Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước ngầm cho khu dân cư xã Gia Lộc huyện Trảng Bàng tỉnh Tây Ninh

CHÖÔNG 2: TOÅNG QUAN VEÀ NÖÔÙC CAÁP VAØ CAÙC BIEÄN PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC NGAÀM TAÀM QUAN TROÏNG CUÛA NÖÔÙC CAÁP Nöôùc laø nhu caàu caàn thieát cuûa moïi sinh vaät soáng treân traùi ñaát, khoâng coù nöôùc cuoäc soáng treân traùi ñaát khoâng theå toàn taïi. Nhu caàu duøng nöôùc raát lôùn. Vaán ñeà xöû lí nöôùc vaø cung caáp nöôùc saïch, choáng oâ nhieãm nguoàn nöôùc do taùc ñoäng cuûa nöùôc thaûi sinh hoïat vaø nöôùc thaûi saûn xuaát laø vaán ñeà caàn quan taâm haøng ñaàu. Moãi quoác gia ñeàu coù nhöõng tieâu chuaån rieâng veà tieâu chuaån nöôùc caáp. Trong ñoù, caùc chæ tieâu cao thaáp khaùc nhau nhöng nhìn chung caùc chæ tieâu phaûi ñaûm baûo an toøan veä sinh veà soá löôïng vi sinh coù trong nöôùc, khoâng coù caùc chaát ñoäc haïi laøm aûnh höôûng ñeán söùc khoûe con ngöôøi, caùc chæ tieâu veà pH, ñoä cöùng, ñoä ñuïc, ñoä maøu, haøm löôïng kim loaïi hoøa tan, muøi vò… Caùc nguoàn nöôùc trong töï nhieân ít khi ñaûm baûo ñöôïc heát caùc tieâu chuaån chung veà nöôùc caáp. Do ñoù, tính chaát coù saün cuûa nguoàn nöôùc hay bò oâ nhieãm neân tuøy thuoäc vaøo töøng chaát löôïng nöôùc vaø yeâu caàu veà chaát löôïng nöôùc caáp maø caàn phaûi coù quaù trình xöû lí cho thích hôïp, ñaûm baûo cung caáp nöôùc coù chaát löôïng nöôùc toát vaø oån ñònh chaát löôïng nöôùc cho töøng nhu caàu söû duïng. NGUOÀN NÖÔÙC CAÁP 2.2.1. Nguoàn nöôùc maët Nguoàn nöôùc maët laø nguoàn nöôùc töï nhieân gaàn guõi voái con ngöôøi nhaát vaø cuõng chính vì vaäy maø nguoàn nöôùc beà maët cuõng deã oâ nhieãm do ñieàu kieän moâi tröôøng, do caùc hoïat ñoäng cuûa con ngöôøi khi khai thaùc vaø söû duïng nguoàn nöôùc. Nöôùc beà maët chuû yeáu laø nöôùc soâng vaø nöôùc hoà. Chaát löôïng nöôùc soâng phuï thuoäc vaøo nôi coù maât ñoä daân soá cao, coâng nghieäp phaùt trieån maø coâng taùc quaûn lí caùc doøng thaûi khoâng ñöôïc chuù troïng thì nöôùc soâng bò oâ nhieãm bôûi caùc chaát ñoäc haïi, caùc chaát höõu cô oâ nhieãm Chaát löôïng nöôùc hoà phuï thuoäc vaøo thôøi gian löu, ñieàu kieän thôøi tieát vaø chaát löôïng nguoàn nöôùc chaûy vaøo hoà caû nöôùc thaûi sinh hoïat vaø nöôùc thaûi coâng nghieäp. Ngoaøi ra coøn phuï thuoäc vaøo thôøi tieát khu vöïc, nôi thieáu aùnh saùng maët trôøi, ñieàu kieän löu thoâng keùm vaø chaát thaûi höõu cô nhieàu. Nöôùc soâng vaø nöôùc hoà ñeâàu khoâng ñaûm baûo chaát löôïng nöôùc caáp. Baûng 2.1: Thaønh phaàn caùc chaát gaây nhieãm baån nöôùc maët Chaát raén lô löûng d>10 mm Caùc chaát keo d =10- 10mm Caùc chaát hoaø tan d <10mm Ñaát seùt Caùt Keo Fe(OH) Chaát thaûi höõu cô, vi sinh vaät Taûo Ñaát seùt Protein Silicat SiO Chaát thaûi sinh hoaït höõu cô Cao phaân töû höõu cô Vi khuaån Caùc ion K, Na, Mg, Cl,So,Po4. CH4, H2S,... Caùc chaát höõu cô Caùc chaát muøn Nöôùc maët laø nguoàn nöôùc töï nhieân maø con ngöôøi thöôøng söû duïng nhaát nhöng cuõng deã bò oâ nhieãm nhaát. Toå chöùc y teá Theá Giôùi ñöa ra moät soá nguoàn oâ nhieãm chính trong nöôùc maët nhö sau: - Nöôùc nhieãm baån do vi truøng, virut vaø caùc chaát höõu cô gaây beänh. - Nöôùc nhieãm baån do caùc chaát höõu cô phaân huûy töø ñoäng thöïc vaät vaø caùc chaát thaûi trong noâng nghieäp. - Nguoàn nöôùc nhieãm baån do chaát thaûi coâng nghieäp, chaát thaûi raén coù chöùa caùc chaát ñoäc haïi cuûa caùc cô sôû coâng nghieäp nhö phenol, xianua, croâm, cañimi, chì, keõm… - Nguoàn nöôùc nhieãm baån do caùc chaát taåy röûa toång hôïp trong sinh hoïat vaø trong coâng nghieäp - Nguoàn nöôùc nhieãm baån do chaát phoùng xaï, caùc hoùa chaát baûo veä thöïc vaät, caùc hoùa chaát höõu cô toång hôïp trong coâng nghieäp chaát deûo, vaûi sôïi, caùc hoùa chaát voâ cô duøng laøm phaân boùn, nguoàn nöôùc thaûi töø caùc nhaø maùy nhieät ñieän taát caû ñeàu gaây aûnh höôûng ñeán chaát löôïng nguoàn nöôùc maët. Toùm laïi, ngoaøi caùc yeáu toá ñòa hình, thôøi tieát laø caùc yeáu toá khaùch quan gaây aûnh höôûng ñeán chaát löôïng nöôùc beà maët, chuùng ta coøn phaûi xeùt ñeán moät yeáu toá khaùc chuû quan hôn ñoù laø taùc ñoäng cuûa con ngöôøi tröïc tieáp hay giaùn tieáp vaøo quaù trình gaây oâ nhieãm nöôùc beà maët. 2.2.2. Nguoàn nöôùc ngaàm Nöôùc ngaàm ít chòu aûnh höôûng yeáu toá taùc ñoäng cuûa con ngöôøi hôn nöôùc maët. Chaát löôïng nöôùc ngaàm toát hôn chaát löôïng nöôùc maët. Thaønh phaàn ñaùng quan taâm trong nöùôc ngaàm laø caùc taïp chaát hoøa tan do aûnh höôûng cuûa ñieàu kieän ñòa hình, ñieàu kieän ñòa taàng, thôøi tieát, caùc quaù trình phong hoùa, sinh hoùa trong khu vöïc. Maët duø vaäy, nöôùc ngaàm cuõng coù theå nhieãm baån do taùc ñoäng cuûa con ngöôøi. Caùc chaát thaûi cuûa con ngöôøi vaø ñoäng vaät, caùc chaát thaûi hoùa hoïc, caùc chaát thaûi sinh hoïat, cuõng nhö vieäc söû duïng phaân boùn hoùa hoïc… Taát caû caùc chaát thaûi ñoù theo thôøi gian seõ ngaám daàn vaøo nguoàn nöôùc, tích tuï daàn vaø daãn ñeán laøm hö hoûng nguoàn nöôùc ngaàm. Baûng 2.2: Nhöõng ñieåm khaùc nhau giöõa nöôùc ngaàm vaø nöôùc maët Ñaëc tính Nöôùc maët Nöôùc ngaàm Nhieät ñoä Thay ñoåi theo muøa Töông ñoái oån ñònh Ñoä ñuïc Thöôøng cao vaø thay ñoåi theo muøa Thaáp hay haàu nhö khoâng coù Chaát khoaùng hoaø tan Thay ñoåi theo chaát löông ñaát, löôïng möa Ít thay ñoåi, cao hôn nöôùc maët ôû cuøng moät vuøng Fe vaø Mn hoaù trò II (ôû traïng thaùi hoaø tan) Raát thaáp, tröø döôùi ñaùy hoà Thöôøng xuyeân coù Khí CO hoaø tan Thöôøng raát thaáp hay gaàn baèng khoâng Thöôøng xuaát hieän ôû noàng ñoä cao NH Xuaát hieän coù caùc nguoàn nöôùc nhieãm baån Thöôøng coù SiO Thöôøng coù noàng ñoä trung bình thaáp Thöôøng coù ôû noàng ñoä cao Nitrat Thöôøng thaáp Thöôøng coù ôû noàng ñoä cao do phaân hoaù hoïc Caùc vi sinh vaät Vi truøng (nhieàu loaïi gaây beänh) virut caùc loaïi taûo Caùc vi khuaån do saét gaây ra thöôøng xuaát hieän. (Nguoàn: Saùch xöû lí nöôùc caáp cuûa Nguyeãn Thò Thu Thuûy - trang 19) Baûn chaát ñòa chaát coù aûnh höôûng lôùn ñeán thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nöôùc ngaàm. Nöôùc luoân tieáp xuùc vôùi ñaát trong traïng thaùi bò giöõ laïi hay löu thoâng trong ñaát. Noù taïo neân söï caân baèng giöõa nöôùc vaø ñaát. Taïi nhöõng khu vöïc ñöôïc baûo veä toát, ít coù nguoàn thaûi gaây oâ nhieãm, nöôùc ngaàm noùi chung ñöôïc ñaûm baûo beà maët veä sinh vaø coù chaát löôïng khaù oån ñònh. Ngöôøi ta chia nöôùc ngaàm laøm 2 loaïi khaùc nhau: - Nöôùc ngaàm hieáu khí (coù oâxy): Thoâng thöôøng loaïi naøy coù chaát löôïng toát, coù tröôøng hôïp khoâng caàn xöû lí maø coù theå caáp tröïc tieáp cho ngöôøi tieâu duøng. - Nöôùc ngaàm yeám khí (khoâng coù oâxy): Trong quaù trình nöôùc thaám qua caùc taàng ñaát, ñaù, oâxy bò tieâu thuï. Löôïng oâxy hoøa tan bò tieâu thuï heát, caùc chaát hoøa tan nhö Fe2+, Mn2+ seõ taïo thaønh. 2.3. CAÙC CHÆ TIEÂU TRONG NÖÔÙC CAÁP: 2.3.1. CAÙC CHÆ TIEÂU VAÄT LYÙ 2.3.1.1 - Nhieät ñoä nöôùc (0C, 0K) Nhieät ñoä cuûa nguoàn nöôùc laø ñaïi löôïng phuï thuoäc vaø ñieàu kieän moâi tröôøng vaø khí haäu. Ñaây laø yeáu toá khoâng nhoû aûnh höôûng ñeán quaù trình xöû lí nöôùc. 2.3.1.2 – Ñoä maøu (Pt – Co) Ñoä maøu cuûa nöôùc thieân nhieân ñeå theå hieän söï toàn taïi caùc hôïp chaát humic (muøn) vaø caùc chaát baån trong nöôùc taïo neân. Ñoä maøu cuûa nöôùc caáp ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch so maøu baèng maét thöôøng hay baèng maùy so maøu quang hoïc vôùi thang maøu tieâu chuaån. Ñôn vò ño maøu laø Pt–Co. 2.3.1.3 – Muøi vò Moät soá chaát khí vaø chaát hoøa tan trong nöôùc coù muøi. Nöôùc thieân nhieân thöôøng coù muøi ñaát, muøi tanh ñaëc tröng hoùa hoïc nhö ammoniac, muøi Clophenol. Nöôùc coù theå khoâng vò hoaëc coù vò maën chaùt tuøy theo haøm löôïng caùc muoái khoùang hoøa tan. 2.3.1.4 – Ñoä ñuïc (NTU) Ñoä ñuïc cuûa nöùôc ñaëc tröng cho caùc taïp chaát phaân taùn daïng höõu cô hay voâ cô khoâng hoøa tan hay keo coù nguoàn goác khaùc nhau. Nguyeân nhaân gaây ra maët nöôùc bò ñuïc laø söï toàn taïi cuûa caøc loaïi buøn, acid silic, hydroxit saét, hydroxit nhoâm, caùc loaïi keo höõu cô, vi sinh vaät, vaø phuø du thöïc vaät trong ñoù. Ñoä ñuïc thöôøng ño baèng maùy so maøu quang hoïc döïa treân cô sôû thay ñoåi cöôøng ñoä aùnh saùng khi ñi qua lôùp nöôùc maãu. Ñôn vò cuûa ñoä ñuïc xaùc ñònh theo phöông phaùp naøy laø NTU. 1 NTU töông öùng vôùi 0,58 mg foocmazin trong 1 lít nöôùc. 2.3.1.5 – Ñoä nhôùt Ñoä nhôùt laø ñaïi löôïng bieåu thò löïc ma saùt noäi, sinh ra trong quaù trình dòch chuyeån giöõa caùc lôùp chaát loûng vôùi nhau. Ñaây laø yeáu toá chính gaây neân toån thaát aùp löïc vaø do vaäy noù ñoùng vai troø quan troïng trong quaù trình xöû lí nöôùc. 2.3.1.6 – Ñoä daãõn ñieän Nöôùc coù tính daãn ñieän yeáu. Ñoä daãn ñieän taêng theo haøm löôïng caùc chaát khoùang hoøa tan trong nöôùc vaø dao ñoäng theo nhieät ñoä. Thoâng soá naøy thöôøng ñöôïc duøng ñeå ñaùnh giaù toång haøm löôïng chaát hoøa tan trong nöôùc. 2.3.1.7 – Haøm löôïng chaát raén trong nöôùc Haøm löôïng chaát raén trong nöôùc bao goàm coù chaát raén voâ cô (caùc muoái hoøa tan, chaát raén khoâng tan nhö huyeàn phuø, ñaát caùt…), caùc chaát raén höõu cô (caùc vi sinh vaät, vi khuaån, ñoäng vaät nguyeân sinh, chaát thaûi sinh hoaït, coâng nghieäp). Trong xöû lí nöôùc, veà haøm löôïng chaát raén coù caùc khaùi nieäm sau: . Toång haøm löôïng caën lô löûng TSS (total suppended solid) . Caën lô löûng SS ( Suppended Solid ) . Chaát raén hoøa tan DS ( Dissolved Solid ): DS = TDS – SS . Chaát raén hoùa hôi VS (Volatile Solid) 2.3.2. Caùc chæ tieâu hoùa hoïc 2.3.2.1 Haøm löôïng oâxi hoøa tan (DO) OÂ xy hoøa tan trong nöôùc phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá nhö nhieät ñoä, aùp suaát, ñaëc tính cuûa nguoàn nöôùc baøo goàm caùc thaønh phaàn hoùa hoïc, vi sinh vaø thuûy sinh. OÂâxy hoøa tan trong nöôùc khoâng taùc duïng vôùi nöôùc veà maët hoùa hoïc. 2.3.2.2 Ñoä pH pH laø chæ soá ñaëc tröng cho noàng ñoä ion H+ coù trong dung dòch. Thöôøng bieåu thò cho tính acid hay tính kieàm cuûa nöôùc. Vaø ñoä pH cuûa nöôùc coù lieân quan ñeán söï hieän dieän cuûa moät soá kim loaïi vaø khí hoaø tan trong nöôùc. Ôû ñoä pH < 5, tuyø thuoäc vaøo ñieàu kieän ñòa chaát, trong moät soá nguoàn nöôùc coù theå chöùa Saét, Mangan nhoâm ôû daïng hoaø tan. Vaø moät soá loaïi khí nhö CO2, H2S toàn taïi ôû daïng töï do trong nöôùc. Tính chaát naøy ñöôïc duøng ñeå khöû caùc hôïp chaát Sunfua vaø Cacbonat coù trong nöôùc baèng bieän phaùp laøm thoaùng. Ngoaøi ra khi taêng pH vaø coù theâm taùc nhaân oxi hoaù, caùc kim loaïi hoaø tan trong nöôùc chuyeån thaønh daïng keát tuûa vaø deã daøng taùch ra khoûi nöôùc baèng bieän phaùp laéng, loïc. Ñoä pH trong nöôùc coù yù nghóa quan troïng trong caùc quaù trình lyù, hoaù khi xöû lyù baèng hoaù chaát. Quaù trình chæ coù hieäu quaû toái öu khi ôû moät khoaûng pH aán ñònh trong nhöõng ñieàu kieän nhaát ñònh. 2.3.2.3 Ñoä kieàm cuûa nöôùc Ñoä kieàm toaøn phaàn laø toång haøm löôïng caùc ion Hydrocacbonat, Cacbonat, Hydroxyt vaø Anion cuûa caùc muoái cuûa caùc axit yeáu. Do haøm löôïng caùc muoái cuûa caùc axit yeáu coù trong nöôùc raát nhoû neân ñoä kieàm toaøn phaàn ñöôïc ñaëc tröng baèng toång haøm löôïng caùc ion sau: K = [OH] + [ CO] + [HCO] 2.3.2.4 Ñoä cöùng cuûa nöôùc Ñoä cöùng cuûa nöôùc laø ñaïi löôïng bieåu thò haøm löôïng caùc ion Canxi vaø Magieâ coù trong nöôùc. Trong kyõ thuaät xöû lyù nöôùc söû duïng 3 loaïi ñoä cöùng: Ñoä cöùng taïm thôøi Ñoä cöùng toaøn phaàn Ñoä cöùng vónh cöûu Duøng nöôùc coù ñoä cöùng cao trong sinh hoaït gaây laõng phí xaø phoøng do Canxi vaø Magieâ phaûn öùng vôùi caùc Axit beùo taïo thaønh caùc hôïp chaát khoù hoaø tan. Trong saûn xuaát Canxi vaø Magieâ coù theå tham gia caùc phaûn öùng keát tuûa khaùc gaây trôû ngaïi cho quy trình saûn xuaát. 2.3.2.5 Caùc hôïp chaát chöùa Nitô Quaù trình phaân huyû caùc chaát höõu cô taïo ra Amoniac, Nitrit, Nitrat. Vì vaäy, caùc hôïp chaát chöùa nitô coù trong nöôùc laø keát quaû cuûa quaù trình phaân huyû caùc hôïp chaát höõu cô coù trong töï nhieân, trong caùc chaát thaûi, trong caùc nguoàn phaân boùn maø con ngöôøi tröïc tieáp hay giaùn tieáp ñöa vaøo nguoàn nöôùc. Do ñoù, caùc hôïp chaát naøy thöôøng ñöôïc xem laø nhöõng chaát chæ thò duøng ñeå nhaän bieát möùc ñoä nhieãm baãn cuûa nguoàn nöôùc. Khi nöôùc môùi bò oâ nhieãm do phaân boùn hay nöôùc thaûi, trong nguoàn nöôùc chuû yeáu laø NH4 (nöôùc nguy hieåm) Nöôùc chuû yeáu laø NO2 thì nguoàn nöôùc ñaõ bò oâ nhieãm moät thôøi gian daøi hôn (nöôùc ít nguy hieåm hôn) Nöôùc chuû yeáu laø NO3 thì quaù trình oxy hoaù ñaõ keát thuùc (nöôùc ít nguy hieåm hôn). Vieäc söû duïng roäng raûi caùc loaïi phaân boùn cuõng laøm cho haøm löôïng Nitrat trong nöôùc töï nhieân cao. Ngoaøi ra, do caáu truùc ñòa taàng vaø ôû moät soá ñaàm laày, nöôùc thöôøng bò nhieãm Nitrat. 2.3.2.6 Caùc hôïp chaát Photpho Trong nöôùc töï nhieân thöôøng gaëp nhaát laø photphat. Khi nguoàn nöôùc bò nhieãm baån bôûi raùc vaø caùc hôïp chaát höõu cô quaù trình phaân huyû giaûi phoùng ion PO3- saûn phaåm cuûa quaù trình coù theå toàn taïi ôû daïng: H2PO4-; HPO42-; PO43- Nguoàn Photphat ñöa vaøo moâi tröôøng nöôùc laø töø nöôùc thaûi sinh hoaït, nöôùc thaûi cuûa moät soá ngaønh coâng nghieäp, phaân boùn duøng treân ñoàng ruoäng. Photphat khoângï thuoäc loaïi ñoäc haïi ñoái vôùi con ngöôøi. Nhöng söï toàn taïi cuûa chaát naøy vôùi haøm löôïng cao trong nöôùc seõ gaây caûn trôû trong quaù trình xöû lyù. Ñaëc bieät laø hoaït ñoäng cuûa beå laéng. 2.3.2.7 Caùc hôïp chaát Saét, Mangan Trong nöôùc maët thöôøng chöùa Saét (III) toàn taïi ôû daïng keo höõu cô hay caën huyeàn phuø vôùi haøm löôïng khoâng lôùn. Trong nöôùc ngaàm, Saét thöôøng toàn taïi ôû daïng saét hoaù trò (II) keát hôïp vôùi caùc goác Hydrocacbonat, Sunfat, Clorua (Fe(HCO3)2; FeSO4; FeCl2). Ñoâi khi toàn taïi döôùi daïng keo cuûa Axit Humic, hay keo Silic, keo löu huyønh. Söï toàn taïi cuûa caùc daïng Saét trong nöôùc phuï thuoäc vaøo pH vaø ñieän theá oxy hoaù khöû cuûa nöôùc. Cuõng nhö Saét, Mangan thöôøng coù trong nöôùc ngaàm. Nhöng vôùi haøm löôïng lôùnû hôn 0,5mg/l laø nguyeân nhaân gaây cho nöôùc coù muøi tanh kim loaïi. 2.3.2.8 Caùc chaát khí hoaø tan Caùc loaïi khí hoaø tan thöôøng gaëp trong nöôùc thieân nhieân laø khí Cacbonic (CO2), khí Oxy (O2) vaø Sunfua Dihydro (H2S). Haøm löôïng CO2 hoaø tan trong nöôùc cao thöôøng laøm cho nöôùc coù tính aên moøn beâ toâng vaø ngaên caûn vieäc taêng pH cuûa nöôùc. Trong nöôùc maët Sunfua Dihydro ñöôïc oxy hoaù thaønh daïng Sunfat. Do vaäy, söï coù maët cuûa khí H2S trong noù chöùng toû nguoàn nöôùc maët ñoù ñaõ bò nhieãm baån vaø coù quaù thöøa chaát höõu cô chöa phaân huyû, tích tuï ôû ñaùy caùc nguoàn nöôùc. Haøm löôïng khí H2S hoaø tan trong nöôùc nhoû hôn 0,5mg/l ñaõ taïo cho nöôùc coù muøi khoù chòu vaø laøm cho nöôùc coù tính aên moøn kim loaïi. 2.3.2.9 Caùc hôïp chaát Silic Trong nöôùc thieân nhieân thöôøng coù caùc hôïp chaát Silic. Möùc ñoä toàn taïi cuûa chuùng phuï thuoäc vaøo ñoä pH = 8 – 11 Silic chuyeån sang daïng HSiO3, caùc hôïp chaát naøy coù theå toàn taïi ôû daïng keo hay daïng ion hoaø tan. Söï toàn taïi caùc hôïp chaát naøy trong nöôùc caáp cho noài hôi raát nguy hieåm do caën Silicat ñoùng thaønh noài hôi, thaønh oáng laøm giaûm khaû naêng truyeàn nhieät vaø gaây taéc oáng. 2.3.2.10 Clorua (Cl-) Muoái khoaùng hay bò aûnh höôûng quaù trình nhieãm maën caùc taàng chöùa nöôùc ngaàm hay ôû caùc ñoaïn soâng gaàn bieån. Vieäc duøng nöôùc coù haøm löôïng clorua cao coù theå gaây ra maéc beänh thaän cho ngöôøi söû duïng. Ngoaøi ra nöôùc chöùa nhieàu clorua coù tính xaâm thöïc ñoái vôùi beâtoâng. 2.3.2.11 Sunfat (SO) Ion sunfat thöôøng coù nguoàn goác khoaùng chaát hay nguoàn goác höõu cô. Nöôùc coù haøm löôïng sunfat lôùn hôn 250mg/l coù tính ñoäc haïi cho söùc khoeû ngöôøi söû duïng 2.3.2.12 Caùc kim loaïi naëng coù tính ñoäc cao Arsen (As): Arsen laø kim loaïi coù theå toàn taïi ôû daïng hôïp chaát voâ cô vaø höõu cô. Trong nöôùc arsen thöôøng ôû daïng Arsenic. Arsen coù khaû naêng gaây: Ung thö bieåu moâ da, Pheá quaûn, Phoåi, caùc xoang. Crom (Cr) : Trong ñòa quyeån, Crom toàn taïi chuû yeáu ôû daïng quaëng cromit FeO.C2O3. Crom ñöa vaøo nguoàn nöôùc töï nhieân do hoaït ñoäng nhaân taïo vaø töï nhieân (phong hoaù). Hôïp chaát Cr+6 laø chaát oxy hoaù maïnh vaø ñoäc deã gaây: Vieâm loeùt da, xuaát hieän muïn côm, vieâm gan, vieâm thaän, thuûng vaùch ngaên giöõa hai laù mía, ung thö phoåi,… Thuyû ngaân (Hg): Thuyû ngaân coøn coù trong nöôùc beà maët vaø nöôùc ngaàm ôû daïng voâ cô.. Thuyû ngaân voâ cô taùc ñoäng chuû yeáu ñeán thaän, trong khi ñoù Metyl thuyû ngaân aûnh höôûng chính ñeán heä thaàn kinh trung öông. 4. Chì (Pb): Ñaây laø moät kim loaïi naëng aûnh höôûng ñeán oâ nhieãm moâi tröôøng raát nhieàu. Vì noù coù khaû naêng tích luyõ laâu daøi trongcô theå vaø gaây nhieãm ñoäc ngöôøi, thuyû sinh qua daây chuyeàn thöïc phaåm. Chì taùc duïng leân heä thoáng Enzim vaän chuyeån Hydro. Khi bò nhieãm ñoäc, ngöôøi beänh coù moät soá roái loaïn cô theå. 2.3.2.13 Hoaù chaát baûo veä thöïc vaät Hieän nay coù raát nhieàu hoaù chaát ñöôïc söû duïng trong noâng nghieäp ñeå dieät saâu raày, naám, coû. Caùc nhoùm hoaù chaát chính: Photpho höõu cô, Clo höõu cô, Carbonat Haàu heát caùc chaát naøy ñeàu coù ñoäc tính cao ñoái vôùi ngöôøi. Ñaëc bieät laø clo höõu cô coù tính beàn vöõng cao trong moâi tröôøng vaø khaû naêng tích luyõ trong cô theå. Vieäc söû duïng khoái löôïng lôùn hoaù chaát naøy treân ñoàng ruoäng ñang ñe doaï laø oâ nhieãm nguoàn nöôùc. Vì theá nhieàu nöôùc hieän nay ñaõ caám söû duïng moät soá loaïi thuoác tröø saâu nhaát ñònh vaø quy ñònh lieàu löôïng cuõng nhö caùch thöùc söû duïng. 2.3.3 Caùc chæ tieâu vi sinh Trong töï nhieân, moâi tröôøng nöôùc cuõng laø nôi soáng cuûa raát nhieàu loaïi vi sinh vaät, rong taûo vaø caùc ñôn baøo. Tuyø tính chaát caùc loaïi vi sinh phaân thaønh hai nhoùm coù haïi vaø voâ haïi. Nhoùm coù haïi goàm caùc vi truøng gaây beänh vaø caùc loaïi rong, reâu, taûo. Chuùng caàn ñöôïc giaûm thieåu tröôùc khi ñöa vaøo söû duïng. 2.3.3.1 Vi truøng gaây beänh Nguoàn goác cuûa vi truøng gaây beänh trong nöôùc laø do söï nhieãm baån raùc, phaân ngöôøi vaø ñoäng vaät. Trong ngöôøi vaø ñoäng vaät thöôøng coù vi khuaån E.coli sinh soáng vaø phaùt trieån. Ñaây laø loaïi vi khuaån ñöôøng ruoät voâ haïi, thöôøng ñöôïc baøi tieát qua phaân ra moâi tröôøng. Söï coù maët cuûa E.coli chöùng toû nguoàn nöôùc bò nhieãm baån phaân raùc vaø khaû naêng toàn taïi cuûa caùc loaïi vi khuaån gaây beänh keøm theo laø cao. Soá löôïng nhieàu hay ít tuyø thuoäc vaøo möùc ñoä nhieåm baån. Khaû naêng toàn taïi cuûa vi khuaån E.coli cao hôn caùc loaïi vi khuaån gaây beänh khaùc. Do ñoù, vi khuaån naøy ñöôïc choïn laøm vi khuaån ñaëc tröng cho vieäc xaùc ñònh möùc ñoä nhieãm baån vi truøng gaây beänh cuûa nguoàn nöôùc. 2.3.3.2 Caùc loaïi rong taûo: Rong taûo phaùt trieån trong nöôùc laøm nöôùc bò nhieãm baån höõu cô vaø laøm cho nöôùc coù maøu xanh. Trong nöôùc maët coù nhieàu loaïi rong taûo sinh soáng, caùc loaïi gaây haïi chuû yeáu vaø khoù loaïi tröø laø nhoùm taûo dieäp luïc vaø taûo ñôn baøo. Trong kyõ thuaät xöû lyù vaø cung caáp nöôùc, hai loaïi taûo treân thöôøng vöôït qua beå laéng vaø ñoïng laïi treân beà maët loïc laøm toån thaát taêng nhanh. Khi phaùt trieån trong caùc ñöôøng oáng daãn nöôùc, rong taûo coù theå laøm taéc oáng, ñoàng thôøi coøn laøm cho nöôùc coù tính aên moøn do quaù trình hoâ haáp thaûi khí Cacbonic. Do vaäy ñeå traùnh taùc haïi cuûa rong taûo, caàn coù bieän phaùp phoøng ngöøa söï phaùt trieån cuûa chuùng ngay taïi nguoàn nöôùc. CAÙC TIEÂU CHUAÅN NÖÔÙC CAÁP 2.3.4.1 Tieâu chuaån nöôùc caáp cho aên uoáng vaø sinh hoaït Nöôùc caáp duøng trong sinh hoaït phaûi khoâng maøu, khoâng muøi, khoâng chöùa caùc chaát ñoäc haïi, caùc vi truøng vaø taùc nhaân gaây beänh. Haøm löôïng chaát hoaø tan khoâng ñöôïc vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp. Theo tieâu chuaån Vieät Nam TCVN 5502:2003, chaát löôïng nöôùc caáp sinh hoaït phaûi coù chæ tieâu chaát löôïng nhö ôû baûng sau: Baûng 2.3. Chaát löôïng nöôùc aên uoáng vaø sinh hoïat Chæ tieâu chaát löôïng Ñôn vò Möùc, khoâng lôùn hôn Maøu saéc Ñoä ñuïc mg/Pt NTU 15 5 Muøi, vò - Khoâng Haøm löôïng caën khoâng tan, mg/l mg/l 3 Tính caën saáy khoâ, mg/l mg/l 1000 Ñoä pH - 6 - 8,5 Ñoä cöùng toaøn phaàn,0dH mg/l 300 Ñoä oxy hoaù KmnO4, mg/l mg/l 6 Nitrit, mg/l 1.0 Nitraùt mg/l 10 Amoniac, mg/l mg/l 3 Haøm löôïng Sunfua Hidro mg/l 0,05 Haøm löôïng Chì mg/l 0,01 Haøm löôïng Aren mg/l 0,01 Haøm löôïng Cu mg/l 1 Haøm löôïng Keõm mg/l 3 Haøm löôïng toång Saét mg/l 0,5 Haøm löôïng Mangan mg/l 0,5 Haøm löôïng Florua mg/l 0,7-1,5 Haøm löôïng Clorua mg/l 250 Haøm löôïng Nhoâm mg/l 0,5 Haøm löôïng thuûy ngaân mg/l 0,001 Haøm löôïng Croâm mg/l 0,05 Haøm löôïng Xyanua mg/l 0,07 Haøm löôïng thuoác tröø saâu Clo höõu cô mg/l 0,1 Coliform toång MPN/100ml 2,2 E.coli vaø Coliform chòu nhieät MPN/100ml 0 2.3.4.2. Chaát löôïng nöôùc caáp cho saûn xuaát Moãi ngaønh saûn xuaát ñeàu coù nhöõng yeâu caàu rieâng veà chaát löôïng söû duïng. Nöôùc caáp cho caùc ngaønh: Coâng nghieäp thöïc phaåm, Coâng nghieäp deät, Giaáy, Phim aûnh… ñeàu caàn coù chaát löôïng nhö nöôùc sinh hoaït, ñoàng thôøi coù moät soá yeâu caàu rieâng veà löôïng Saét, Mangan vaø Ñoä cöùng. Trong saûn xuaát coâng nghieäp, löôïng nöôùc laøm nguoäi chieám phaàn lôùn nhu caàu cho saûn xuaát noùi chung. Yeâu caàu chaát löôïng nöôùc laøm nguoäi theo baûng sau. Baûng 2.4: Chaát löôïng nöôùc caáp cho laøm nguoäi Chæ tieâu chaát löôïng Laøm nguoäi moät laàn Ñoä pH 7,2 – 9,5 Axít cacbonic xaâm thöïc, mg/l 20 Ñoä cöùng taïm thôøi,dH 8 -15 Ñoä cöùng toaøn phaàn, dH 50 Toång haøm löôïng muoái, mg/l 3000 Clorua, mg/l 1000 Saét, mg/l 1 Mangan, mg/l 0,15 Chaát lô löûng, mg/l 5 Beân caïnh ñoù laø noài hôi ñoäng löïc, noài hôi caáp nhieät tuy khoâng coù yeâu caàu cao veà caùc chæ tieâu hoaù sinh, vi sinh, nhöng laïi coù caùc yeâu caàu raát cao veà caùc chæ tieâu hoaù hoïc, chaát löôïng nöôùc caáp cho noài hôi ôû baûng: Baûng 2.5: Chaát löôïng nöôùc caáp cho noài hôi Chæ tieâu chaát löôïng AÙp suaát noài hôi, atm 13 16 52 122 158 Ñoä cöùng toaøn phaàn, dH < 0,1 < 0,1 < 0,05 < 0,01 < 0,01 Axít cacbonic toaøn phaàn, mg/l - < 10 < 10 < 5 < 5 Oxy hoaø tan, mg/l < 50 < 50 < 50 < 20 < 20 Daàu môõ, mg/l < 3 < 3 < 3 < 1 < 1 Ñoä oxy hoaù KmnO4, mg/l CAØNG THAÁP CAØNG TOÁT Saét, mg/l - - - - < 30 SiO, mg/l < 240 < 180 < 72 < 2 < 0,1 2.4. CAÙC BIEÄN PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC Mục đích của xử lý nước cấp: Cung cấp số lượng nước đầy đủ và an toàn về mặt hoá học, vi trùng học Cung cấp nước có chất lượng tốt, ngon Cung cấp nước có đầy đủ thành phần khoáng chất caàn thiết cho việc bảo vệ sứa khoẻ con người. Nước sau khi xử lý phải thoả mãn ”Tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt” theo TCVN 5502: 2003. Một số phương pháp xử lý nước cấp: Tröôøng hôïp nöôùc ngaàm coù ñuû oxy hoaù, coù theå söû duïng tröïc tieáp khoâng caàn xöû lyù. Tuy nhieân caùc coâng trình vaãn raát caàn thieát nhö vaán ñeà laøm meàm nöôùc, ñieàu chænh ñoä pH, khöû truøng. Moâ hình ñôn giaûn cuûa quaù trình xöû lyù nöôùc ngaàm ñöôïc theå hieän nhö sau: Gieáng Chænh pH Clo hoaù an toaøn Beå chöùa nöôùc saïch Ca(OH) Cl Sô ñoà 2.1: Moâ hình ñôn giaûn cuûa quaù trình xöû lyù nöôùc ngaàm coù ñuû oxy Neáu nöôùc ngaàm khoâng coù ñuû oxy hoaø tan thì vieäc caàn trao ñoåi khí vaø sau ñoù laø quaù trình loïc trôû neân raát caàn thieát. Trong quaù trình trao ñoåi khí seõ xaûy ra söï nhaän oxy, taùch CH, HS vaø khöû CO. Trong quaù trình loïc tieáp theo, caùc ion Saét vaø Mangan (II) seõ bò oxy hoaù taùch ra, ñoàng thôøi moät löôïng nhoû Amoniac (1,5mg/l) coù theå ñöôïc oxy hoaù thaønh Nitrat baèng quaù trình sinh hoïc. Trong tröôøng hôïp naøy, loïc ñöôïc coi laø moät thieát bò phaûn öùng trong quaù trình hoaù hoïc vaø sinh hoïc xaûy ra. Vieäc ñieàu chænh ñoä pH sau loïc cuõng raát caàn thieát. Heä thoáng phöùc taïp hôn so vôùi nöôùc ngaàm coù ñuû oxy. Gieáng Laøm thoùang Loïc caùt nhanh Laøm thoùang Chænh pH Beå chöùa nöôùc saïch Ca(OH)2 Gieáng Laøm thoùang Loïc caùt nhanh Chænh pH Beå chöùa nöôùc saïch Ca(OH)2 Sô ñoà 2.2: Sô ñoà ñôn giaûn cuûa quaù trình xöû lyù nöôùc ngaàm coù laøm thoaùng vaø loïc Trong moät soá tröôøng hôïp, thôøi gian löu cuûa loïc khoâng ñuû ñeå khöû Saét (II) keát hôïp vôùi oxy taïo thaønh Saét (III), giaûi phaùp ñeà ra laø duøng dung dòch chaát oxy hoaù khöû ñeå oxy hoaù Saét nhö: Clo, Kali Permanganat, Ozoân. Taùch Mangan ñoâi khi cuõng laø moät vaán ñeà, phöông aùn toát nhaát laø taêng pH leân ñeán 8,3 tröôùc khi loïc, vì ôû ñieàu kieän ñoù Mangan coù theå bò khöû vôùi oxy. Giaøn möa Beå troän Beå laéng Beå loïc Beå chöùa nöôùc saïch Chất keo tụ Chất khử trùng Khaû naêng xöû lyù nöôùc ngaàm baèng quaù trình khaùc nhau ñöôïc moâ taû trong hình döôùi ñaây: Chất kiềm hóa Sô ñoà 2.3: Coâng ngheä xöû lyù nöôùc ngaàm phoå bieán Laøm thoaùng Oxy hoaù Loïc khöû Fe, Mn Taïo boâng vaø laéng OÅn ñònh loïc OÅn ñònh ñieàu Chænh pH Laéng Haáp thuï Loïc Khöû truøng, oån ñònh Söû duïng. Sô ñoà 2.4: Sô ñoà moâ taû caùc quaù trình khaùc nhau trong xöû lyù nöôùc ngaàm 2.4.2.1 Laøm thoaùng Ñaây laø moät giai ñoaïn trong daây chuyeàn coâng ngheä xöû lyù nöôùc coù nhieäm vuï: - Hoaø tan oxy töø khoâng khí vaøo nöôùc ñeå oxy hoaù Saét hoaù trò (II), Mangan hoaù hoaù trò (III) vaø Mangan hoaù hoaù trò (IV) taïo thaønh caùc hôïp chaát Hydroxit Saét hoaù trò (III) Fe(OH)3 vaø Hydroxit Mangan hoaù trò (IV) Mn(OH)4 keát tuûa deã laéng vaø ñöôïc thu ra khoûi nöôùc baèng laéng vaø loïc. - Trong nöôùc ngaàm saét thöôøng toàn taïi ôû daïng ion, Fe2+ laø thaønh phaàn cuûa caùc muoái hoaø tan nhö: Bicacbonat Fe(HCO3)2, Sunfua FeSO4 vaø thöôøng toàn taïi khoâng beàn vöõng vaø bò phaân li: Fe(HCO) = 2 HCO - Fe Quaù trình oxy hoùa thuyû phaân dieãn ra: 4 Fe + O+10 H2O = 4 Fe(OH) +8H 2Mn(HCO) + O + 6 HO = 2Mn(OH) + 4H + 4 HCO Ñoàng thôøi xaûy ra phaûn öùng phuï: H + HCO = HO + CO Khöû khí CO, HS coù trong nöôùc, laøm taêng pH cuûa nöôùc, taïo ñieàu kieän thuaän lôïi vaø ñaåy nhanh quaù trình oxy hoaù vaø thuyû phaân Saét vaø Mangan, naâng cao naêng suaát cuûa caùc coâng trình laéng vaø loïc trong quaù trình khöû Saét vaø Mangan. HS + O = 2S + 2HO Quaù trình laøm thoaùng taêng haøm löôïng oxy hoaù hoaø tan trong nöôùc naâng cao oxy hoaù khöû cuûa nöôùc ñeå thöïc hieän deã daøng caùc quaù trình oxy hoaù chaát höõu cô trong quaù trình khöû maøu vaø khöû muøi cuûa nöôùc. 2.4.2.2 Clo hoaù sô boä Laø quaù trình cho Clo vaøo nöôùc trong giai ñoaïn tröôùc khi nöôùc vaøo beå laéng vaø beå loïc, taùc duïng cuûa quaù trình laø: - Keùo daøi thôøi gian tieáp xuùc trieät ñeå tieät truøng khi nguoàn nöôùc bò nhieãm baån. - Oxy hoaù Saét hoaø tan ôû daïng hôïp chaát höõu cô, oxy hoaù Mangan hoaø tan ñeå taïo thaønh caùc keát tuûa cuûa töông öùng. - Oxy hoaù caùc höõu cô ñeå khöû maøu. - Trung hoaø Amoniac thaønh ClorAmin coù tính chaát tieät truøng keùo daøi. - Clo hoaù sô boä coøn coù taùc duïng ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa rong reâu, taûo trong beå phaûn öùng taïo boâng caën vaø beå laéng, phaù huyû teá baøo cuûa caùc vi sinh vaät saûn sinh ra chaát nhaày nhôùt treân beà maët loïc, laøm taêng thôøi gian cuûa chu kyø loïc. Tuy vaäy, Clo hoaù cuõng coù caùc nhöôïc ñieåm: - Tieâu toán löôïng Clo thöôøng gaáp 3 ñeán 5 laàn löôïng Clo duøng ñeå khöû truøng nöôùc sau beå loïc, laøm taêng giaù thaønh xöû lyù nöôùc. - Clo phaûn öùng vôùi chaát höõu cô hoaø tan trong nöôùc taïo ra hôïp chaát Triholomothene laø chaát gaây ra beänh ung thö cho ngöôøi söû duïng nöôùc. Vì vaäy, khoâng neân aùp duïng quy trình Clo hoaù sô boä cho caùc nguoàn nöôùc maët chöùa nhieàu chaát höõu cô. 2.4.2.3 Quaù trình keo tuï vaø phaûn öùng taïo boâng caën Keo tuï vaø boâng caën laø quaù trình taïo ra caùc taùc nhaân coù khaû naêng keát dính caùc chaát laøm baån nöôùc ôû daïng hoaø tan hay lô löûng thaønh caùc boâng caën coù khaû naêng laéng ñöôïc trong beå laéng hay keát dính treân beà maët haït cuûa lôùp vaät lieäu loïc vôùi toác ñoä nhanh vaø kinh teá nhaát. Do ñoù, quaù trình taïo nhaân dính keát goïi laø quaù trình keo tuï coøn quaù trình dính keát caën baån vaø nhaân keo tuï goïi laø quaù trình phaûn öùng taïo boâng caën. Trong kyõ thuaät xöû lyù thöôøng duøng pheøn nhoâm Al(SO), pheøn saét FeCl, Fe(SO4), FeSO. Hieäu quaû cuûa quaù trình taïo boâng phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä vaø thôøi gian khuaáy troän ñeå caùc nhaân keo tuï vaø caën baån va chaïm vaø keát dính vaøo nhau. Ñeå taêng quaù trình taïo boâng, thöôøng cho vaøo beå phaûn öùng taïo boâng caën chaát trôï keo tuï polyme. Khi tan vaøo nöôùc, polyme seõ taïo ra lieân keát löôùi loaïi anion neáu trong nöôùc caàn xöû lyù thieáu ion ñoái (nhö SO,...) hay loaïi trung tính neáu thaønh phaàn ion vaø ñoä kieàm cuûa nöôùc nguoàn thoaû maõn ñieàu kieän keo tuï taïo. 2.4.2.4 Quaù trình laéng Ñaây laø quaù trình laøm giaûm haøm löôïng caën lô löûng trong nöôùc nguoàn baèng caùc bieän phaùp löïc trong caùc beå laéng, khi ñoù caùc haït caën coù tyû troïng lôùn hôn nöôùc ôû cheá ñoä thuyû löïc thích hôïp, seõ laéng xuoáng ñaùy beå. Baèng löïc ly taâm taùc duïng vaøo haït caën trong beå laéng ly taâm vaø xiclon thuyû löïc. Baèng löïc ñaåy noåi do caùc boït khí dính baùm vaøo haït caën ôû caùc beå tuyeån noåi. Cuøng vôùi vieäc laéng caën, quaù trình laéng coøn laøm giaûm ñöôïc 90 – 95% vi truøng coù trong nöôùc do vi truøng luoân bò haáp thuï vaø dính baùm vaøo caùc haït boâng caën trong quaù trình laéng. 2.4.2.5 Quaù trình loïc Loïc laø quaù trình khoâng chæ giöõ laïi caùc haït caën lô löûng trong nöôùc coù kích thöôùc lôùn hôn kích thöôùc caùc loã roãng taïo ra giöõa caùc haït loïc maø coøn giöõ laïi caùc haït keo saét, keo höõu cô gaây ra ñoä ñuïc vaø ñoä maøu, coù kích thöôùc beù hôn nhieàu laàn kích thöôùc caùc loå roãng. Nhöng coù khaû naêng dính keát vaø haáp thuï leân beà maët haït lôùp vaät lieäu loïc. Coù theå phaân beå loïc laøm 3 loaïi chính: Loïc chaäm, loïc nhanh troïng löïc (goàm beå loïc hôû vaø beå loïc aùp löïc) coù nhieàu doøng nöôùc ñi töø treân xuoáng vaø loaïi coøn laïi laø loïc ngöôïc hay loïc tieáp xuùc coù nhieàu doøng nöôùc ñi töø döôùi leân treân. 2.4.2.6 Flo hoaù nöôùc ñeå taêng haøm löôïng flo trong nöôùc uoáng Khi nöôùc caáp cho sinh hoaït vaø aên uoáng coù haøm löôïng Flo < 0,5mg/l thì caàn phaûi pha theâm Flo vaøo nöôùc. Flo hoaù coù theå duøng caùc hoaù chaát sau: Silic florua natri, Florua natri, Silic florua amoni. 2.4.2.7 Khöû truøng nöôùc. Vieäc ñaûm baûo veä sinh ._.