Nghiên cứu, đề xuất công nghệ thẩm thấu ngược (ro) xử lý nguồn nước giếng phù hợp cho ngành sản xuất bún thuộc khu vực ven biển tỉnh kiên giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM
*****

ĐẶNG VĂN ĐÔNG

NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ
THẨM THẤU NGƯỢC (RO) XỬ LÝ
NGUỒN NƯỚC GIẾNG PHÙ HỢP CHO NGÀNH
SẢN XUẤT BÚN THUỘC KHU VỰC VEN BIỂN
TỈNH KIÊN GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Mã số ngành: 60520320

TP. HCM, tháng 10 năm 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM
*****

ĐẶNG VĂN ĐÔNG

NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ
THẨM THẤU NGƯỢC (RO) XỬ LÝ
NGUỒN NƯỚC GIẾNG PHÙ HỢP CHO NGÀNH
SẢN XUẤT BÚN THUỘC KHU VỰC VEN BIỂN
TỈNH KIÊN GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Mã số ngành: 60520320
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Thái Văn Nam
TP. HCM, tháng 10 năm 2017


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Thái Văn Nam

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí
Minh, ngày 08 tháng 10 năm 2017
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ)
Họ và tên

TT

Chức danh Hội đồng

1

GS.TS. Hoàng Hưng

Chủ tịch

2

PGS.TS. Huỳnh Phú

Phản biện 1

3

PGS.TS. Tôn Thất Lãng

Phản biện 2

4

TS. Nguyễn Quốc Bình

Ủy viên

5

TS. Nguyễn Thị Phương

Ủy viên, Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi luận văn đã được sửa chữa
(nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
TP. HCM, ngày 18 tháng 10 năm 2017

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Đặng Văn Đông

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 01/01/1981

Nơi sinh: Bến Tre

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

MSHV: 1541810029

I- Tên đề tài: Nghiên cứu, đề xuất công nghệ thẩm thấu ngược (RO) xử lý nguồn nước
giếng phù hợp cho ngành sản xuất bún thuộc khu vực ven biển tỉnh Kiên Giang.
II- Nhiệm vụ và nội dung:
(1).

Thu thập, nghiên cứu các tài liệu có liên quan;

(2).

Đánh giá hiện trạng chất lượng nước ngầm tại khu vực nghiên cứu;

(3).

Xây dựng mô hình thực nghiệm xử lý nước giếng nhiễm Iốt sử dụng cho sản

xuất bún;

(4).

Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng đến sự nghẹt màng;

(5).

Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đến hiệu quả xử lý nước

(6).

Đề xuất mô hình xử lý phù hợp cho cơ sở sản xuất bùn tại Kiên Giang trên cơ
sở đó tính toán lợi ích chi phí đầu tư và vận hành mô hình.

III- Ngày giao nhiệm vụ: ngày 15 tháng 02 năm 2017
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ngày 15 tháng 08 năm 2017
V- Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Thái Văn Nam
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

PGS. TS. Thái Văn Nam

PGS. TS. Thái Văn Nam

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Học viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)

Đặng Văn Đông


ii

LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin cảm ơn gia đình, là điểm tựu và là nguồn động viên cho tác giả trong
suốt quá trình học tập cũng như khi nghiên cứu thực hiện luận văn tốt nghiệp này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Thái Văn Nam đã định hướng
và tận tình chỉ dẫn để hoàn thành luận văn này.
Chân thành cảm ơn các Thầy/Cô Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường
Đại Học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh (HUTECH) đã nhiệt tình giảng dạy,
truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm làm việc trong suốt những năm học qua.
Xin cám ơn Chú Hai - Chủ Cơ sở lò bún 2B tại Thành phố Rạch Giá, Tỉnh Kiên
Giang đã tạo điều kiện và nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình thu thập số liệu, tài liệu
liên quan cho luận văn cũng như tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình nghiên cứu
tại Kiên Giang.

Cuối cùng xin cảm ơn những người Bạn đã động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt
trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
Học viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)

Đặng Văn Đông


iii

TÓM TẮT
Các cơ sở sản xuất bún tại vùng ven biển Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang đều gặp
phải những vấn đề chung về chất lượng nước ngầm sử dụng trong sản xuất bún. Mục
tiêu của nghiên cứu này nhằm sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược (Reverse osmosis
- RO) để xử lý nước ngầm cung cấp cho ngành sản xuất bún tại vùng ven biển Rạch
Giá - Kiên Giang. Thông qua những số liệu, dữ liệu thu thập được về quy trình sản
xuất và hiện trạng nguồn nước sử dụng; các phương pháp thực nghiệm trên mô hình,
nghiên cứu đã tìm ra những nguyên nhân gây ô nhiễm cũng như đưa ra phương án
xử lý cho nguồn nước ngầm tại khu vực này. Theo kết quả phân tích cho thấy hiện tại
nguồn nước ngầm tại khu vực ven biển Rạch Giá - Kiên Giang chưa đảm bảo các chỉ
tiêu về TDS, Cl-, I-, Fe, Coliforms và độ cứng (CaCO3) theo QCVN 01:2009/BYT.
Dựa trên những kết quả phân tích chất lượng nước ngầm, nghiên cứu tiến hành lựa
chọn và thiết kế mô hình xử lý phù hợp cho các cơ sở sản xuất bún tại và tiến hành
các thử nghiệm ban đầu. Nghiên cứu đã xác định được quan hệ tỷ lệ thuận giữa độ
cứng và sự tắc nghẽn của màng thông qua quá trình khảo sát ảnh hưởng các mẫu
nước có độ cứng 3, 50, 100 và 300 mg/l đến lưu lượng nước qua màng. Bên cạnh đó,
nghiên cứu cũng đã khảo sát sự ảnh hưởng của áp lực nước qua màng đến hiệu suất
xử lý nước của màng lọc thông qua việc xác định các chỉ tiêu chất lượng (pH, TDS,
độ cứng, Cl-, I-, Fe và một số chỉ tiêu khác) nước sau khi qua màng. Các kết quả cho

thấy, ở mức áp lực nước qua màng bằng 7 bar cho các kết quả chất lượng nước tối
ưu nhất, đảm bảo GHCP của các chỉ tiêu này tại QCVN 01:2009/BYT. Cụ thể, giá trị
pH bằng 6,87 (GHCP từ 6,5-8,5); hiệu suất xử lý TDS, độ cứng, Clorua, Iođua, Fe
lần lượt là 99,34%, 100%, 99,02%, 94,12%, 98,25%. Các thông số Mn, Pb, Al, Hg,
As, Coliforms sau khi qua màng ở áp suất 3 bar đều không phát hiện hoặc ở mức rất
thấp so với QCVN 01:2009/BYT. Nghiên cứu còn thử nghiệm mẫu nước đã được xử
lý tối ưu trong việc sản xuất bún. Sau thời gian theo dõi 24 giờ cho thấy các mẫu bún
đảm bảo tốt tiêu chuẩn và chất lượng của bún. Ngoài ra, nghiên cứu còn phân tích
về chi phí và lợi ích khi đầu từ và vận hành hệ thống.


iv

ABSTRACT
Bun production facilities in the coastal area of Rach Gia, Kien Giang Province,
there are common problems with the quality of groundwater used in Bun production.
The objective of this study was to use reverse osmosis (RO) technology to treat
groundwater for Bun production facilities in the coastal area of Rach Gia, Kien
Giang Province. Through the data collected about production process and current
state of the water source being used; experimental methods on the model. The study
has identified the causes of pollution as well as offer solutions for groundwater
treatment in this area. According to the analysis results of groundwater source in the
coastal area of Rach Gia, Kien Giang Province, parameters such as TDS, Cl-, I-, Fe,
coliforms and hardness (CaCO3) exceeded the allowed standard of QCVN
01:2009/BYT (National technical regulation on drinking water quality in
Vietnamese). Based on the results of groundwater quality, the study has selected and
designed of treatment models suitable for Bun production facilities and conducted
the initial test. The study has identified proportional relationship between hardness
and congestion of membrane through the survey processes the influence of water
samples with hardness of 3, 5, 100 and 300 mg/l on water flow across the membrane.

Besides that, the study also surveyed the influence of water pressure across the
membrane on water treatment efficiency of the reverse osmosis membrane through
the determination of the water quality parameters of water after passing through the
membrane. The results show that water pressure across the membrane at 7 bar for
optimal water quality values, within limits of QCVN 01:2009/BYT. Specifically, the
pH value is 6.87 (allowed standard from 6.5 to 8.5); treatment efficiency of TDS,
hardness, Chloride, Iodide, Fe are 99.34%, 100%, 99.02%, 94.12%, 98.25%
respectively. The parameters of Mn, Pb, Al, Hg, As, Coliforms after passing the
membrane at 3 bar pressure are not detected or very low compared to QCVN
01:2009/BYT. The study also tested water samples were processed optimal to
produce Bun. After a 24-hour follow-up period, the bun samples are still in condition
and good quality. In addition, the study also analyzes the costs and benefits when
invest and operate system.


v

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii
TÓM TẮT ................................................................................................................ iii
ABSTRACT .............................................................................................................. iv
MỤC LỤC .................................................................................................................. v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT................................................................................ viii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. ix
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. x
DANH MỤC ĐỒ THỊ .............................................................................................xii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. ĐẶT VẤN ĐỀ .....................................................................................................1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ................................................................................3

2.1. Mục tiêu tổng quát ........................................................................................ 3
2.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................................. 3
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ....................................................3
3.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 3
3.2. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 3
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN .........................................................3
4.1. Ý nghĩa khoa học .......................................................................................... 3
4.2. Ý nghĩa thực tiễn........................................................................................... 4
5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................. 5
1.1. Tổng quan về ngành sản xuất bún tại Việt Nam........................................... 5
1.1.1. Giới thiệu sơ lược về bún .......................................................................5
1.1.2. Phân loại bún ..........................................................................................5
1.1.3. Quy trình sản xuất bún ...........................................................................7
1.1.4. Nước sử dụng trong sản xuất bún ..........................................................8


vi

1.1.5. Tình hình nghề làm bún tại Việt Nam .................................................12
1.2. Tổng quan về nước ngầm ........................................................................... 13
1.2.1. Giới thiệu chung ...................................................................................13
1.2.2. Các thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước ngầm .........................14
1.3. Các phương pháp xử lý nước ngầm ............................................................ 17
1.3.1. Khử sắt (Fe) và mangan (Mn) ..............................................................17
1.3.2. Khử mùi vị ...........................................................................................18
1.3.3. Khử cứng ..............................................................................................19
1.3.4. Khử trùng .............................................................................................20
1.3.5. Khử mặn trong nước ngầm ..................................................................21
1.4. Tổng quan về công nghệ thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis – RO) [34] 27

1.4.1. Giới thiệu chung về công nghệ RO ......................................................27
1.4.2. Ứng dụng của công nghệ RO trong xử lý nước ...................................29
1.5. Tổng quan khu vực ngiên cứu .................................................................... 30
1.5.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................30
1.5.2. Điều kiện kinh tế - xã hội .....................................................................31
1.5.3. Hiện trạng sản xuất bún tại vùng ven biển Rạch Giá - Kiên Giang .....33
1.5.4. Hiện trạng nước ngầm ở Rạch Giá - Kiên Giang.................................36
1.6. Các nghiên cứu liên quan............................................................................ 38
1.5.1. Trên thế giới .........................................................................................38
1.5.2. Tại Việt Nam ........................................................................................40
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 42
2.1. Nội dung nghiên cứu................................................................................... 42
2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 42
2.2.1. Phương pháp thu thập thông tin ...........................................................42
2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát ............................................................42
2.2.3. Phương pháp phân tích mẫu nước........................................................43
2.2.4. Phương pháp so sánh ...........................................................................43
2.2.5. Phương pháp so sánh lựa chọn công nghệ lọc màng ...........................43


vii

2.2.6. Phương pháp xây dựng mô hình thực nghiệm .....................................44
2.2.7. Phương pháp phân tích chi phí – lợi ích ..............................................53
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.............................. 56
3.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước ngầm tại khu vực ven biển TP. Rạch
Giá, tỉnh Kiên Giang .......................................................................................... 56
3.2. Lựa chọn và tính toán mô hình xử lý nước ngầm phù hợp ......................... 59
3.2.1. Lựa chọn mô hình và công suất xử lý ..................................................59
3.2.2. Tính toán mô hình xử lý .......................................................................61

3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý của màng RO ............ 69
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng đến sự nghẹt màng ..........................69
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đến hiệu quả xử lý nước của màng ..72
3.4. Thử nghiệm sử dụng mẫu nước sau xử lý trong sản xuất bún .................... 84
3.4.1. Điều kiện thử nghiệm ...........................................................................84
3.4.2. Kết quả thử nghiệm ..............................................................................84
3.5. Tính toán chi phí đầu tư và vận hành hệ thống xử lý nước RO.................. 85
3.5.1. Chi phí đầu tư hệ thống ........................................................................85
3.5.2. Tính chi phí vận hành hệ thống xử lý nước RO – Công suất 4,8
m3/ngày.đêm...................................................................................................88
3.5.3. Tính toán Lợi ích – Chi phí ..................................................................89
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 96
1. KẾT LUẬN .......................................................................................................96
2. KIẾN NGHỊ.......................................................................................................97
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 98
1. TIẾNG VIỆT .....................................................................................................98
2. TIẾNG ANH .....................................................................................................99
3. WEBSITES......................................................................................................100


viii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

1

Từ viết
tắt
BĐKH

2

BYT

3

ED

ElectroDialysis

Điện thẩm tách

4

FS

Freezing Separation

Làm lạnh

5

GHCP

6

GRDP

Gross Regional Domestic
Product

Tổng sản phẩm bình quân đầu
người

7

ISO

International Organisation
for Standardisation

Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế

8

NF

NanoFiltration

Màng lọc Nano

9

QCVN

10

RO

Reverse Osmosis

Thẩm thấu ngược

11

SMEWW

Standard Methods for the
Examination of Water and
Waste Water

Các phương pháp chuẩn xét
nghiệm nước và nước thải

12

TCVN

13

TDS

Total Dissolved Solids

Tổng chất rắn hòa tan

14

UV

Ultra Violet

Tia UV

15

VLL

STT

Tiếng Anh

Tiếng Việt
Biến đổi khí hậu
Bộ Y tế

Giới hạn cho phép

Quy chuẩn Việt Nam

Tiêu chuẩn Việt Nam

Vật liệu lọc


ix

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Quy trình sản xuất bún. ............................................................................... 7
Hình 1.2: Hệ thống khử mặn bằng phương pháp chưng cất. .................................... 23

Hình 1.3: Sơ đồ tổng quan quá trình khử mặn bằng công nghệ màng Nano. ........... 23
Hình 1.4: Hiện tượng thẩm thấu và quá trình thẩm thấu ngược. .............................. 24
Hình 1.5: Quá trình điện thẩm tách. .......................................................................... 26
Hình 1.6: Sơ đồ quy trình làm bún tươi tại Kiên Giang............................................ 33
Hình 1.7: Mẫu bún khi sử dụng nước giếng. (Nguồn: Tác giả). ............................... 36
Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ mô hình xử lý RO. ......................................................... 45
Hình 2.2: Lõi lọc tinh 5μm sử dụng trong mô hình nghiên cứu. .............................. 48
Hình 2.3: Màng RO sử dụng trong mô hình nghiên cứu. ......................................... 49
Hình 2.4: Mô hình 3 cột lọc thô tiền xử lý. ............................................................... 50
Hình 2.5: Mô hình hệ thống lọc tinh và RO.............................................................. 50
Hình 3.1: Mô hình hệ thống xử lý nước RO phục vụ sản xuất bún tại Rạch Giá –
Kiên Giang. ............................................................................................................... 60
Hình 3.2: Mẫu bún sau khi làm với nước mô hình thực nghiệm để sau 24 giờ. ....... 85


x

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Phân loại bún tươi ....................................................................................... 5
Bảng 1.2: Giới hạn một số các chỉ tiêu chất lượng nước ăn uống theo QCVN
01:2009/BYT............................................................................................................... 8
Bảng 1.3: Phân vùng ánh sáng tia cực tím ................................................................ 21
Bảng 1.4: Bảng kết quả mẫu nước thủy cục ............................................................. 34
Bảng 2.1: Danh sách các chỉ tiêu phân tích trong mẫu nước ngầm ven biển ........... 43
Bảng 2.2: Phân loại cấp bậc nhiễm độ cứng của nước ............................................. 51
Bảng 2.3: Khảo sát lưu lượng nước sạch qua màng RO khi thay đổi độ cứng ......... 52
Bảng 2.4: Thông số khảo sát sự ảnh hưởng áp lực nước đến hiệu suất xử lý nước.. 53
Bảng 3.1: Kết quả phân tích nguồn nước giếng trước khi xử lý ............................... 56
Bảng 3.2: Đặc tính vật liệu lọc .................................................................................. 62
Bảng 3.3: Thông số thiết kế cột lọc than GAC ......................................................... 63

Bảng 3.4: Đặc điểm kỹ thuật của GAC ..................................................................... 64
Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật nhựa Dowex HCR-S ................................................... 66
Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật màng FILMTEC - TW30-4021 .................................. 68
Bảng 3.7: Thông số kỹ thuật màng RO TW30-4021 ................................................ 69
Bảng 3.8: Lưu lượng nước sạch qua màng RO ở các độ cứng khác nhau ................ 70
Bảng 3.9: Kết quả phân tích sau khi xử lý qua màng với áp lực khác nhau ............. 73
Bảng 3.10: Hàm lượng pH đo được sau khi qua màng ở các mức áp lực nước ....... 74
Bảng 3.11: Hàm lượng TDS đo được sau khi qua màng .......................................... 75
Bảng 3.12: Giá trị độ cứng (CaCO3) đo được sau khi qua màng .............................. 77
Bảng 3.13: Hàm lượng Clorua (Cl-) đo được sau khi qua màng .............................. 78
Bảng 3.14: Hàm lượng Iođua (I-) đo được sau khi qua màng ................................... 80
Bảng 3.15: Hàm lượng Fe đo được sau khi qua màng .............................................. 82
Bảng 3.16: Chi phí đầu tư hệ thống xử lý nước RO - Công suất 0,2 m3/h (tương ứng
4,8 m3/ngày.đêm, máy làm việc 24 giờ) ................................................................... 85
Bảng 3.17: Chi phí hóa chất vận hành ...................................................................... 88


xi

Bảng 3.18: Chi phí điện năng tiêu thụ ...................................................................... 88
Bảng 3.19: Tổng chi phí vận hành tính trên 1 m3 nước cấp...................................... 89
Bảng 3.20: Lợi ích mà cơ sở thu được hằng năm ..................................................... 90
Bảng 3.21: Tổng hợp chi phí của cơ sở đầu tư và vận hành mô hình qua các năm .. 91
Bảng 3.22: Bảng luồng tiền của dự án ...................................................................... 92


xii

DANH MỤC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1: Lưu lượng nước sạch qua màng RO ở các độ cứng khác nhau. ............. 71

Đồ thị 3.2: Sự thay đổi của pH theo áp lực nước qua màng RO............................... 74
Đồ thị 3.3: Sự thay đổi của TDS theo áp lực nước qua màng RO. ........................... 75
Đồ thị 3.4: Sự thay đổi của độ cứng theo áp lực nước qua màng RO. ..................... 77
Đồ thị 3.5: Sự thay đổi của Clorua (Cl-) theo áp lực nước qua màng RO. ............... 79
Đồ thị 3.6: Sự thay đổi của Iođua (I-) theo áp lực nước qua màng RO. ................... 81
Đồ thị 3.7: Sự thay đổi của Fe theo áp lực nước qua màng RO. .............................. 82
Đồ thị 3.8: Dòng lưu kim của mô hình trong nghiên cứu. ........................................ 93
Đồ thị 3.9: Chi phí - Lợi ích của việc xây dựng mô hình. ........................................ 95


1

MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Biến đổi khí hậu khiến nước biển dâng cao, hạn hán do El Nino, … những vấn
đề nghiêm trọng đó đang diễn ra và tác động nặng nề, trực tiếp lên đời sống sinh hoạt
và sản xuất nông nghiệp của người dân đặc biệt là các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long
[8]. Trong đó, Kiên Giang là một trong những tỉnh đã và đang xảy ra tình trạng khô
hạn và nhiễm mặn nghiêm trọng nhất trong suốt hàng chục năm qua [17].
Nước được xem là tài nguyên quý giá và vĩnh cữu. Nước bảo đảm việc duy trì
sự sống và phát triển cho mọi sinh vật. Có khoảng 96% nước ngọt ở lục địa là nước
ngầm, các hồ chứa nước chiếm khoảng 20% của nước mặt và sông suối chiếm 1%.
Như vậy, nước ngầm là nguồn cung cấp nước ngọt chủ yếu cho nhu cầu của con
người. Sự phong phú tài nguyên nước là tiền đề cho sự phát triển nông nghiệp, công
nghiệp, giao thông vận tải... Cùng với sự phát triển của đất nước, cũng như vấn đề sử
dụng nước trong sinh hoạt, sản xuất của người dân tăng lên thì việc quản lý, khai thác
và sử dụng nguồn nước chắc chắn ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng nước [5].
Nước ngọt là nguồn tài nguyên khan hiếm. Theo Tổ chức Khí tượng Thế giới,
chỉ có 2,5% tổng lượng nước trên trái đất là nước ngọt, phần còn lại là nước mặn.
Nguồn nước ngọt lớn nhất là nằm dưới lòng đất và một phần nước mặt nằm rải rác ở

nhiều khu vực trên thế giới [7]. Nước ngầm được sử dụng rộng rãi để bổ sung cho
nguồn nước mặt nhằm đáp ứng nhu cầu nước ngày càng tăng. Tuy nhiên, một trong
những vấn đề đối với hệ thống nước ngầm ở những vùng ven biển chính là xâm nhập
mặn. Xâm nhập mặn là quá trình thay thế nước ngọt trong các tầng chứa nước ở ven
biển bằng nước mặn do sự dịch chuyển của khối nước mặn vào tầng nước ngọt. Xâm
nhập mặn làm giảm nguồn nước ngọt dưới lòng đất ở các tầng chứa nước ven biển
do cả hai quá trình tự nhiên và con người gây ra [7].
Ngày nay, đời sống kinh tế xã hội - văn hóa tinh thần của người dân ngày càng
cao, ngày càng nhiều nền ẩm thực văn hóa nước ngoài được du nhập vào nước ta.


2

Tuy nhiên, Việt Nam vẫn giữ được nền ẩm thực truyền thống. Bún là một trong những
món ăn thường ngày của người dân Việt. Chính vì lẽ đó, một số cơ sở sản xuất bún
ra đời phục vụ cho người dân. Trên khắp các tỉnh thành trong cả nước, số lượng cơ
sở sản xuất bún tương đối lớn. Ảnh hưởng đến chất lượng bún là việc chọn gạo và
nguồn nước sử dụng [2]. Tại Kiên Giang, nguồn nước đang bị thiếu hụt trầm trọng vì
vậy không đáp ứng đủ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt của người dân. Do đó, một
số cơ sở sản xuất đã phải sử dụng nguồn nước ngầm thay cho nguồn nước thủy cục.
Sử dụng nguồn nước ngầm một phần để tiết kiệm một lượng chi phí tương đối lớn và
cũng cung cấp đủ cho quá trình sản xuất [17]. Tuy nhiên, khi sử dụng nước ngầm từ
vùng ven biển Rạch Giá – Kiên Giang vào việc sản xuất bún thì gặp phải một số vấn
đề. Cụ thể là một số chỉ tiêu trong nước ngầm vẫn chưa đảm bảo theo tiêu chuẩn nước
sử dụng trong ăn uống, đặc biệt là vấn đề tồn tại ion I- trong nước làm ảnh hưởng đến
chất lượng màu sắc của bún thành phẩm (làm cho bún có màu xanh). Theo nghiên
cứu của David Cook [21] thì việc tồn tại ion I- trong nước sẽ tạo ra các sản phẩm phụ
không mong muốn gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người sử dụng. Hay theo nghiên
cứu của Dawson (1974) [27] thì nồng độ ion I- trong nước lớn hơn 10 mg/l sẽ gây
nguy hại đến sức khỏe của người sử dụng. Vì thế, việc loại bỏ ion I- trong nước là

vấn đề cần thiết, nhất là đối với nguồn nước cung cấp cho sản xuất bún.
Hiện nay, các phương pháp xử lý nước ngầm thành nước sinh hoạt, ăn uống
cũng như xử lý ion I- trong nước chủ yếu sử dụng các phương pháp như chưng cất,
trao đổi ion, điện thẩm tách, màng lọc… trong đó phương pháp mang lại hiệu quả xử
lý cũng như được sử dụng rộng rãi nhất là phương pháp màng lọc [9], cụ thể trong
nghiên cứu này sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược RO. Ưu điểm của công nghệ này
là loại bỏ hết hoàn toàn các chất ô nhiễm, bao gồm cả ion I- đảm bảo đủ tiêu chuẩn
nước sử dụng trong sinh hoạt cũng như sản xuất.
Vì vậy đề tài “Nghiên cứu, đề xuất công nghệ thẩm thấu ngược (RO) xử lý
nguồn nước giếng phù hợp cho ngành sản xuất bún thuộc khu vực ven biển tỉnh
Kiên Giang” được thực hiện nhằm tìm ra nguyên nhân cũng như đưa ra những giải
pháp, cụ thể là sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược RO nhằm giải quyết vấn đề xử


3

lý nguồn nước ngầm tại khu vực ven biển Kiên Giang giúp các cơ sở làm bún tiết
kiệm chi phí và ổn định nguồn nước sạch trong sản xuất.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu, đề xuất công nghệ thẩm thấu ngược (RO) xử lý nguồn nước giếng
phù hợp cho ngành sản xuất bún thuộc khu vực ven biển TP. Rạch Giá, tỉnh Kiên
Giang.
2.2. Mục tiêu cụ thể
 Đánh giá hiện trạng sản xuất bún cũng như hiện trạng sử dụng và chất lượng
nước phục vụ cho ngành sản xuất bún tại Thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên
Giang;
 Xây dựng, đánh giá và đề xuất mô hình xử lý nước ngầm ven biển hiệu quả
cấp cho ngành sản xuất bún tại các cơ sở sản xuất bún tại khu vực nghiên cứu.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng của nghiên cứu này là nước ngầm tại vùng ven biển Rạch Giá - Kiên
Giang được xử lý cấp cho ngành sản xuất bún tại khu vực này.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
+ Thời gian nghiên cứu: 06 tháng (từ 15/02 đến 15/08/2017);
+ Địa điểm nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu tại các cơ sở sản xuất bún vùng ven
biển Rạch Giá - Kiên Giang.
+ Nội dung nghiên cứu: Tập trung vào các chỉ tiêu chất lượng nước theo QCVN
01:2009/BYT của Bộ Y tế và chỉ tiêu I- gây ảnh hưởng đến chất lượng bún
thành phẩm.
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
4.1. Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu này tập trung vào tính toán, phân tích, thử nghiệm và đề xuất công
nghệ thẩm thấu ngược trong xử lý nước ngầm theo một trình tự logic, khoa học hiện
chưa có nghiên cứu ở Việt Nam.


4

Nghiên cứu cũng mở ra một triển vọng trong xử lý nước ngầm ven biển bằng
công nghệ RO cho các nghiên cứu tiếp theo phát triển và hoàn thiện.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Việc thực hiện nghiên cứu này sẽ giúp tận dụng được nguồn nước ngầm tại khu
vực ven biển cung cấp cho ngành sản xuất bún tại Kiên Giang nhằm giảm thiểu chi
phí sản xuất cũng như khắc phục được tình trạng thiếu nước phục vụ cho sản xuất tại
những khu vực chưa có nước cấp.
Ngoài ra, nghiên cứu còn sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược (RO) trong
nghiên cứu hiệu quả xử lý nước sử dụng cho sản xuất bún.
5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Việc ứng dụng công nghệ thẩm thấu ngược (RO) trong xử lý nước sinh hoạt,

sản xuất, y tế… hiện đang được sử dụng khá phổ biến. Tuy nhiên, việc nguồn nước
ngầm ven biển bị nhiễm ion I- gây ảnh hưởng đến chất lượng bún thành phẩm hiện
chưa có công trình nào nghiên cứu. Nghiên cứu này phân tích, lựa chọn mô hình phù
hợp (đáp ứng về nhu cầu sử dụng nước của cơ sở, đảm bảo chất lượng nước theo yêu
cầu với chi phí đầu tư và vận hành, bảo dưỡng phù hợp) là một cách tiếp cận mới của
đề tài.


5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về ngành sản xuất bún tại Việt Nam [2]
1.1.1. Giới thiệu sơ lược về bún
Bún là một trong những sản phẩm truyền thống phổ biến ở nước ta. Nghề làm
bún đã có từ lâu đời và đang ngày càng phát triển. Trong ẩm thực Việt Nam, bún là
loại thực phẩm dạng sợi tròn, trắng, mềm, được làm từ bột gạo tẻ, tạo sợi qua khuôn,
được luộc chín trong nước sôi. Đây là một nguyên liệu được sử dụng khá nhiều làm
thành phần chính chế biến rất nhiều món ăn (Bún Bò Huế, Bún Mắm, Bún Riêu…).
Bún là một trong những loại thực phẩm phổ biến nhất trong cả nước, chỉ xếp
sau các món ăn dạng cơm, phở.
1.1.2. Phân loại bún
1.1.2.1. Bún tươi
Bún tươi là loại bún truyền thống và được sản xuất từ rất lâu đời ở nước ta. Bún
tươi được phân loại thành các loại sau:
Bảng 1.1: Phân loại bún tươi
Cách phân loại

Phân loại theo
hình dạng bún

Loại bún

Đặc điểm

Bún rối

Bún rối là loại bún sau khi được làm nguội, bún
sẽ được để một cách tương đối lộn xộn trong
giỏ tre, chạc nhựa hay thúng, không có hình thù
rõ rệt

Bún con là loại bún mà các sợi bún được quấn
Bún con hay lại với nhau thành từng cuộn nhỏ, có hình dạng
bún nắm
gần giống như con sò. Đây là loại bún hiện nay
đang được bán phổ biến ngoài thị trường

Bún lá
Phân loại theo
kích thước bún

Bún sợi nhỏ

Các sợi bún được vắt thành từng dây có đường
kính độ 4-5 cm, dài cỡ 30-40cm. Khi ăn, người
ta sẽ dùng kéo cắt thành những đoạn nhỏ
Sợi bún có đường kính < 1 mm


6

Bún sợi
trung bình

Sợi bún có đường kính từ 1-1,5 mm

Bún sợi to
(bún bò)

Sợi bún có đường kính khoảng 2 mm

Bún làm từ
gạo tẻ
Phân loại bún
theo nguyên liệu

Bún làm từ
bắp

Đây là loại bún đặc sản của vùng đất Phú Yên,
bún không làm từ gạo mà được làm từ những
hạt bắp và chỉ có bắp ở vùng Tuy An, Đồng
Xuân mới tạo được vị ngọt, độ dẻo dai cho sợi
bún
(Nguồn: [2])

1.1.2.2. Bún khô
Khi xã hội ngày càng phát triển, đời sống của người dân ngày càng được hiện
đại hóa, công nghiệp hóa theo nhịp phát triển của xã hội, thời gian dành cho công
việc được ưu tiên nhiều hơn, vì vậy nhu cầu sử dụng thực phẩm ăn liền tăng cao.

Ưu điểm của loại thực phẩm này là thời gian bảo quản dài, thời gian chế biến
ngắn. Vì thế, không những tiêu thụ trong nước, sản phẩm còn có thể xuất khẩu ra
nước ngoài, phục vụ cho cộng đồng người Việt đang sống xa quê nhưng vẫn có thể
thưởng thức được những món ăn truyền thống. Do đó, sản phẩm bún khô đã ra đời
để thỏa mãn nhu cầu người tiêu dùng.
Bún khô là loại sản phẩm công nghiệp, xuất hiện ở Việt Nam từ đầu những năm
90 của thế kỷ 20.
Hiện nay, bún khô rất đa dạng về chủng loại: bún khô từ gạo, bún khô từ đậu
xanh, bún khô từ sắn với sợi bún có nhiều kích thước khác nhau để phục vụ nhu cầu
người tiêu dùng.


7

1.1.3. Quy trình sản xuất bún
Gạo

Vo gạo
Ủ
Nước

Ngâm gạo
Nghiền ướt
Nước thải
Tách nước
Hồ hoá sơ bộ

Nhào
Tạo hình
Luộc

Nước
Làm nguội

Nước thải

Bún
tươi
Hình 1.1: Quy trình sản xuất bún.
Gạo ngâm nước lạnh qua đêm, nghiền nhuyễn với nước. Sau đó đựng vào bao
vải treo lên để ráo nước gọi là quá trình bồng con. Bột gạo ướt được hồ hoá 1 phần
bằng cách tưới nước sôi vào rồi nhào thành khối. Khối bột được nhào kỹ sau đó ép


8

qua khuôn để tạo sợi. Sợi bún luộc trực tiếp trong nồi nước đang sôi đến khi thấy các
sợi bún nổi lên thì vớt ra thả vào nước lạnh.
Trong quá trình sản xuất bún, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bún
thành phẩm. Tuy nhiên một trong những yếu tố không kém phần quan trọng là chất
lượng nước. Nước không chỉ dùng để làm sạch nguyên liệu và sản phẩm mà còn được
dùng để phối chế. Vì thế chất lượng vệ sinh của nước là một yếu tố cần phải quan
tâm. Trong quá trình sản xuất bún, đa số tất cả các công đoạn đều có sự tham gia của
nước. Bún tươi lại là sản phẩm không cần phải sơ chế trước khi ăn vì thế cần phải
đảm bảo tiêu chuẩn nước sử dụng.
1.1.4. Nước sử dụng trong sản xuất bún
1.1.4.1. Tiêu chuẩn nước sử dụng trong sản xuất bún
Nước cũng là một nguyên liệu quan trong ngành sản xuất thực phẩm. Vì thế,
chất lượng nước sử dụng cần phải được quan tâm. Tuy nhiên, vì chưa có quy định cụ
thể cho nước dùng trong sản xuất bún nên tiêu chuẩn này đưa ra dựa trên tiêu chuẩn
dành cho nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT (nước sử dụng cho mục đích chế biến

thực phẩm) [3].
Bảng 1.2: Giới hạn một số các chỉ tiêu chất lượng nước ăn uống theo QCVN
01:2009/BYT.
TT

1

Tên chỉ tiêu

Màu sắc

(*)

Đơn vị

Giới hạn
tối đa cho
phép

TCU

15

2

Mùi vị(*)

-

Không có

mùi, vị lạ

3

Độ đục(*)

NTU

2

4

pH(*)

-

Trong
khoảng

Phương pháp thử
TCVN 6185 - 1996
(ISO 7887 - 1985) hoặc
SMEWW 2120
Cảm quan, hoặc
SMEWW 2150 B và
2160 B
TCVN 6184 - 1996
(ISO 7027 - 1990)
hoặc SMEWW 2130 B
TCVN 6492:1999 hoặc

SMEWW 4500 - H+


9

6,5-8,5
5
6

Độ cứng, tính theo
CaCO3(*)
Tổng chất rắn hoà tan
(TDS) (*)

mg/l

300

TCVN 6224 - 1996 hoặc
SMEWW 2340 C

mg/l

1000

SMEWW 2540 C

7

Hàm lượng Nhôm(*)

mg/l

0,2

8

Hàm lượng Amoni(*)

mg/l

3

9

Hàm lượng Antimon
Hàm lượng Asen tổng
số
Hàm lượng Bari
Hàm lượng Bo tính
chung cho cả Borat và
Axit boric

mg/l

0,005

mg/l

0,01

mg/l

0,7

mg/l

0,3

13

Hàm lượng Cadimi

mg/l

0,003

14

Hàm lượng Clorua(*)

mg/l

250
300(**)

15

Hàm lượng Crom
tổng số

mg/l

0,05

16

Hàm lượng Đồng
tổng số(*)

mg/l

1

17

Hàm lượng Xianua

mg/l

0,07

18

Hàm lượng Florua

mg/l

1,5

10
11
12

TCVN 6657 : 2000 (ISO
12020 :1997)
SMEWW 4500 - NH3 C
hoặc
SMEWW 4500 - NH3 D
US EPA 200.7
TCVN 6626:2000 hoặc
SMEWW 3500 - As B
US EPA 200.7
TCVN 6635: 2000 (ISO
9390: 1990) hoặc
SMEWW 3500 B
TCVN6197 - 1996
(ISO 5961 - 1994) hoặc
SMEWW 3500 Cd
TCVN6194 - 1996
(ISO 9297 - 1989) hoặc
SMEWW 4500 - Cl- D
TCVN 6222 - 1996
(ISO 9174 - 1990) hoặc
SMEWW 3500 - Cr TCVN 6193 - 1996 (ISO
8288 - 1986) hoặc
SMEWW 3500 - Cu
TCVN 6181 - 1996
(ISO 6703/1 - 1984)
hoặc SMEWW 4500 CNTCVN 6195 - 1996

(ISO10359 - 1 - 1992)
hoặc SMEWW 4500 - F-