Nghiên cứu và đề xuất giải pháp cung cấp nước sạch cho khu dân cư nông thôn theo mô hình tập trung và phân tán thuộc xã Phương Khoan tỉnh Vĩnh Phúc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.8 MB, 66 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG
Đinh Thị Diệu Linh
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CUNG CẤP
NƯỚC SẠCH CHO KHU DÂN CƯ NÔNG THÔN
THEO MÔ HÌNH TẬP TRUNG VÀ PHÂN TÁN
THUỘC XÃ PHƯƠNG KHOAN TỈNH VĨNH PHÚC
Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy
Ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường
(Chương trình đào tạo chuẩn)
Hà Nội - 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG
Đinh Thị Diệu Linh
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CUNG CẤP
NƯỚC SẠCH CHO KHU DÂN CƯ NÔNG THÔN
THEO MÔ HÌNH TẬP TRUNG VÀ PHÂN TÁN
THUỘC XÃ PHƯƠNG KHOAN TỈNH VĨNH PHÚC
Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy
Ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường
(Chương trình đào tạo chuẩn)
Cán bộ hướng dẫn: TS. Phạm Thị Thúy
Hà Nội - 2016
LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp của em được hoàn thành tại Bộ môn Công nghệ môi
trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia
Hà Nội.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS. Phạm Thị Thúy đã tận tình chỉ
bảo em trong suốt quá trình thực hiện đề tài, cho em những đóng góp sâu sắc giúp
em hoàn thành bài khóa luận này. Sự đóng góp và chỉ bảo của cô là kinh nghiệm quý
báu để em có được hành trang bước tiếp trên con đường của bản thân.
Em cũng xin được tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô giáo, cán bộ trong Bộ môn
Công nghệ Môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên đã
nhiệt tình giúp đỡ em về mọi mặt và tạo điều kiện thuận lợi nhất để em có thể hoàn
thành tốt đề tài khóa luận.
Cuối cùng em muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình, nhân dân xã Phương Khoan
và tập thể lớp K57 Công nghệ Kỹ thuật Môi trường đã quan tâm, giúp đỡ em trong
suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Trân trọng!
Hà Nội, ngày 31 tháng 5 năm 2016
Sinh viên
Đinh Thị Diệu Linh
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ADB
Ngân hàng phát triển Châu Á
BOD
Nhu cầu ô xy sinh hóa
COD
Nhu cầu ô xy hóa học
GHCP
Giới hạn cho phép
NGOs
Tổ chức phi chính phủ
BTNMT
Bộ tài nguyên môi trường
POPs
Chất hữu cơ khó phân hủy
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
TCCP
Tiêu chuẩn cho phép
TDS
Tổng chất rắn hòa tan
UBND
Ủy ban Nhân dân
UNICEF
Quỹ Nhi đồng Liên hợp quốc
SODIS
Khử trùng bằng ánh sáng mặt trời
WB
Ngân hàng Thế giới
WHO
Tổ chức Y tế thế giới
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Cơ cấu sử dụng nguồn nước của khu vực nông thôn Việt Nam ................. 7
Hình 1.2. Hiệu quả của phương pháp keo tụ - tạo bông ........................................... 10
Hình 1.3. Bể lọc cát chậm quy mô hộ gia đình ......................................................... 10
Hình 1.4. Khử trùng nước bằng ánh sáng mặt trời (SODIS) .................................... 12
Hình 1.5. Nhà máy nước Nishihara, Nhật Bản ......................................................... 17
Hình 2.1. Bản đồ hành chính huyện Sông Lô, tỉnh Vĩnh Phúc ................................. 19
Hình 2.2. Sơ đồ vị trí các điểm lấy mẫu nước........................................................... 23
Hình 3.1. Các nguồn cấp nước sinh hoạt của người dân xã Phương Khoan (2016) . 26
Hình 3.2. Chất lượng nguồn nước sinh hoạt của xã Phương Khoan (2016) ............. 27
Hình 3.3. Sơ đồ vị trí xây dựng công trình cấp nước tập trung ................................ 32
Hình 3.5. Cấu tạo bể lắng Lamen .............................................................................. 37
Hình 3.6. Mô hình thu hứng và tích trữ nước mưa tại hộ gia đình ........................... 43
Hình 3.7. Mô hình xử lý nước giếng khoan bằng bình lọc chậm ............................. 45
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Sơ lược về vị trí lấy mẫu........................................................................... 22
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích .................................................... 24
Bảng 3.1. Kết quả phân tích chất lượng nước một số hộ dân tại xã Phương
Khoan ....................................................................................................................... .28
Bảng 3.2. Nhu cầu sử dụng nước cấp từ các công trình cấp nước qua phiếu điều tra
tại xã Phương Khoan ................................................................................................. 30
Bảng 3.5. Chất lượng nguồn nước sông Lô đoạn chảy qua xã Phương Khoan năm
2016 ........................................................................................................................... 31
Bảng 3.6. Tổng hợp kích thước các công trình ......................................................... 42
Bảng 3.7. Kích thước và chiều sâu của ngăn lọc ...................................................... 45
Bảng 3.8. Đánh giá hiệu quả xử lý và cấp nước của 2 phương án qua một số yếu
tố ................................................................................................................................ 46
Bảng 3.9. So sánh tính khả thi của 2 giải pháp ......................................................... 48
Khóa luận tốt nghiệp
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 2
1.1. Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước cấp tại Việt Nam ...........................................2
1.1.1.
Ô nhiễm nguồn nước ngầm .....................................................................2
1.1.2.
Ô nhiễm nguồn nước mặt........................................................................4
1.2.
Hiện trạng cấp nước và vệ sinh khu vực nông thôn Việt Nam .....................7
1.2.1.
Nguồn nước khai thác .............................................................................7
1.2.2.
Hiện trạng cấp nước ...............................................................................8
1.2.3.
Một số công nghệ xử lý nươc đang áp dụng………….……...………….11
1.3.
Tổng quan về mô hình xử lý nước cấp ở khu vực nông thôn ......................14
1.3.1.
Mô hình xử lý nước cấp phân tán…………………………..…………….16
1.3.2.
Mô hình xử lý nước cấp tập trung ........................................................16
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 18
2.1.
Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................18
2.2.
Nội dung nghiên cứu ...................................................................................18
2.3.
Tổng quan về khu vực nghiên cứu ..............................................................18
2.3.1.
Điều kiện tự nhiên………………………………………………............…..18
2.3.2.
Hiện trạng kinh tế - xã hội ....................................................................21
2.4.
Phương pháp nghiên cứu .............................................................................21
2.4.1.
Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu ..........................................21
2.4.2.
Phương pháp điều tra, khảo sát............................................................21
2.4.3.
Phương pháp lấy mẫu, phân tích trong phòng thí nghiệm ...................22
2.4.4.
Phương pháp thống kê, đánh giá và đề xuất các giải pháp .................25
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 26
3.1.
Hiện trạng sử dụng nước sinh hoạt tại khu vực nghiên cứu ........................26
3.1.1.
Nguồn nước khai thác ...........................................................................26
3.1.3.
Hiện trạng xử lý nước sinh hoạt tại địa phương ..................................29
3.1.4.
Đánh giá nhu cầu sử dụng nước cấp của người dân ............................29
3.2.
Đề xuất giải pháp cấp nước cho khu vực nghiên cứu..................................30
Khóa luận tốt nghiệp
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
3.2.1.
Đề xuất mô hình và công nghệ xử lý.....................................................30
3.2.1.
Đánh giá hiệu quả và tính khả thi của 2 phương án ............................46
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ........................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 52
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
Hiện nay, quá trình đổi mới nông thôn đã và đang diễn ra trên cả nước, đem
lại các hiệu quả về mặt đời sống và kinh tế cho người dân, đặc biệt là ngành kinh tế
nông nghiệp. Cùng với sự phát triển đó là sự gia tăng dân số và sử dụng hóa chất bảo
vệ thực vật trong canh tác hoa màu đã làm suy giảm chất lượng nguồn nước cấp và
nguy cơ thiếu nước sạch trong tương lai. Mặt khác, xu hướng hạ thấp mực nước ngầm
tại một số vùng như đồng bằng Bắc Bộ, đồng bằng Nam Bộ và Tây Nguyên [18] do
nhiều nguyên nhân, đang gây nên tình trạng thiếu nước sinh hoạt cho người dân trên
diện rộng.
Để khắc phục tình trạng trên, nhiều địa phương trên cả nước đã triển khai các
mô hình cấp nước tập trung và phân tán để cung cấp nước sạch cho người dân nông
thôn. Tuy nhiên, tại thời điểm năm 2013, mới chỉ có 38,7% [3] số dân nông thôn được
sử dụng nước sạch đạt Quy chuẩn kĩ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống của
Bộ Y tế (QCVN 01: 2009/BYT). Tình trạng thiếu nước sạch và sử dụng nước ăn uống
không hợp vệ sinh đang tiếp diễn tại nhiều nơi trên cả nước, đặc biệt tại các vùng sâu
vùng xa và các vùng dân cư nông thôn có điều kiện kinh tế khó khăn, làm giảm chất
lượng cuộc sống và gây hậu quả trực tiếp đối với sức khỏe con người. Trước tình hình
nêu trên, em đã quyết định lựa chọn đề tài khóa luận “Nghiên cứu và đề xuất các giải
pháp cung cấp nước sạch cho khu dân cư nông thôn theo mô hình tập trung và phân
tán thuộc xã Phương Khoan tỉnh Vĩnh Phúc”.
Đề tài thực hiện với mục tiêu điều tra hiện trạng sử dụng và chất lượng nước
sinh hoạt của các hộ dân nông thôn tại xã Phương Khoan, đồng thời khảo sát nhu cầu
sử dụng nước cấp của người dân. Từ đó đánh giá và đề xuất các giải pháp cấp nước
sạch phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội của địa phương, nhằm góp phần cải thiện
chất lượng đời sống; nâng cao sức khỏe cho người dân; giảm nguy cơ gây ô nhiễm
nguồn nước và ứng phó với việc suy giảm trữ lượng nước ngầm trong tương lai.
Đinh Thị Diệu Linh
1
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Hiện trạng ô nhiễm nguồn nước cấp tại Việt Nam
1.1.1. Ô nhiễm nguồn nước ngầm
Nguồn nước ngầm của Việt Nam khá phong phú do mưa nhiều và phân bố
rộng rãi khắp mọi nơi, tập trung tại một số tầng nước chính như Holocene,
Pleistocene, Pliocene và Miocene [8]. Đây là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho các
hoạt động sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp ở Việt Nam.
Tính đến năm 2010, trữ lượng khai thác nước ngầm toàn quốc đạt gần 20 triệu
m /ngày, cung cấp từ 35 - 50% tổng lượng nước sinh hoạt đô thị trên toàn quốc [8],
còn lại cung cấp nước sinh hoạt cho các vùng nông thôn và phục vụ tưới cây nông
3
nghiệp. Tuy nhiên, bên cạnh thực trạng khai thác nước ngầm với trữ lượng lớn như
hiện nay, chất lượng nước ngầm tại một số khu vực lại đang có chiều hướng suy giảm.
Ô nhiễm biểu hiện chủ yếu ở nồng độ chất hữu cơ (NO3-, NH4+), hàm lượng vi sinh
(Coliform, E.coli) và cục bộ một số vùng biểu hiện ô nhiễm kim loại nặng (As, Mn,
Fe) [9].
Theo báo cáo diễn biến tài nguyên nước dưới đất năm 2013 [24] của Trung
tâm Quan trắc và Dự báo Tài nguyên nước. Tình trạng ô nhiễm của từng khu vực như
sau:
Khu vực đồng bằng Bắc Bộ có biểu hiện ô nhiễm cao nhất với các thông số
Mn, As, Fe, NH4+, tổng chất rắn hòa tan (TDS) tại nhiều nơi vượt giới hạn cho phép
(GHCP) so với Quy chuẩn kĩ thuật Quốc gia về chất lượng nước ngầm (QCVN 09:
2008/ BTNMT). Chỉ số TDS cao nhất được phát hiện tại Hải Lý, Nam Định (23321
mg/L) gấp 15 lần ngưỡng cho phép (1500 mg/L). Ngoài ra, có 28 trong 37 điểm quan
trắc nước ngầm có nồng độ NH4+ vượt GHCP (0,1 mg/L), cao nhất tại 2 điểm thuộc
thành phố Hà Nội là Phú Lãm (70 mg/L) và Sơn Đồng (40 mg/L). Chỉ số Mn và As
cũng được phát hiện ở nhiều nơi với hàm lượng cao, như khu vực Đan Phượng, Hà
Nội có nồng độ Mn và As vượt GHCP từ 2 - 3 lần. Đặc biệt, tại Khu vực Hà Giang Tuyên Quang, hàm lượng Fe ở một số nơi đạt trên 15 – 20 mg/L [11]. Ô nhiễm tập
trung quanh các mỏ khai thác Sunphua.
Khu vực đồng bằng Nam Bộ có mức độ ô nhiễm nước ngầm cao thứ 2 cả nước.
Trong đó, gần 50% các mẫu nước cho thấy hàm lượng TDS, NH4+ và Mn vượt GHCP
so với QCVN 09: 2008/ BTNMT. Chỉ số TDS cao nhất tại Cà Mau (20580 mg/L) gấp
14 lần ngưỡng cho phép (1500 mg/L), chỉ số NH4+ cao nhất chỉ ở mức 1,49 mg/L.
Đinh Thị Diệu Linh
2
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
Tuy nhiên, các thông số vi lượng của khu vực này lại cao gấp nhiều lần so với đồng
bằng Bắc Bộ, đặc biệt là nồng độ Mn cao nhất vượt ngưỡng cho phép 25 lần, một số
các nguyên tố vi lượng khác như Cd, Pb, cũng được phát hiện vượt tiêu chuẩn cho
phép tại một số điểm quan trắc từ 2 - 3 lần.
Tại khu vực Bắc Trung Bộ, chỉ số TDS và các nguyên tố vi lượng hầu như đều
thấp hơn GHCP so với QCVN 09: 2008/ BTNMT ngoại trừ As và Mn. Nồng độ NH4+
cao nhất ở Triệu Lộc, Thanh Hóa (17,1 mg/L) gấp 17 ngưỡng cho phép (0,1 mg/L).
Ngoài ra, chỉ tiêu Mn tại 6 trong 12 điểm quan trắc cũng vượt ngưỡng cho phép (0,5
mg/L) từ 2 - 3 lần. Tại tỉnh Thanh Hóa, tình trạng ô nhiễm As diễn ra trên diện rộng,
với 61 trên 74 xã thuộc 15 huyện trong khu vực điều tra nguồn nước sinh hoạt có hàm
lượng As vượt GHCP [10].
Tây Nguyên và Duyên Hải Nam Trung Bộ được đánh giá là hai vùng có chất
lượng nước ngầm an toàn với hầu hết các thông số về TDS, vi lượng và NH4+ đều
thấp hơn GHCP so với QCVN 09: 2008/ BTNMT, chỉ một vài điểm quan trắc có hàm
lượng Mn vượt tiêu chuẩn cho phép nhưng với hàm lượng không đáng kể.
Ngoài ra, tại các vùng nông thôn trên cả nước, hầu hết các mẫu nước ngầm
được điều tra đều bị nhiễm khuẩn với Coliform ở mức từ 4 – 12 MPN/100 ml [10].
Các tác nhân chính đến suy giảm chất lượng nguồn nước ngầm bao gồm:
Kim loại nặng:
Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình thải vào môi
trường nước các chất thải công nghiệp và nước thải độc hại từ các nhà máy, các làng
nghề không qua xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu gây ô nhiễm nguồn nước mặt.
Theo đó, nước mặt bị ô nhiễm sẽ ngấm vào đất và vào ngước ngầm.
Vi sinh vật:
Nguyên nhân gây ô nhiễm sinh học cho môi trường nước chủ yếu là từ các
chất thải sinh hoạt, chất thải chuồng trại, xác chết động vật, nước thải từ bệnh viện.
Đặc biệt, ở vùng nông thôn, do cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn chất thải từ hoạt
động của con người và chất thải chăn nuôi không được xử lý hoặc xử lý không triệt
để được xả ra môi trường, thẩm thấu xuống đất gây nên tình trạng ô nhiễm nguồn
nước về mặt sinh học.
Đinh Thị Diệu Linh
3
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
Các hợp chất hữu cơ, vô cơ có trong phân bón và thuốc bảo vệ thực vật:
Nguyên nhân này xảy ra chủ yếu tại các vùng nông nghiêp thâm canh, một
lượng tồn dư đáng kể thuốc trừ sâu và phân bón hóa học không được cây trồng tiếp
nhận. Theo đó lan truyền và tích lũy trong đất, theo thời gian ngấm dần vào tầng nước
ngầm gây nên ô nhiễm, biểu hiện qua các thông số như POPs, các hợp chất Clo, Nito,
Photpho.
Bên cạnh đó, một số nguyên nhân chủ quan như đặc tính địa chất vùng chứa
nước, thay đổi mục đích sử dụng đất hay hiện tượng xâm nhập mặn vào các tầng nước
ven biển cũng là các tác nhân góp phần làm suy giảm chất lượng nguồn nước ngầm.
1.1.2. Ô nhiễm nguồn nước mặt
Việt Nam có mạng lưới sông ngòi dày đặc với 16 lưu vực sông trên cả nước,
tổng trữ lượng nước mặt tập trung ở các lưu vực sông của Việt Nam đạt khoảng 830
- 840 tỷ m3 [9]. Trong đó, có khoảng 310 - 315 tỷ m3 (37%) là nước nội sinh, 520 525 tỷ m3 (63%) được sản sinh từ nước ngoài [9]. Đa phần, nguồn nước mặt cung cấp
cho các nhà máy cấp nước đều được lấy từ thượng lưu các con sông, đoạn có trữ
lượng và chất lượng nước nằm trong Quy chuẩn kĩ thuật Quốc gia về nước mặt
(QCVN 08: 2008/BTNMT) loại A1. Tuy nhiên hiện nay, nguồn cung cấp này lại đối
mặt với nguy cơ suy giảm chất lượng, do tình trạng ô nhiễm đã và đang diễn ra tại
vùng trung lưu cho đến hạ lưu của nhiều lưu vực sông trên cả nước, gây nguy cơ ảnh
hưởng đến công tác xử lý và cấp nước tập trung tại một số địa phương.
Theo Báo cáo môi trường quốc gia năm 2012 [8] về môi trường nước mặt.
Tình trạng ô nhiễm nước mặt tại các khu vực như sau:
Khu vực Bắc Bộ: Nước sông ở khu vực đầu nguồn có các thông số chất lượng
nằm trong GHCP so với QCVN 08: 2008/BTNMT loại A1, nồng độ các chất gây ô
nhiễm tăng dần về hạ lưu, nơi tập trung đông dân cư và các cơ sở công nghiệp, tiểu
thủ công nghiệp. Tại vùng trung lưu và hạ lưu các con sông thuộc 2 lưu vực sông Kỳ
Cùng - Bằng Giang, Ka Long và lưu vực sông Hồng - Thái Bình, các thông số như
tổng chất rắn không hòa tan (TSS), nhu cầu oxi hóa học (COD), nhu cầu oxi sinh hóa
(BOD5), Coliform chỉ đạt tiêu chuẩn nước mặt (QCVN 08: 2008/BTNMT) loại A2,
có nơi xấp xỉ ngưỡng cho phép so với QCVN 08: 2008/BTNMT loại B1 như đoạn
sông cầu chảy từ Đông Anh, Hà Nội đến Vạn An, Bắc Ninh. Đặc biệt, tại những đoạn
sông đi qua các công ty phân bón, hóa chất tại Phú Thọ và những con sông nằm trên
địa bàn thành phố Hà Nội như sông Nhuệ - Đáy, các thông số này đều vượt GHCP so
với QCVN 08: 2008/BTNMT loại B1 từ 1,5 đến 2 lần, thậm chí hàm lượng COD và
Đinh Thị Diệu Linh
4
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
BOD5 trên các sông Tô Lịch, Lừ và sông Sét còn vượt Quy chuẩn kĩ thuật Quốc gia
về nước thải sinh hoạt (QCVN 14: 2008/BTNMT). Mức độ ô nhiễm trên các sông
không ổn định, các thông số này vào mùa lũ thường cao hơn mùa khô, do sự rửa trôi
chất ô nhiễm từ thượng nguồn đổ về.
Khu vực Bắc Trung Bộ: Giá trị các thông số COD, BOD5, và Coliform đầu
nguồn các lưu vực sông Mã và sông Hương về cơ bản đạt GHCP so với QCVN
08:2008/ BTNMT loại A1, có thể dùng cho cấp nước sinh hoạt qua xử lý và các mục
đích khác. Riêng giá trị thông số TSS tại sông Mã vượt GHCP so với QCVN 08:
2008/BTNMT loại B1 và có xu hướng gia tăng trong thời gian gần đây do hiện tượng
xói mòn ở thượng nguồn. Đoạn sông chảy qua thành phố Huế có giá trị thông số
BOD5 cao hơn những nơi khác và xấp xỉ GHCP so với QCVN 08: 2008/BTNMT loại
A2, do ảnh hưởng từ nguồn nước thải sinh hoạt.
Khu vực Duyên Hải Nam Trung Bộ: Trong các lưu vực sông thuộc vùng Duyên
Hải Nam Trung Bộ, chỉ có lưu vực sông Hà Thanh và tiểu lưu vực sông Thu Bồn có
chất lượng nước tương đối tốt, hầu hết các giá trị thông số TSS, BOD5, COD đều đạt
GHCP so với QCVN 08:2008/ BTNMT loại A1, có thể dùng cho mục đích cấp nước
sinh hoạt. Tại các lưu vực sông Vu Gia, Trà Bồng – Trà Khúc và lưu vực sông Kôn
đã bị ô nhiễm chất hữu cơ và hàm lượng TSS tương đối lớn, vượt GHCP so với QCVN
08: 2008/BTNMT loại A1. Tuy nhiên, mức độ ô nhiễm tại các lưu vực sông này có
xu hướng giảm dần qua thời gian, chỉ có lưu vực sông Vu Gia có hàm lượng TSS
tương đối cao, vượt GHCP so với QCVN 08: 2008/BTNMT loại A2 nhiều lần, thậm
chí vượt loại B2 và có xu hướng tăng theo thời gian.
Khu vực Nam Bộ: Tại thượng nguồn các lưu vực sông Sài Gòn, Tiền – Hậu và
tiểu lưu vực sông Đồng Nai như sông Bé, sông La Ngà được đánh giá là có chất lượng
nước tốt, nằm trong GHCP so với QCVN 08: 2008/BTNMT loại A1. Có thể sử dụng
cho mục đích cấp nước sinh hoạt qua xử lý. Do các đoạn sông này chưa phải chịu ảnh
hưởng từ các nguồn thải công nghiệp và sinh hoạt, cộng với dòng chảy trên các lưu
vực sông này luôn ở mức cao vì là hạ lưu của sông Mê Kông, nên có khả năng pha
loãng và làm giảm các chất ô nhiễm trên diện rộng. Tuy nhiên, chất lượng nước ở
vùng trung lưu và hạ lưu các con sông thuộc vùng Đông Nam Bộ như sông Đồng Nai,
Sài Gòn, Vàm Cỏ lại có biểu hiện ô nhiễm dinh dưỡng với hàm lượng BOD5, NH4+,
Coliform vượt GHCP so với QCVN 08: 2008/BTNMT loại A2, thậm chí có nơi còn
xấp xỉ GHCP so với QCVN 08: 2008/BTNMT loại B1 và có xu hướng gia tăng như
tại cầu Phú Long (14,5 mg/L) và cầu Bình Triệu (15 mg/L).
Đinh Thị Diệu Linh
5
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
Nhìn chung, chất lượng nước mặt tại thượng lưu các con sông hiện nay đều
nằm trong GHCP so với QCVN 08: 2008/BTNMT loại A1, A2 và là nguồn cung cấp
tốt cho các nhà máy xử lý nước tập trung. Tuy nhiên, trước thực trạng ô nhiễm đang
diễn ra tại vùng trung lưu và hạ lưu các con sông, nguy cơ các chất ô nhiễm sẽ phát
tán trên diện rộng về phía thượng lưu, gây suy giảm chất lượng nguồn nước cấp cho
các nhà máy này là điều không tránh khỏi.
Các nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm nguồn nước mặt bao gồm:
Thải lượng các chất ô nhiễm từ hoạt động công nghiệp và các làng nghề:
Nước thải từ các cơ sở sản xuất và các làng nghề là nguồn gây ô nhiễm chủ
yếu đến môi trường nước mặt ở thành phố và các khu vực ven đô thị. Thành phần các
chất gây ô nhiễm trong hai loại nước thải này rất đa dạng và khó xử lý, chủ yếu chứa
nhiều kim loại nặng, dầu mỡ, chất hữu cơ khó phân hủy (POPs), BOD, hợp chất Nito
và Photpho.
Thải lượng các chất ô nhiễm từ hoạt động nông nghiệp:
Lượng thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hóa học không được cây trồng hấp
thụ sẽ theo nước mưa và nước tưới sau quá trình rửa trôi đi vào nguồn nước mặt, bước
đầu gây ô nhiễm vùng nước tiếp nhận do POPs có trong thuốc bảo vệ thực vật và kim
loại nặng, hợp chất của Nito, Photpho có trong phân bón hóa học. Đây là nguyên nhân
gây ô nhiễm phổ biến tại các vùng sản xuất nông nghiệp thâm canh, đặc biệt là hai
vùng châu thổ sông Hồng và sông Cửu Long.
Nước thải sinh hoạt và nước thải từ các hoạt động chăn nuôi chưa qua xử lý:
Lưu lượng nước thải sinh hoạt của các khu đô thị và các vùng nông thôn trên
cả nước ngày một tăng, do gia tăng dân số và các ngành dịch vụ. Tuy nhiên, hầu hết
ở các vùng nông thôn và các khu đô thị đều chưa có hệ thống xử lý nước thải sinh
hoạt tập trung. Tại một số khu đô thị lớn đã có trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập
trung nhưng tỷ lệ nước được xử lý còn thấp, không đáp ứng được yêu cầu đề ra như
nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng, thành phố Hồ Chí Minh có công suất 450.000
m3/ngày đêm nhưng tỷ lệ xử lý vẫn chưa đạt 50% [9]. Ước tính, tổng thải lượng BOD
trong nước thải sinh hoạt lên tới 1.257.300 kg/ngày (năm 2009) [9]. Bên cạnh đó,
chất thải từ các hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm, thủy sản ở các vùng nông thôn
chưa qua xử lý hoặc xử lý không triệt để là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nguồn
nước tại các vùng nông thôn.
Đinh Thị Diệu Linh
6
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
1.2.
Hiện trạng cấp nước và vệ sinh khu vực nông thôn Việt Nam
1.2.1. Nguồn nước khai thác
Theo Báo cáo đánh giá lĩnh vực cấp nước và vệ sinh môi trường nông thôn
Việt Nam của tổ chức Y tế thế giới (WHO, 2011) [28], phần lớn người dân khu vực
nông thôn đều sử dụng nguồn nước ngầm cho mục đích sinh hoạt. Tại một số địa
phương, do điều kiện kinh tế thấp, nhiều hộ gia đình vẫn phải sử dụng nước sông
suối, ao hồ để phục vụ sinh hoạt hàng ngày. Cơ cấu nguồn nước ăn uống, sinh hoạt
chính ở các hộ gia đình vùng nông thôn được thể hiện trên Hình 1.1.
3.7%
1.8%
11%
33.1%
7.5%
11.7%
31.2%
Nước giếng khoan
Nước máy
Nước sông ao hồ
Các nguồn nước khác
Nước giếng khơi
Nước suối đầu nguồn
Nước mưa
Hình 1.1. Cơ cấu sử dụng nguồn nước của khu vực nông thôn Việt Nam
(Nguồn: WHO, 2011[28])
Từ biểu đồ trên cho thấy, điều kiện nguồn nước ở các vùng nông thôn vẫn còn
nhiều khó khăn, có 18,5% số gia đình phải sử dụng nước sông suối, ao hồ làm nguồn
nước chính cho ăn uống và sinh hoạt. Ngoài ra, báo cáo đề tài mối liên quan giữa vệ
sinh môi trường, nguồn nước hộ gia đình và hành vi vệ sinh chăm sóc trẻ của bà mẹ
với tình trạng dinh dưỡng của trẻ dưới 5 tuổi tại Việt Nam năm 2011 [27] còn cho
biết: có 15,3% nguồn nước sinh hoạt ở nông thôn có nguy cơ ô nhiễm rất cao; 25,1%
trong tổng số 2958 mẫu nước xét nghiệm lấy từ các nguồn nước sinh hoạt của các gia
đình ở nông thôn thuộc 8 vùng sinh thái đạt tiêu chuẩn vệ sinh về vi sinh [27].
Đinh Thị Diệu Linh
7
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
1.2.2. Hiện trạng cấp nước
Theo kết quả báo cáo của chương trình mục tiêu Quốc gia về nước sạch và vệ
sinh môi trường nông thôn giai đoạn 3 (2011- 2015) [6], tính đến năm 2015 cho thấy:
Tỷ lệ số dân nông thôn được sử dụng nước hợp vệ sinh đạt 86%.
Tỷ lệ sử dụng nước đạt QCVN 01: 2009/BYT là 45%.
Tỷ lệ trường học và trạm y tế có công trình nước sạch hợp vệ sinh đạt 94 96%.
Tại nhiều địa phương, các trạm cấp nước tập trung quy mô liên xã và các công
trình cấp nước nhỏ lẻ đã được đầu tư xây dựng, nhờ vào nguồn vốn hỗ trợ từ ngân
sách trung ương và các tổ chức quốc tế như ngân hàng Thế giới (WB), Quỹ Nhi đồng
Liên hợp quốc (UNICEF), ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB) và tổ chức phi chính
phủ (NGOs).
Theo kết quả điều tra nông thôn nông nghiệp và thủy sản năm 2011 của Tổng
cục thống kê [20] cho biết, cả nước có 4.216 xã (chiếm 46,5% so với tổng số xã) có
hệ thống cấp nước sinh hoạt tập trung. Trong đó, vùng Đồng bằng sông Cửu Long có
đến 81,1% xã có hệ thống cấp nước sinh hoạt tập trung, tiếp theo là Trung du và miền
núi Bắc Bộ đạt 59,1%. Các vùng còn lại đạt dưới mức bình quân cả nước là Tây
Nguyên (45%); Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung (33,8%) và thấp nhất là
Đồng bằng sông Hồng chỉ đạt 24,5%.
Tính riêng năm 2013, tại 63 tình thành trên cả nước đã có thêm 721 công trình
cấp nước tập trung, trong đó 217 công trình hoàn thành và đi vào sử dụng; 383 công
trình đang trong giai đoạn hoàn thiện và 121 công trình chuẩn bị đầu tư [5]. Năm
2015, dự án cấp nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn do WB hỗ trợ đã xây
dựng thêm 71 công trình cấp nước tập trung đi vào hoạt động, cung cấp nước sạch
cho 121 xã thuộc 8 tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng; 11 công trình cấp nước đang thi
công và 21 công trình chuẩn bị đầu tư [7].
Từ những số liệu trên cho thấy, mô hình cấp nước sạch theo quy mô tập trung
đang được phổ biến rộng rãi ở các vùng nông thôn trên khắp cả nước, tỷ lệ người dân
được sử dụng nước cấp ngày một tăng cao, hướng đến mục tiêu đáp ứng đầy đủ nhu
cầu sử dụng nước sạch của cộng đồng. Tuy nhiên, bên cạnh hiệu quả đạt được từ các
dự án, vẫn tồn tại nhiều bất cập như:
Một số công trình cấp nước nông thôn xây dựng xong nhưng không hoạt động
được. Nguyên nhân là do chất lượng xây dựng và tính đồng bộ của các công trình cấp
nước còn chưa cao, không đảm bảo đủ nguồn lực để duy tu bảo dưỡng các hệ thống
Đinh Thị Diệu Linh
8
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
cấp nước trong quá trình khai thác, vận hành. Bên cạnh đó, trách nhiệm của người
dân trong việc cam kết sử dụng nước, bảo vệ và giám sát công trình cấp nước chưa
cao; năng lực quản lý, vận hành công trình cấp nước ở các địa phương còn hạn chế.
Điển hình tại một số công trình cấp nước tập trung ở Hà Nam, đa phần số hộ đấu nối
chỉ đạt từ 30 - 70% so với kế hoạch [7], gây lãng phí và tác động tiêu cực đến quan
điểm và thái độ của người dân với dịch vụ cấp nước.
Vẫn còn sự chênh lệch lớn về tỉ lệ sử dụng nước hợp vệ sinh giữa các vùng.
Đặc biệt ở những vùng sâu, vùng có điều kiện khó khăn chưa được tiếp cận với các
điều kiện cấp nước và vệ sinh đạt tiêu chuẩn, mặc dù chính phủ đã quan tâm nhưng
nguồn tài chính vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu. Trong khi chưa có giải pháp cấp
nước tập trung, các giải pháp cấp nước hộ gia đình, áp dụng công nghệ đơn giản với
chi phí thấp cũng chưa được phổ biến rộng rãi, người dân vẫn đang sử dụng trực tiếp
nước từ giếng khoan, giếng đào, nước mưa với nhiều nguy cơ tiềm ẩn từ các chất ô
nhiễm.
1.2.3. Một số công nghệ xử lý nước đang áp dụng
Công nghệ xử lý nước cấp ở các vùng nông thôn Việt Nam thường đa dạng,
do quy mô xử lý và chất lượng nguồn nước không giống nhau, cơ bản có thể chia làm
hai nhóm chính:
Nhóm công nghệ xử lý đơn giản, chi phí thấp, áp dụng cho quy mô hộ gia
đình trong các trường hợp khai thác và sử dụng nước trực tiếp hay trường hợp
khẩn cấp như lũ, dịch bệnh,... hoặc có thể áp dụng xử lý khi nước cấp từ nhà
máy đến người sử dụng không đảm bảo an toàn, nhằm mục đích cải thiện chất
lượng nước trước khi khử trùng bằng biện pháp đun sôi.
Nhóm công nghệ xử lý theo dây chuyền, áp dụng tại các trạm cấp nước tập
trung với quy mô phục vụ cộng đồng, nước phải được khử trùng trước khi cấp
cho người dân.
1.2.3.1.
Công nghệ chi phí thấp, áp dụng cho hộ gia đình
Keo tụ - tạo bông:
Mục đích của phương pháp này là sử dụng các hóa chất keo tụ (Aluminium
sunphat, Ferrous sunphat, Poly Aluminium Chlovide,...) và trợ keo tụ (Polymer anion,
Polymer cation) để tách các hạt cặn lơ lửng ra khỏi nước dưới dạng bùn thải. Trong
điều kiện pH của nước từ 5,5 - 7,5 và nhiệt độ từ 20 – 4000C [20].
Đinh Thị Diệu Linh
9
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
Hình 1.2. Hiệu quả của phương pháp keo tụ - tạo bông
(Nguồn: Andrew,2014 [29])
Ưu điểm của phương pháp là đơn giản, chi phí thấp, hiệu quả xử lý độ đục cao
thể hiện trên Hình 1.2. Tuy nhiên, hiệu quả xử lý các chất hóa học và vi sinh vật rất
thấp, chỉ một phần các kim loại nặng và vi khuẩn, virus được loại ra khỏi nước theo
các bông cặn [34]. Do vậy, phương pháp này chỉ nên áp dụng tạm thời hoặc đối với
các trường hợp khẩn cấp như xử lý nước sau lũ.
Lọc cát chậm:
Hệ thống lọc cát chậm thông thường (Hình 1.3) bao gồm ba hợp phần: giàn
phun mưa, bể lọc và bể chứa nước sạch. Nước đi qua giàn phun mưa và bể lọc với
vật liệu lọc chính là cát và than hoạt tính sẽ được xử lý bởi bốn quá trình: khử Fe,
Mn, As ở công đoạn làm thoáng nước bằng giàn phun mưa; xử lý vi sinh ở lớp màng
hình thành trên bề mặt bể; lắng, lọc các chất rắn lơ lửng và hạt cặn ở lớp cát lọc; hấp
phụ màu, mùi và các độc tố ở lớp than hoạt tính.
Hình 1.3. Bể lọc cát chậm quy mô hộ gia đình
(Nguồn: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2005 [34])
Đinh Thị Diệu Linh
10
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
Ưu điểm của công nghệ này là loại bỏ được tạp chất, kim loại nặng và 99%
các tác nhân gây bệnh đường ruột ra khỏi nước [31]. Ngoài ra, các hộ dân đều có thể
tự xây dựng và vận hành do công nghệ đơn giản, vật liệu lọc dễ kiếm và chi phí thấp.
Tuy nhiên, phương pháp này không có khả năng loại bỏ virus hay các hạt có kích
thước nhỏ hơn 1 micron [31]. Mặt khác, tốc độ lọc chậm từ 0,1 – 0,3 m3/giờ nên chỉ
thích hợp để áp dụng cho hộ gia đình, đặc biệt là các hộ sử dụng nguồn nước giếng
khoan có hàm lượng Fe và Mn cao [30].
Bộ lọc nước hộ gia đình:
Các bộ lọc chi phí thấp có lõi lọc làm từ gốm sứ, sợi thủy tinh, than hoạt tính
có tác dụng chính là loại bỏ màu, mùi vị, cặn lắng và vi khuẩn trong nước, khả năng
giữ lại các kim loại nặng hòa tan và chất hữu cơ không được đánh giá cao. Ở mức độ
xử lý cao hơn, các bộ lọc sử dụng công nghệ Nano và công nghệ RO có thể loại bỏ
cả virus và các nguyên tố vi lượng ra khỏi nước, nước sau lọc có thể dùng để uống
trực tiếp [35].
Hiện nay, việc sử dụng các bộ lọc nước được coi như một giải pháp thay thế
cho việc sử dụng nước cấp tại các vùng nông thôn hoặc để xử lý tiếp khi nước cấp từ
nhà máy không đảm bảo an toàn tuyệt đối, do các sự cố trong quá trình cấp nước. Tuy
nhiên, chu kỳ vệ sinh và thay lõi lọc đòi hỏi phải diễn ra thường xuyên để đảm bảo
không tái nhiễm vi khuẩn và các chất bẩn ngược trở lại nước lọc.
Khử trùng bằng nước Javen (NaOCl):
Nước Javen được sử dụng như một phương pháp khử trùng nước giếng khơi
tại một số vùng nông thôn Việt Nam, phương pháp này đạt hiệu quả khi xử lý nước
ô nhiễm vi sinh vật với một liều lượng thích hợp. Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ
khuyến cáo chỉ nên sử dụng 2 ml dung dịch NaOCl 5% cho 1 lít nước khi khử trùng.
Sử dụng dư thừa nước Javen sẽ làm tăng pH của nước, kết tủa các khoáng chất như
Canxi cacbonat. Mặt khác, hàm lượng clo dư trong nước > 0,5 mg/L sẽ ảnh hưởng
đến mùi vị của nước và gây độc khi sử dụng. Vì vậy, phương pháp này chỉ nên áp
dụng để xử lý tạm thời, không an toàn khi sử dụng lâu dài.
Khử trùng bằng đun sôi:
Tại các khu vực chưa có công trình cấp nước tập trung, nước sinh hoạt không
hoặc đã qua xử lý bằng các biện pháp chi phí thấp đều không đảm bảo về mặt vi sinh.
Do vậy, đun sôi nước đến nhiệt độ 1000C trong thời gian từ 1 – 5 phút là biện pháp
bắt buộc để khử trùng nước trước khi dùng cho mục đích ăn uống. Phương pháp này
được cho là tiêu tốn nhiều năng lượng vì để đun sôi 1 lít nước cần đốt cháy khoảng 1
kg gỗ [38] nhưng nhược điểm này không đáng kể do nguồn nhiên liệu ở các vùng
Đinh Thị Diệu Linh
11
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
nông thôn Việt Nam luôn có sẵn và được sử dụng hợp lý, không gây suy thoái tài
nguyên.
Khử trùng bằng ánh sánh mặt trời (SODIS):
SODIS là phương pháp tiêu diệt vi khuẩn trong nước nhờ tác động cộng hưởng
của tia cực tím và tia hồng ngoại (UV – A) với bước sóng từ 320 – 400 nm. Nước thô
cần khử trùng được đựng trong chai nhựa PET (Polyethylene terephthalate) và đem
phơi dưới ánh nắng mặt trời từ 6 đến 17 giờ (nếu trời nắng gắt) hoặc phơi 2 ngày nếu
trời râm mát [32] (Hình 1.4). Nước phơi theo phương pháp này có thể tiêu diệt 99%
vi khuẩn, 95% virus trong nước [38].
Hình 1.4. Khử trùng nước bằng ánh sáng mặt trời (SODIS)
(Nguồn: EAWAG/SANDEC (2002)[24])
SODIS có nhiều ưu điểm như chi phí thấp, dễ thực hiện, giảm tối đa nguy cơ
tái nhiễm vi khuẩn do được đựng trong các chai nhựa kín đến khi sử dụng. Ngoài ra,
đây là phương pháp thân thiện với môi trường và phù hợp với một nước nhiệt đới, có
lượng bức xạ mặt trời cao như Việt Nam. Tuy nhiên, biện pháp đơn giản này lại không
hiệu quả trong xử lý nước ô nhiễm kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ và nước có độ
đục lớn hơn 30 NTU. Mặt khác, lượng nước xử lý được tương đối thấp và phụ thuộc
chính vào thời tiết. Do vậy, SODIS chỉ thích hợp để xử lý nước mưa hoặc nước ngầm
có chất lượng tương đối tốt, với mục đích sử dụng làm nước ăn uống. Trong tương
lai, phương pháp này cần được nghiên cứu để áp dụng với quy mô lớn, thay thế các
phương pháp khử trùng chi phí cao như sử dụng tia UV, oxi hóa bằng Ozon hay
phương pháp sử dụng Clo thường làm giảm hương vị của nước.
1.2.3.2. Công nghệ áp dụng tại các trạm cấp nước tập trung
Đa phần các trạm cấp nước tập trung ở khu vực nông thôn Việt Nam đều áp
dụng các công nghệ xử lý nước truyền thống theo dây truyền như: Song chắn rác Đinh Thị Diệu Linh
12
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
keo tụ, tạo bông - lắng - lọc - khử trùng bằng Clo với nguồn nước đầu vào lấy từ sông,
hồ. Đối với nguồn cung cấp là nước ngầm, công nghệ xử lý đơn giản hơn là làm
thoáng - lắng - lọc - khử trùng bằng Clo.
Song chắn rác:
Song chắn rác được đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại
trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu
quả làm sạch của các công trình xử lý.
Keo tụ - tạo bông:
Mục đích và ưu nhược điểm của công nghệ này như đã trình bày tại mục
1.3.2.1 (keo tụ - tạo bông). Tuy nhiên, khi áp dụng để xử lý nước mặt tại các công
trình cấp nước tập trung, công nghệ này có vai trò lớn hơn so với áp dụng ở hộ gia
đình. Do lưu lượng cần xử lý lớn và hàm lượng TSS trong nước mặt cao nên khả năng
xử lý của phương pháp được thể hiện rõ rệt. Công đoạn xử lý này được diễn ra trước
khi lắng, lọc để tăng cường khả năng loại bỏ TSS và giảm áp lực cho các công đoạn
sau. Đặc biệt, các hạt có kích thước nhỏ hơn 1micron rất khó để loại bỏ bằng phương
pháp lọc nhanh [41], nên việc keo tụ chúng thành các bông cặn lớn hơn là cần thiết
để chúng có thể tự lắng hoặc bị giữ lại ở lớp vật liệu lọc.
Các loại bể keo tụ - tạo bông đang được áp dụng tại một số trạm cấp nước tập
trung ở nông thôn như: bể phản ứng vách ngăn, bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng và bể
phản ứng cơ khí.
Lắng:
Mục đích của quá trình này là tiếp tục lắng trọng lực các hạt rắn lơ lửng đã
được keo tụ ở bể phản ứng hoặc tách các kết tủa của Fe và Mn sau giai đoạn làm
thoáng (đối với xử lý nước ngầm), giảm áp lực cho các bể lọc ở giai đoạn xử tiếp
theo. Để phù hợp với điều kiện kinh tế và trình độ quản lý, vận hành của địa phương,
các bể lắng đang áp dụng tại một số công trình cấp nước nông thôn thường có cấu tạo
và quy trình vận hành đơn giản, chi phí xây dựng thấp như: bể lắng ngang, bể lắng
Lamen.
Làm thoáng
Quá trình làm thoáng bằng giàn mưa như Hình 1.5 được áp dụng để oxi hóa
Fe(II), Mn(II) trong nước và tách chúng ra khỏi nước dưới dạng Fe(OH)3, Mn(OH)4.
Đây là biện pháp truyền thống, được áp dụng chủ yếu để xử lý Fe và Mn trong nước
giếng khoan cho các công trình cấp nước tập trung ở cả khu vực nông thôn và đô thị.
Lọc cát nhanh
Đinh Thị Diệu Linh
13
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
Công nghệ lọc nhanh được áp dụng để xử lý nước mặt sau quá trình lắng hoặc
xử lý nước ngầm sau khi làm thoáng. Nguyên lý hoạt động và vai trò của phương
pháp này tương tự như lọc cát chậm (trình bày tại mục 1.2.3.1) nhưng để đáp ứng yêu
cầu xử lý nước với lưu lượng lớn, cấu tạo lớp vật liệu lọc của bể lọc nhanh thường
đơn giản hơn với than Antraxit và cát Thạch Anh. Lưu lượng lọc cao từ 10 – 15
m3/m2.giờ [40], gấp nhiều lần so với bể lọc chậm (0,1 – 0,3 m3/m2. giờ) [30].
Ưu điểm của lọc cát nhanh là xử lý được nước có độ đục cao, tải trọng lớn,
diện tích xây dựng nhỏ. Tuy nhiên, hiệu quả loại bỉ chất rắn lơ lửng và vi khuẩn của
phương pháp này không cao và cần phải xử lý tiếp bằng biện pháp lọc chậm hoặc khử
trùng.
Khử trùng bằng Clo:
Khử trùng là công đoạn xử lý cuối cùng để tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật gây
bệnh có trong nước, biểu hiện qua chỉ số Coliform và E.coli. Khi sử dụng Clo để khử
trùng nước, thời gian tiếp xúc phải đảm bảo trên 30 phút và lượng Clo dư còn lại là
0,3 mg/L theo Quy chuẩn kĩ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống (QCVN 01:
2009/BYT). Đây là phương pháp khử được dùng phổ biến do chi phí thấp, quản lý
vận hành đơn giản. Tuy nhiên, giống như phương pháp sử dụng nước Javen để khử
trùng (trình bày tại mục 1.3.2.1), sử dụng Clo sẽ làm giảm hương vị của nước và gây
ngộ độc nếu hàm lượng Clo dư ở thời điểm sử dụng vượt quá 0,5 mg/L.
Nhìn chung, đây là các công nghệ đơn giản, chi phí thấp, dễ vận hành và quản
lý nên vẫn đang được áp dụng tại các trạm cấp nước tập trung nông thôn. Tuy nhiên,
chất lượng nước sau xử lý chưa được đảm bảo an toàn tuyệt đối, đặc biệt trong tình
trạng các nguồn nước cấp đang có dấu hiệu ô nhiễm như hiện nay (trình bày tại mục
1.1). Mặt khác, các công nghệ hiện đại như lọc màng, lọc áp lực, lọc trọng lực tự rửa
hay công nghệ khử trùng sử dụng Ozon và tia UV đều có chi phí đầu tư lớn và yêu
cầu trình độ chuyên môn cao trong quá trình vận hành nên chưa được phổ biến ở các
trạm cấp nước nông thôn.
1.3.
Tổng quan về mô hình xử lý nước cấp ở khu vực nông thôn
1.3.1. Mô hình xử lý nước cấp phân tán
Mô hình xử lý nước cấp phân tán là các công trình khai thác và xử lý theo
phương pháp truyền thống, phục vụ cho từng hộ gia đình hoặc những nhóm hộ dùng
nước ở các cụm dân cư sống riêng lẻ, mật độ thấp.
Đinh Thị Diệu Linh
14
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
Tại Việt Nam, mô hình khai thác và xử lý nước giếng khoan được áp dụng phổ
biến ở các vùng nông thôn (theo dự án cấp nước và môi trường nông thôn do UNICEF
hỗ trợ) [4]. Đây là mô hình áp dụng cho một hộ gia đình, mục đích chính là khai thác
nước ngầm bằng giếng khoan để cung cấp nước sinh hoạt hợp vệ sinh cho các hộ dân
nông thôn đặc biệt là vùng sâu, vùng xa, vùng dân tộc ít người và những hộ có thu
nhập thấp. Lưu lượng của giếng khoan thường từ 0,5 đến 2 lít/s [4]. Bên cạnh đó, các
bể lọc cát chậm như Hình 1.3 (mục 1.2.3.1) cũng được xây dựng đi kèm đối với những
nguồn nước bị nhiễm Fe, Mn và As.
Ưu điểm của mô hình trên là chi phí đầu tư thấp, tiêu thụ ít năng lượng, quy
trình xây dựng, vận hành và bảo dưỡng đơn giản nên phù hợp với kinh tế và trình độ
của người dân nông thôn. Chất lượng nước sau xử lý hợp vệ sinh, hàm lượng Fe, Mn
giảm đáng kể. Tuy nhiên, so với sử dụng nước cấp tập trung thì mô hình này yêu cầu
người dân phải tự vận hành và bảo dưỡng bằng phương pháp thủ công. Ngoài ra, sử
dụng giếng khoan và bể lọc cát mới chỉ khắc phục được vấn đề về nguồn nước hợp
vệ sinh và xử lý một phần ô nhiễm, chưa thể khẳng định đã loại bỏ hoàn toàn được
các độc tố ra khỏi nước.
Bên cạnh mô hình khai thác và xử lý nước giếng khoan, mô hình thu hứng và
tích trữ nước mưa cũng được áp dụng khá phổ biến ở Việt Nam và một số nước trên
thế giới như Thái Lan, Philippin, Ấn độ [34],... Ở vùng Đông Bắc Thái Lan, chính
phủ khuyến khích người dân sử dụng nước mưa thay cho nước ngầm bị nhiễm mặn.
Theo đó, nước mưa được thu hứng từ các mái nhà lợp kẽm để đảm bảo không nhiễm
các chất độc hại và thất thoát lưu lượng do thẩm thấu. Nước thu được sẽ theo đường
ống dẫn vào bình chứa có dung tích từ 1 – 6 m3, được trang bị nắp đậy và van nước
cách đáy bình 10 cm, van xả cặn được lắp tại đáy bình [34]. Chất lượng nước đầu ra
được kiểm định theo tiêu chuẩn của WHO cho thấy: 40% các bình lấy mẫu đạt tiêu
chuẩn về vi khuẩn; 98,92% bình không chứa mầm bệnh; 100% bình đạt tiêu chuẩn
về kim loại nặng [34]. Mô hình này có ưu điểm hơn so với khai thác và xử lý nước
giếng khoan do chi phí đầu tư thấp hơn, không sử dụng năng lượng và không cần phải
vận hành cũng như bảo dưỡng thường xuyên. Ngoài ra, nước không chứa kim loại
nặng và chứa rất ít các tạp chất cũng như vi sinh vật gây bệnh nên có thể coi là nguồn
nước an toàn và tốt cho sức khỏe. Tuy nhiên, mô hình thu hứng và tích trữ nước mưa
phải phụ thuộc vào lưu lượng mưa của từng mùa và từng địa phương, dẫn đến lưu
lượng nước cung cấp không ổn định, nhất là vào mùa khô.
Đinh Thị Diệu Linh
15
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
Nhìn chung, các mô hình cấp nước phân tán thường được áp dụng tại các vùng
nông thôn có mật độ dân cư thấp, không đủ điều kiện để xây dựng trạm cấp nước tập
trung; vùng có trữ lượng nước ngầm và lưu lượng mưa lớn, chất lượng tốt; đặc biệt
là các vùng nông thôn có không khí trong lành, không bị ô nhiễm. Bên cạnh đó, mô
hình này có thể áp dụng song song cùng với mô hình cấp nước tập trung, nhằm mục
đích giảm áp lực xử lý cho các nhà máy cũng như giảm chi phí sử dụng nước cho các
hộ dân.
1.3.2. Mô hình xử lý nước cấp tập trung
Mô hình xử lý nước cấp tập trung là hệ thống các công trình xử lý hiện đại với
lưu lượng nước cần xử lý lớn, phục vụ cho khu vực có mật độ dân cư cao. Đi kèm
với công trình xử lý là công trình thu nước và phân phối nước. Có 2 dạng cấp nước
tập trung đã được áp dụng và cho thấy sự phù hợp với vùng nông thôn là hệ thống
cấp nước tự chảy và hệ thống cấp nước sử dụng bơm dẫn.
Trong đó, mô hình cấp nước tập trung sử dụng bơm dẫn được áp dụng phổ
biến hơn tại nhiều địa phương trên cả nước (trong khuân khổ của chương trình Mục
tiêu Quốc gia Nước sạch và Vệ sinh Môi trường Nông thôn). Các trạm cấp nước tập
trung được xây dựng theo mô hình này thường có công suất nhỏ từ 1000 – 3000
m3/ngày.đêm [21,22,23], cung cấp nước sạch cho từ 2 đến 4 xã. Nguồn nước đầu vào
cho các trạm xử lý là nước ngầm, khai thác bằng giếng khoan hoặc nước sông, hồ có
các chỉ tiêu chất lượng nằm trong GHCP so với QCVN 08: 2015/BTNMT. Mô hình
này thường sử dụng công nghệ xử lý truyền thống, quy trình vận hành đơn giản. Bên
cạnh đó, các trạm xử lý thường đặt tại nơi có địa hình cao để có thể áp dụng nguyên
lý tự chảy trong công đoạn đưa nước đến từng hộ dân, nhằm tiết kiệm năng lượng.
Ưu điểm của mô hình này là cung cấp nước sạch với lưu lượng ổn định và chất
lượng đạt GHCP so với QCVN 01: 2009/BYT cho cả cộng đồng dân cư, giảm nguy
cơ bệnh tật và thuận tiện cho người sử dụng,… Tuy nhiên, chi phí đầu tư và vận hành
tương đối cao sẽ làm tăng chi phí sử dụng nước cho người dân. Ngoài ra, chất lượng
nước mặt lấy từ sông, hồ luôn có nguy cơ ô nhiễm cục bộ do khó kiểm soát việc xả
nước thải từ các hộ dân ven bờ hoặc do nước lũ cuốn theo phù sa, chất ô nhiễm từ
thượng nguồn đổ về.
Mô hình cấp nước tập trung sử dụng bơm dẫn phù hợp để áp dụng cho những
khu vực có mật độ dân cư lớn, địa hình tương đối bằng phẳng như khu vực đồng
bằng, trung du. Bên cạnh đó, nguồn nước ngầm hoặc nước mặt phải thuận tiện cho
Đinh Thị Diệu Linh
16
K57 CNKTMT
Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên
Khóa luận tốt nghiệp
khai thác, đảm bảo về trữ lượng và chất lượng so với Quy chuẩn kĩ thuật Quốc gia về
chất lượng nước mặt (QCVN 08: 2015/BTNMT) loại A1 hoặc A2.
Mô hình cấp nước tự chảy thường được áp dụng cho các địa phương có đặc
thù riêng về địa hình, không chỉ tại Việt Nam mà còn phổ biến ở nhiều nước trên thế
giới như nhà máy nước Nishihara ở Suzaka City, Nhật Bản (Hình 1.5).
Hình 1.5. Nhà máy nước Nishihara, Nhật Bản
(Nguồn: Junji Hashimoto, 2013 [37])
Mô hình này sử dụng hệ thống thu nước từ suối trên núi vào hồ dự trữ, sau đó
sử dụng công nghệ lọc cát chậm để xử lý. Quy trình thu và xử lý nước diễn ra hoàn
toàn tự động do sự chênh lệch mực nước giữa nguồn cung cấp, trạm xử lý và nơi sử
dụng. Chất lượng nước đầu ra đảm bảo an toàn về hàm lượng cặn, các chỉ tiêu hóa
sinh học, tuy nhiên chưa được khử trùng để tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn.
Ưu điểm của mô hình là quản lý tập trung, thuận tiện cho người sử dụng. Công
nghệ xử lý tự động, không sử dụng hóa chất nên tiết kiệm chi phí xử lý, vận hành.
Tuy nhiên, do sử dụng công nghệ lọc chậm để xử lý nước nên mô hình này yêu cầu
diện tích xây dựng lớn và nguồn nước đầu vào có độ đục thấp, giảm ảnh hưởng đến
vận tốc lọc và chu kỳ rửa lọc. Do vậy, mô hình cấp nước tự chảy chỉ phù hợp để áp
dụng tại khu vực miền núi, có sự chênh lệch độ cao giữa nguồn nước và nơi sử dụng.
Nguồn nước cung cấp từ hồ, suối có chất lượng tốt và lưu lượng ổn định.
Đinh Thị Diệu Linh
17
K57 CNKTMT
