 3,6 4,9 3,4 5 4,6 4,83 3,9 3,5 2 7 Nitrat (NO3 tính theoN) - 8 Nitrit (NO2 tính theo N) mg/l 0,07 0, 051 0,06 0,05 0,06 0,047 0,064 0,056 0,07 0,05 44 Kết quả QCVN 08- MT:2015/ STT Thông số Đơn vị NM NM NM NM NM NM NM NM NM BTNMT 01 02 03 04 05 06 07 08 09 (Cột A1) 3- 9 Phosphat (PO4 tính theo P) mg/l 0,04 <0,02 <0,02 <0,02 0,04 0,037 0,05 0,04 <0,02 0,1 10 Cu mg/l <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 0,1 11 Mn mg/l 0,27 0,32 0,21 0,31 0,34 0,26 0,31 0,27 0,13 0,1 12 Fe mg/l 0,56 0,64 0,36 0,53 0,54 0,57 0,64 0,49 0,48 0,5 13 Tổng dầu, mỡ mg/l 0,29 0,72 0,52 0,40 0,23 0,27 0,33 0,22 0,67 0,3 MPN/ 14 Coliforms 230 4300 2400 460 230 2100 2400 4300 930 2500 100ml MPN/ 15 E.Coli 7 230 4 9 7 7 4 230 11 20 100ml (Nguồn:Phòng thí nghiệm – Viện Kỹ thuật và Công nghệ môi trường) 45 Chú giải: - NM01: Suối Tà vải, điểm đầu nguồn, gần Trường tiểu học Kim Thạch, Kim Thạch, Vị Xuyên. - NM02:Suối Tà Vải, điểm hợp lưu đầu tiên phía trước đập. - NM03: Nhánh rẽ đầu tiên chảy vào suối Tà Vải - NM04: Suối Tà Vải, giữa đập thủy lợi - NM05: Suối Tả Vải, tại Bản Trang, xã Kim Thạch, huyện Vị Xuyên - NM06: Suối Tả Vải, cửa xả tràn thân đập - NM07: Suối Tà Vải, nhánh suối phía Tây Bắc dòng chính (nhánh thứ 2). - NM08: Suối Tả Vải, điểm hợp lưu thứ hai trước thân đập - NM09: Tại mương thuỷ lợi sau thân đập. - QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt Nhận xét: Qua kết quả phân tích ở bảng trên cho thấy: các thông số (pH, DO, + 3- NH4 , PO4 , Cu) đều thấp hơn giới hạn tối đa cho phép của QCVN 08- MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước mặt. Tuy nhiên, một vài vị trí thì các thông số Fe (ở mẫu NM01, NM02, NM04, NM05, NM06, NM07, NM08) và tổng dầu mỡ (ở các mẫu NM02, NM03, NM04, NM07), - - BOD5, COD, tổng chất rắn lơ lửng, NO3 , NO2 , Mn và Coliforms, E.coli (tại mẫu NM02, NM08) đều vượt giới hạn tối đa cho phép của quy chuẩn. Đồng thời qua kết quả phân tích ở bảng trên còn cho ta thấy hiện trạng môi trường nước suối Tà Vải đang bị ô nhiễm nặng đặc biệt là nồng độ BOD5, COD cao gây nên hiện tượng phú dưỡng trong nước. 46 Bảng 4.2: Bảng kết quả phân tích mẫu nước mùa mưa – Tháng 07/2017 QCVN Kết quả 08- STT Thông số Đơn vị MT:2015/ NM0 NM01 NM02 NM03 NM05 NM06 NM07 NM08 NM09 BTNMT 4 (Cột A1) 1 pH - 6,95 7,3 7,6 6,85 6,82 6,92 6,79 7,01 6,94 6 - 8,5 2 BOD5 mg/l 14,1 18 26 19 10,5 15 10,3 12,6 12,5 4 3 COD mg/l 26,8 36,8 45,8 33,9 21 25 21 17 27,8 10 4 DO mg/l 7,61 7,75 7,71 7,77 8,25 7,55 6,55 6,75 6,35 ≥ 6 5 TSS mg/l 106 120 125 99 112 102 96 104 110 20 + 6 Amoni (NH4 tính theo N) mg/l <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 0,3 - 7 Nitrat (NO3 tính theoN) mg/l 4,4 2,5 3,1 3,7 4,02 4,93 3,67 3,19 2,45 2 - 8 Nitrit (NO2 tính theo N) mg/l 0,036 0,071 0,04 0,069 0,053 0,047 0,071 0,066 0,059 0,05 3- 9 Phosphat(PO4 tính theo P) mg/l <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 0,021 0,03 0,046 0,04 0,06 0,1 10 Cu mg/l <0,02 <0,02 0,024 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 0,1 47 QCVN Kết quả 08- STT Thông số Đơn vị MT:2015/ NM0 NM01 NM02 NM03 NM05 NM06 NM07 NM08 NM09 BTNMT 4 (Cột A1) 11 Mn mg/l 0,22 0,12 0,37 0,3 0,36 0,41 0,32 0,41 0,42 0,1 12 Fe mg/l 0,53 0,41 0,63 0,41 0,63 0,74 0,58 0,69 0,66 0,5 13 Tổng dầu, mỡ mg/l 0,65 0,6 0,62 0,27 0,51 0,24 0,37 0,22 0,22 0,3 MPN/100 14 Coliforms 930 930 9300 430 2300 2400 970 4300 4300 2500 ml MPN/100 15 E.Coli 4 43 7 4 43 23 23 17 17 20 ml (Nguồn:Phòng thí nghiệm – Viện Kỹ thuật và Công nghệ môi trường) 48 Nhận xét: Kết quả phân tích ở bảng trên vào mùa mưa (tháng 7/2017) cho thấy: các + 3- - thông số (pH, DO, NH4 , PO4 , Cu), Mn (ở mẫu NM04), NO2 (NM01, NM03, NM04), Fe (ở mẫu NM02, NM04) và Tổng dầu mỡ (ở mẫu NM04, NM08, NM09) đều thấp hơn giới hạn tối đa cho phép của QCVN 08- MT:2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước mặt. - Ngoài ra, còn các thông số: BOD5, COD, tổng chất rắn lơ lửng, NO3 và Coliforms (ở mẫu NM03, NM08, NM09), E.coli (ở mẫu NM05, NM06, NM07) vượt quá giới hạn tối đa cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước mặt. Nhận xét chung: Qua bảng kết quả phân tích mẫu nước suối Tà Vải mùa mưa và mùa khô ta thấy cả hai mùa nước suối Tà Vải đều có hàm lượng các chất hữu cơ, kim loại nặng và chất rắn lơ lửng cao hơn rất nhiều so với giới hạn tối đa cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước mặt (áp dụng cột A1 - Nước sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt, bảo tồn động thực vật thủy sinh và các mục đích khác ), vậy nguồn nước nơi đây chưa đảm bảo cho việc sử dụng hoạt của người dân 4.3. Nghiên cứu sử dụng màng lọc UF(Utrafiltration) để xử lý nước sông suối 4.3.1. Nghiên cứu và lựa chọn màng lọc. Các yêu cầu tái sử dụng nước thải tạo điều kiện thúc đẩy phát triển các công nghệ xử lý nước bậc cao. Công nghệ màng đã được sử dụng trong việc xử lý nước và nước thải. Tuy nhiên, ban đầu giá thành màng lớn nên không có tính kinh tế trong việc xử lý nước, và chỉ được ứng dụng thích hợp hoặc các trường hợp đặc biệt. Đến những năm 1990 màng lọc được thương mại hóa, nên bắt đầu được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng của tái sử dụng nước thải, và trở thành một kỹ thuật phát triển nhanh nhất trong lĩnh vực xử lý nước. Công nghệ màng lọc ra đời là phương án tối ưu để thay thế cho phương pháp lọc truyền thống. Nhiều nghiên cứu nhằm loại bỏ chất hữu cơ, trong đó sử dụng các màng lọc là phương pháp tốt nhất để loại bỏ chất hữu cơ trong 49 nước, bao gồm: màng lọc MF, màng lọc UF, màng nano, và thẩm thấu ngược. Sử dụng công nghệ màng lọc trong xử lí nước về nguyên tắc là phải loại bỏ tạp chất ra khỏi nước, kĩ thuật lọc màng có thể không cần sử dụng hóa chất mà có thể loại bỏ tạp chất ra khỏi nước theo nguyên lí cái “rây”, hạt to hơn lỗ rây bị giữ lại, hạt nhỏ hơn lỗ rây sẽ lọt qua, nếu mắt rây đủ nhỏ các hạt tạp chất nhỏ nhất trong nước là các ion cũng bị chặn lại, chỉ có nước sạch đi qua. Hình 4.3.1. Sơ đồ vận chuyển các chất trong nước qua màng lọc Qua hình 3.15 cho ta bức tranh so sánh kích thước các hạt tạp chất có trong nước và khả năng lọc của các kỹ thật lọc khác nhau. Có rất nhiều loại màng lọc khác nhau với khả năng khác nhau. Chúng đều là các loại màng với động lực là áp suất. Về nguyên tắc, lọc càng tinh thì yêu cầu về áp suất để bơm nước qua màng càng cao, khi đó chi phí năng lượng càng lớn nên người ta đã nghĩ đến các giải pháp tốn ít năng lượng hơn và thứ tự sắp xếp các loại màng lọc như sau: - Giá thành màng: RO > NF > UF > MF - Áp suất động học: RO > NF > UF > MF Các phương pháp lọc nano (NF) và lọc thẩm thấu ngược (RO) có chi phí đầu tư cũng như vận hành lớn hơn vi lọc (MF) và siêu lọc (UF). Tuy rằng NF và RO có khả năng loại bỏ tạp chất, vi khuẩn, vi rút cao nhưng để xử lý nước suối Tà Vải thành nước sinh hoạt thì phương pháp MF và UF có tính khả thi cao hơn. 50 Hình 4.3.2. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng Về khía cạnh kỹ thuật lọc các loại màng trên đều cần áp lực, màng lọc càng tinh (kích thước lỗ càng nhỏ) thì lọc càng được nhiều loại tạp chất, đồng thời cần áp lực lọc càng cao. Bảng 4.3.1. Các quá trình lọc màng với động lực là áp suất (màng áp lực) Kích Tổn Khả năng Loại Nguyên lí thước lỗ, thất áp thấm riêng, Ứng dụng màng lọc nm ∆p, bar L/(m²h bar) Loại bỏ cặn lơ MF 50 – 5000 0,1 – 2 > 50 Rây qua lỗ lửng Cô đặc, làm sạch các chất UF 2 – 200 1 – 5 10 – 50 Rây qua lỗ phân tử lượng cao, lọc nước 51 Bảng 4.3.2. Kích thước mao quản và áp suất làm việc một số quá trình màng. Kích Áp suất Loại màng thước lỗ động lực Các ứng dụng đặc trưng [μm] [bar] Vi lọc 10 - 0,05 0,1 – 2 Phân tách các chất dạng keo (Microfiltration) và các hạt Siêu lọc 0,05 – 1 – 10 Phân tách các chất có khối (Utrafiltration) 0,002 lượng phân tử lớn Do các màng có kích thước lỗ màng và lực điều khiển quá trình hoạt động khác nhau mà dải kích thước áp dụng và loại bỏ các chất khác nhau. Thông thường màng lọc được phân loại theo kích thước lỗ màng. Màng lọc MF có kích thước lỗ khoảng 0,1 - 1µm, màng UF là 0,001 – 0,1µm, còn màng NF và RO có kích thước lỗ nhỏ hơn rất nhiều so với MF và UF. Do đó, quá trình MF và UF có thể có độ thấm cao hơn với áp suất sử dụng nhỏ hơn so với quá trình NF và RO. Hơn nữa, với cơ chế tách loại, màng áp suất thấp (MF và UF) có thể hình dung như một cái rây lọc nên dẫn đến lỗ rỗng lớn hơn, trong khi màng lọc áp suất cao (NF và RO) không đơn thuần chỉ phân loại dựa theo kích thước lỗ màng mà đánh giá dựa trên độ hòa tan và khuếch tán của chất cần lọc. Trong bốn loại màng lọc phổ biến MF, UF, NO và RO được áp dụng khá rộng rãi với một số tính năng ưu biệt như tiết kiệm năng lượng, không tồn tại nước thải của quá trính lọc, và đảm bảo được chất lượng nước đầu ra cũng như quá trình vận hành bảo dưỡng đơn giản. Thì màng lọc MF và UF thích hợp sử dụng với các vùng địa lý đặc biệt như biên giới, vùng núi nhằm đáp ứng được các nhu cầu sử dụng nước cũng như những vấn đề thiếu thốn về năng lượng. Bên cạnh đó NF, và RO có khả năng loại bỏ tạp chất, vi khuẩn vi rút cao 52 Kết luận : Để xử lý nước suối Tà Vải thành nước sinh hoạt thì phương pháp UF có tính khả thi cao hơn. Vì vậy, qua quá trình nghiên cứu về màng lọc, học viên đã đề xuất sử dụng công nghệ màng lọc UF để xử lý nước suối Tà Vải thành nước sinh hoạt. 4.3.2. Kết quả sau khi xử lý nước bằng màng lọc UF(Utrafiltration) Công nghệ màng siêu lọc UF để cấp nước và xử lý nước nước thải, việc áp dụng màng lọc siêu lọc (UF) được nghiên cứu rộng rãi với mục tiêu trên và đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng tại các nước như Mỹ, Nhật.UF có lỗ chân lông 0,01 – 0,02 mm. Hiện nay theo xu thế phát triển công nghệ mới, màng siêu lọc (UF) là công nghệ lọc cung cấp một giải pháp hợp lý cho các dây chuyền sản xuất thực phẩm và đồ uống, cung cấp nguồn nước ăn uống hàng ngày vô hạn cho người dùng. Chất lượng nước rất cao sau khi lọc qua màng UF dùng cho việc sản xuất nước khoáng, nước hoa quả, nước tăng lực. Vậy nên, các nhà khoa học đã đề xuất áp dụng màng siêu lọc (UF) trong giải pháp để giải quyết vấn đề về nước sạch. Sau này, màng siêu lọc (UF) đã kế thừa và được cải tiến thêm nhiều lần, với nhiều chất liệu vượt trội từ các loại màng thế hệ trước. Hàng loạt ngành công nghiệp đã hưởng lợi từ công nghệ này. Người ta ứng dụng màng lọc UF từ ngành sản xuất thực phẩm, dược phẩm, cho tới thu hồi kim loại quý và tái chế nước thải. Bảng 4.3.3. Chất lượng nước sau khi lọc bằng màng UF Thông số so sánh Trước xử lý Sau xử lý Độ đục (NTU) 10,2 0,2 Volatile Phenolic Compound (mg/L) 0,018 < 0,002 CODcr (mg/L) 3,46 1,46 Chloroform (mg/L) 347 4.5 Tổng số khuẩn Intestinal Coliform (cfu/mL) 350 0 Tổng số khuẩn Fecal Coliform (cfu/L) 350 0 53 Mô tả dây chuyền công nghệ Dây chuyền công nghệ được lựa chọn: NƯỚC BẬC I. VẬT LIỆU BẬC II. MÀNG UF LỌC ODM 2F SÔNG SUỐI CẤP NƯỚC SỬ DỤNG Hình 4.3.3. Mô hình dây chuyền công nghệ xử lý nước sông suối bằng màng lọc UF Công suất của mô hình thử nghiệm: 1m3/h tương ứng 24m3/ngày đêm 54 1. Nước từ sông suối được bơm cấp lên “Mô hình lọc bằng vật liệu zeolit- điatomit ODM2F”. Sau mô hình lọc, nước chảy vào bồn chứa nước trước khi qua bậc II xử lý bằng màng lọc 2. Sử dụng bơm lọc hút nước từ bồn chứa “nước sau xử lý bậc I bằng vật liệu lọc ODM2F” đẩy qua 3 màng lọc UF vào bồn chứa “Nước sau xử lý