Ứng dụng phương pháp hấp phụ bằng cát mangan để xử lý nước ngầm phục vụ cho sinh hoạt tại xã trung thịnh huyện thanh thủy tỉnh phú thọ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG
----------o0o----------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ BẰNG CÁT MANGAN ĐỂ XỬ
LÝ NƢỚC NGẦM PHỤC VỤ CHO SINH HOẠT TẠI XÃ TRUNG
THỊNH, HUYỆN THANH THỦY, TỈNH PHÚ THỌ

NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
MÃ SỐ: 306

Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
Mã sinh viên
Lớp
Khóa

: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Bích
ThS. Lê Phú Tuấn
: Trần Thị Thu Hằng
: 1453060104
: K59C - KHMT
: 2014 - 2018


Hà Nội, 2018
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt bốn năm đại học, từ khi bắt đầu học tập ở giảng đƣờng trƣờng
Đại học Lâm Nghiệp đến nay, em đã nhận đƣợc rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ
của quý Thầy Cô. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc tới các

thầy các cô của trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, đặc biệt là các thầy cô trong khoa
Quản lý tài nguyên rừng và Môi trƣờng đã tạo điều kiện cho em đƣợc thực tập ở
địa phƣơng nhằm nâng cao kiến thức thực tế và có nhiều thời gian cho đề tài tốt
nghiệp. Em cũng xin chân thành cám ơn cơ giáo Nguyễn Thị Ngọc Bích đã nhiệt
tình hƣớng dẫn em hồn thành tốt đề tài khóa luận tốt nghiệp.
Em xin gửi lời cảm ơn đến các cán bộ tại UBND Xã Trung Thịnh và các
thầy cô giáo trên trung tâm thí nghiệm thực hành Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp
đã giúp đỡ em trong quá trình thực tập, giúp em bổ sung thêm kiến thức thực tế
áp dụng một cách hiệu quả nhất.
Em xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, ngƣời thân những ngƣời đã quan tâm,
động viên, giúp đỡ trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Bài khố luận khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận
đƣợc những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô để kiến thức của em
trong lĩnh vực này đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 9 tháng 05 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Trần Thị Thu Hằng


TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Tên khóa luận: “Ứng dụng phương pháp hấp phụ bằng cát mangan
để xử lý nước ngầm phục vụ cho sinh hoạt tại xã Trung Thịnh, huyện Thanh
Thủy, tỉnh Phú Thọ”
2. Sinh viên thực hiện: Trần Thị Thu Hằng
3. Giáo viên hƣớng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Bích
4. Mục tiêu nghiên cứu:
 Mục tiêu chung:
Góp phần nâng cao chất lƣợng nƣớc sinh hoạt cho ngƣời dân chƣa có

nƣớc sạch tại Việt Nam.
 Mục tiêu cụ thể:
Đánh giá chất lƣợng nƣớc ngầm tại địa bàn xã Trung Thịnh, nâng cao
hiệu quả xử lý nƣớc ngầm phục vụ ngƣời dân tại địa phƣơng.
5. Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá chất lƣợng nƣớc ngầm tại khu vực nghiên cứu
- Ứng dụng phƣơng pháp hấp phụ bằng cát mangan để xử lý nƣớc ngầm:
khảo sát hiệu quả xử lý khi thay đổi pH, vận tốc dòng chảy, nồng độ Fe và chiều
cao lớp hấp phụ. Từ đó tìm ra điểm tối ƣu nhất để xử lý nƣớc phục vụ cho sinh
hoạt của con ngƣời.
- Trên cơ sở hiện trạng và chất lƣợng nƣớc sinh hoạt tại khu vực nghiên
cứu, đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả chất lƣợng nƣớc nhằm đáp ứng
nhu cầu của nhân dân và nâng cao chất lƣợng cuộc sống.
6. Kết quả đạt đƣợc
- Đánh giá đƣợc tình trạng chất lƣợng nƣớc sinh hoạt trên địa bàn xã
- Đánh giá hiệu quả của việc sử dụng cát Mangan làm vật liệu hấp phụ xử
lý nƣớc. Tìm ra các điều kiện tối ƣu về pH, vận tốc dòng chảy, nồng độ, chiều
cao lớp cát Mangan để quá trình xử lý đạt hiệu quả cao nhất.
- Đề xuất một số giải pháp nâng cao chất lƣợng nƣớc tại khu vực nghiên cứu.


MỤC LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC HÌNH VẼ
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................ 2
1.1. Đặc điểm và cấu trúc của nƣớc ngầm .......................................................... 2
1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc ngầm ......................................... 5
1.2.1 Các chỉ tiêu lý học .................................................................................... 5

1.2.2 Các chỉ tiêu hóa học.................................................................................. 6
1.3 Tổng quan về phƣơng pháp hấp phụ trong xử lý nƣớc ngầm...................... 8
1.3.1 Các khái niệm ........................................................................................... 8
1.3.2 Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ ............................................ 10
1.3.3 Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình hấp phụ .......................................... 12
1.4 Tổng quan về cát Mangan.......................................................................... 13
CHƢƠNG 2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI XÃ TRUNG
THỊNH, HUYỆN THANH THỦY, HUYỆN PHÚ THỌ ................................... 15
2.1. Điều kiện tự nhiên – kinh tế, xã hội .......................................................... 15
2.1.1 Điều kiện tự nhiên .................................................................................. 15
2.1.2 Điều kiện xã hội ...................................................................................... 16
2.1.3 Đánh giá chung về nguồn lực phát triển................................................. 17
2.2. Tình hình kinh tế - xã hội xã Trung Thịnh ............................................... 18
2.2.1. Cơ cấu và tốc độ phát triển kinh tế ......................................................... 18
2.2.2. Hiện trạng phát triển công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng và dịch vụ
trên địa bàn xã ..................................................................................................... 18
2.2.3. Hiện trạng các lĩnh vực của khu vực ...................................................... 23
2.2.4. Hiện trạng cơ sở hạ tâng kĩ thuật ............................................................ 27
2.2.5. Tình hình an ninh quân sự và xây dựng chính quyền ............................ 28
CHƢƠNG 3 MỤC TIÊU – NỘI DUNG – PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 30
3.1 Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 30
3.1.1 Mục tiêu chung ........................................................................................... 30
3.1.2 Mục tiêu cụ thể ........................................................................................... 30
3.2 Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 30
3.3 Phạm vi và thời gian nghiên cứu................................................................... 30


3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................... 30
3.4.1 Phƣơng pháp kế thừa tài liệu...................................................................... 30
3.4.2 Phƣơng pháp thực nghiệm ........................................................................ 32

3.4.3. Phƣơng pháp hấp phụ bằng cát Mangan trong xử lý nƣớc ngầm ............. 33
3.4.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu nội nghiệp........................................................ 35
CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 36
4.1. Nguồn nƣớc và tình hình sử dụng nƣớc sinh hoạt tại xã Trung Thịnh ........ 36
4.2 Các nguồn gây ô nhiễm đến chất lƣợng nƣớc sinh hoạt ............................... 37
4.3 Thực trạng chất lƣợng nƣớc ngầm tại địa bàn xã.......................................... 38
4.4.1 Đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ sắt khi chƣa xử lý bằng cát mangan..... 39
4.4.2 Đánh giá ảnh hƣởng của pH tới quá trình hấp phụ .................................... 41
4.4.3 Đánh giá ảnh hƣởng của vận tốc dòng chảy tới hiệu xuất xử lý ................ 47
4.4.4 Đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ Fe trong quá trình hấp phụ ................... 50
4.4.5 Đánh giá ảnh hƣởng của chiều cao lớp cát mangan tới hiệu suất xử lý..... 55
4.5 Đề xuất mơ hình nâng cao chất lƣợng nƣớc sinh hoạt tại xã Trung Thịnh .. 58
4.5.1 Giải pháp kĩ thuật ....................................................................................... 58
4.5.2 Giải pháp về giáo dục ................................................................................. 59
4.5.3 Giải pháp về kinh tế - xã hội ...................................................................... 59
4.5.4 Giải pháp về quản lý của chính quyền địa phƣơng .................................... 60
CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ ...................................... 61
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 61
5.2 Tồn tại............................................................................................................ 61
5.3 Kiến nghị ....................................................................................................... 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC VIẾT TẮT
Chữ cái viết tắt

Cụm từ đầy đủ

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trƣờng

UBND

Ủy ban nhân dân

COD

Nhu cầu oxi hóa học

UBMTTQ

Ủy ban mặt trận tổ quốc

ĐBSCL

Đồng bằng sơng cửu long

TDTT

Thể dục thể thao

KT-VH-XH

Kinh tế - văn hóa – xã hội

VLHP

Vật liệu hấp phụ

CTR

Chất thải rắn

SM

Hạt cát mangan

QSD

Quyền sử dụng

ANND

An ninh nhân dân

CBGV

Cán bộ giáo viên

ANTT

An ninh trật tự

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. 1- Một số đặc điểm khác nhau giữa nƣớc mặt và nƣớc ngầm ................. 3
Bảng 4. 1- Kết quả điều tra tình hính sử dụng nƣớc ........................................... 36
Bảng 4. 2- Kết quả phân tích các chỉ tiêu nƣớc .................................................. 38
Bảng 4. 3- Kết quả phân tích mẫu nƣớc khi chƣa qua xử lý bằng cát mangan .. 40
Bảng 4. 4- Kết quả phân tích mẫu nƣớc ngầm đối với nƣớc tự nhiên chƣa qua
điều chỉnh Ph ....................................................................................................... 41
Bảng 4. 6- Kết quả tính hiệu suất xử lý của cát mangan ở những khoảng pH khác
nhau ..................................................................................................................... 43
Bảng 4. 7- Kết quả phân tích nồng độ Fe sau xử lý và hiệu suất xử lý khi thay
đổi tốc độ dòng chảy ........................................................................................... 48
Bảng 4. 8- Kết quả phân tích nồng độ Fe sau xử lý ở các khoảng nồng độ
khác nhau ............................................................................................................ 51
Bảng 4. 9- Kết quả tính hiệu suất xử lý Fe của cát mangan ............................... 51
Bảng 4. 11- Kết quả tính nồng độ Fe và hiệu suất xử lý ở các khoảng chiều cao
lớp cát mangan khác nhau ................................................................................... 55


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 4. 1-Biểu đồ thể hiện tình trạng sử dụng nƣớc của ngƣời dân......................................... 36
Hình 4. 2- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý nƣớc ngầm khi chƣa có cát mangan............................ 40
Hình 4. 3- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan với nƣớc tự nhiên chƣa điều chỉnh
pH ............................................................................................................................................. 41
Bảng 4. 5- Kết quả phân tích nồng độ Fe sau xử lý ở các khoảng pH khác nhau............................ 42
Hình 4. 4- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi pH = 4 .................................. 43
Hình 4. 5- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi pH = 5 .................................. 44
Hình 4. 6- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi pH = 6 .................................. 45
Hình 4. 7- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi pH = 7 .................................. 45
Hình 4. 8- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi pH = 8 .................................. 46
Hình 4. 10- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi V = 3 ml/phút .................... 49

Hình 4. 11- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi V = 10 ml/phút .................. 49
Hình 4. 12- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi V = 14 ml/phút .................. 50
Hình 4. 13- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi C = 10 mg/l ........................ 52
Hình 4. 14- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi C = 15 mg/l ........................ 52
Hình 4. 15- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi C = 20 mg/l ........................ 53
Hình 4. 16- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi C = 25 mg/l ........................ 53
Hình 4. 17- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi C = 30 mg/l ........................ 54
Bảng 4. 10- Kết quả tính nồng độ NH4+ khi nồng độ Fe thay đổi .......................................... 54
Hình 4. 18- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi h = 3 cm ............................. 56
Hình 4. 19- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi h = 5 cm ............................. 56
Hình 4. 20- Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của cát mangan khi h = 7 cm ............................. 57


ĐẶT VẤN ĐỀ
Ở Việt Nam, trong vài chục năm trở lại đây, nƣớc ngầm đƣợc sử dụng rất
phổ biến (chiếm tới 35-50% lƣợng nƣớc cấp) cho nhu cầu ăn uống, sinh hoạt của
ngƣời dân, đặc biệt tại các vùng đồng bằng, đơ thị đơng dân cƣ. Vì nƣớc ngầm
thƣờng đƣợc coi là sạch hơn nƣớc mặt do không tiếp xúc trực tiếp với các nguồn
thải con ngƣời tạo ra. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu đã cho thấy nƣớc ngầm tại
một số vùng có hàm lƣợng asen, sắt, amoni, mangan… cao hơn tiêu chuẩn cho
phép rất nhiều lần. Khi nƣớc ngầm này đƣợc sử dụng cho mục đích ăn uống thì
mức độ vƣợt tiêu chuẩn lại càng nghiêm trọng.
Bên cạnh đó sự phát triển của kinh tế xã hội đặc biệt là phát triển các khu
công nghiệp cùng với sự gia tăng các cơng trình xây dựng đã làm ảnh hƣởng đến
môi trƣờng đặc biệt là môi trƣờng nƣớc ngầm. Với cấu trúc địa chất thủy văn của
khu vực, môi trƣờng nƣớc ngầm rất nhạy cảm với sự ô nhiễm từ trên mặt đất nên
cần phải kiểm soát nghiêm ngặt nguồn nƣớc thải từ trên bề mặt đã thấm sâu
xuống tầng nƣớc ngầm và phải có các biện pháp phù hợp để cải thiện và bảo vệ
chất lƣợng nguồn nƣớc ngầm để phục vụ cho hoạt động sống của con ngƣời.
Trên địa bàn xã Trung Thịnh, huyện Thanh Thủy, tỉnh Phú Thọ hiện nay

số hộ dân chƣa có nƣớc sạch cịn cao, ngƣời dân tự khai thác và xử lý nƣớc giếng
để sử dụng còn nhiều. Yêu cầu đặt ra là phải có giải pháp trực tiếp và cụ thể để
cải thiện chất lƣợng nƣớc ngầm để ngƣời dân có thể sử dụng cho sinh hoạt đảm
bảo vệ sinh. Vì vậy, suất phát từ thực tế đã nêu lên đề tài: “Ứng dụng phương
pháp hấp phụ bằng cát mangan để xử lý nước ngầm phục vụ cho sinh hoạt tại
xã Trung Thịnh, huyện Thanh Thủy, tỉnh Phú Thọ” để giải quyết vấn đề về
nƣớc sinh hoạt của ngƣời dân.

1


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Đặc điểm và cấu trúc của nƣớc ngầm
Nƣớc ngầm là một dạng nƣớc dƣới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm
tích bở rời nhƣ cặn, sạn, cát bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dƣới bề mặt
trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con ngƣời.[6]
Nƣớc ngầm là nƣớc xuất hiện ở tầng sâu dƣới đất, thƣờng từ 30 – 40 (m),
60 – 70 (m), có khi cịn sâu hơn rất nhiều.
Theo độ sâu phân bố, có thể chia nƣớc ngầm thành nƣớc ngầm tầng mặt và
nƣớc ngầm tầng sâu. Đặc điểm chung của nó là khả năng di chuyển trong các lớp
đất xốp tạo thành dịng chảy ngầm theo địa hình. Nƣớc ngầm tầng mặt thƣờng
khơng có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt, do vậy mực nƣớc và thành phần
biến đổi nhiều phụ thuộc vào trạng thái của nƣớc mặt. Theo không gian phân bố,
một lớp nƣớc ngầm tầng sâu thƣờng có ba vùng chức năng:
 Vùng thu nhận nƣớc
 Vùng chuyển tải nƣớc
 Vùng khai thác nƣớc có áp
Khoảng cách giữ vùng thu nhận và khai thác thƣờng khá xa, từ vài chục đến
vài trăm km, các lỗ khoan nƣớc ở vùng khai thác thƣờng có áp lực. Đây là loại

nƣớc ngầm có chất lƣợng tốt và lƣu lƣợng ổn định.
 Đặc tính của nước ngầm
Đặc tính chung về thành phần và tính chất của nƣớc ngầm là nƣớc có độ đục
thấp, nhiệt độ và các thành phần hóa học ít thay đổi, nƣớc khơng có sự oxi hóa
trong mơi trƣờng khép kín, thành phần của nƣớc có sự thay đổi đột ngột với sự
thay đổi của độ đục và ô nhiễm khác nhau. Những thay đổi này liên quan đến sự
thay đổi lƣu lƣợng của lớp nƣớc sinh ra do nƣớc mƣa.
Thành phần và tính chất của nƣớc ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc, cấu trúc
địa tầng khu vực và chiều sâu của lớp nƣớc ngầm. Ở những vùng có điều kiện
phong hóa tốt, mƣa nhiều hoặc bị ảnh hƣởng của nguồn thải thì trong nƣớc ngầm
dễ bị ơ nhiễm bởi các chất khống hịa tan, các chất hữu cơ. Địa chất ảnh hƣởng
lớn đến thành phần hóa học của nƣớc ngầm vì nƣớc ln tiếp xúc với đất đá
trong đó nó có thể lƣu thơng hoặc bị giữ lại. Giữa nƣớc và đất ln hình thành
nên sự cân bằng về thành phần hóa học, vì vậy thành phần của nƣớc thể hiện
thành phần địa tầng của khu vực đó.
2


Bảng 1. 1- Một số đặc điểm khác nhau giữa nước mặt và nước ngầm
STT
1
2

Thông số
Nhiệt độ
Chất rắn lơ lửng

3

Chất rắn hịa tan

4
5
6
7
8
9

Hàm lƣợng Fe2+ và
Mn2+
Khí CO2 hịa tan
Khí O2 hịa tan
Khí NH3
Khí H2S
SiO2

10

NO3-

11

Vi sinh vật

Nƣớc mặt
Nƣớc ngầm
Thay đổi theo mùa
Tƣơng đối ổn định
Thƣờng cao và thay đổi theo
Rất thấp, hầu nhƣ

mùa
khơng có
Thay đổi tùy thuộc vào chất Ít thay đổi, cao hơn so
lƣợng đất, lƣợng mƣa
với nƣớc mặt
Rất thấp, chỉ có khi nƣớc ở
Thƣờng xuyên có
sát dƣới đáy hồ
trong nƣớc
Rất thấp
Có nồng độ cao
Gần nhƣ bão hịa
Thƣờng khơng tồn tại
Có khi nƣớc bị nhiễm bẩn
Thƣờng có
Khơng có
Thƣờng có
Có ở nồng độ trung bình
Thƣờng có ở nồng độ
cao
Có ở nồng độ cao do bị
Thƣờng rất thấp
nhiễm bởi phân bón hóa học
Nhiều loại vi trùng, vi rút
gây bệnh và tảo

Chủ yếu là các vi
trùng do sắt gây ra

(Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thủy, 2000,[7])

 Đặc điểm của nước ngầm
Nƣớc ngầm tiếp xúc trực tiếp với đất và nham thạch. Thời gian tiếp xúc của
nƣớc ngầm với đất và nham thạch lại rất dài nên tạo điều kiện cho các chất trong
đất và nham thạch tan trong nƣớc ngầm. Vậy nên thành phần hóa học của nƣớc
ngầm chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hóa học của các tầng đất, nham thạch
chứa nó.
Nƣớc ngầm cũng đƣợc chia thành các tầng, lớp khác nhau và có thành phần
hóa học cũng khác nhau.
Nƣớc ngầm chịu ảnh hƣởng bởi khí hậu khơng đều. Tầng trên cùng sát mặt
đất chịu ảnh hƣởng mạnh nhất. Các khí hịa tan trong tầng nƣớc ngầm này do
nƣớc mƣa, nƣớc sông, nƣớc hồ… mang đến.
Nƣớc ngầm ít chịu ảnh hƣởng của sinh vật nhƣng chịu ảnh hƣởng của vi
sinh vật. Ở các tầng sâu do khơng có khí oxy nên vi sinh vật yếm khí hoạt động
mạnh chi phối nhiều nên thành phần hóa hoc của nƣớc ngầm.
 Cấu trúc nước ngầm
Nƣớc ngầm đƣợc chia thành các tầng nhƣ sau:
- Bề mặt gọi là mực nƣớc ngầm hay gƣơng nƣớc ngầm
- Bề mặt dƣới nơi tiếp xúc với tầng đất đá cách thủy gọi là đáy nƣớc ngầm
3


- Tầng khơng khí hay nƣớc tầng trên là tầng đất đá vụn bở không chứa nƣớc
thƣờng xuyên, nằm bên trên tầng nƣớc ngầm.
- Viền mao dẫn là lớp nƣớc mao dẫn phát triển ngay trên mặt nƣớc ngầm
- Tầng không thấm là tầng đất đá không thấm nƣớc.
 Phân loại nước ngầm
Tùy theo vị trí mà ta có thể chia nƣớc ngầm là 3 loại:
Nước ngấm: Là tầng ở trên hết, bên trên nó khơng có tầng khơng thấm nƣớc
chặn lại gọi là tầng nƣớc ngấm. Đặc điểm của tầng này là thay đổi rất nhanh theo
thời tiết: Mƣa nhiều thì mực nƣớc dâng cao, nắng nhiều thì mực nƣớc hạ xuống.

Nước ứ: Trên tầng thấm nƣớc có một tầng đất khó thấm nƣớc, khi mƣa to
tầng đất này hút không kịp, nƣớc tạm thời ứ lại trên tầng đất này và tạo thành
nƣớc ứ. Sau đó một phần nƣớc ứ tiếp tục thấm xuống, một phần bốc hơi, lƣợng
nƣớc ứ sẽ dần dần ít đi hoặc mất hẳn. Nƣớc tầng này cách biệt hoàn toàn với
nƣớc mặt đất và hầu nhƣ không giao lƣu.
Nước giữa tầng: Nƣớc trong tầng thấm nƣớc nằm giữa hai tầng không thấm
gọi là nƣớc giữa tầng. Nƣớc giữa tầng ở sâu và nằm giữa hai tầng đất sét nên
lƣợng nƣớc không thay đổi nhiều theo mùa nắng và chất lƣợng nƣớc tốt.
 Ưu và nhược điểm khi sử dụng nước ngầm cho mục đích sinh hoạt
 Ưu điểm
Nƣớc ngầm là tài nguyên thƣờng xuyên, ít chịu ảnh hƣởng của các yếu tố
khí hậu nhƣ hạn hán.
Chất lƣợng nƣớc tƣơng đối ổn định, ít bị biến động theo mùa nhƣ nƣớc mặt.
Chủ động hơn trong vấn đề cấp nƣớc cho các vùng hẻo lánh, dân cƣ thƣa,
nhất là trong hoàn cảnh hiện nay bởi vì nƣớc ngầm có thể khai thác với nhiều
cơng suất khác nhau.
Để khai thác nƣớc ngầm có thể sử dụng các thiềt bị điện nhƣ bơm ly tâm,
máy nén khí, bơm nhúng chìm hoặc các thiết bị khơng cần điện nhƣ các loại bơm
tay. Ngồi ra nƣớc ngầm cịn đƣơc khai thác tập trung tại các nhà máy nƣớc
ngầm, các xí nghiệp, hoặc khai thác phân tán tại các hộ dân cƣ. Đây là ƣu điểm
nổi bật của nƣớc ngầm trong vấn đề cấp nƣớc nông thôn.
Giá thành xử lý nƣớc ngầm nhìn chung rẻ hơn so với nƣớc mặt.
 Nhược điểm
Một số nguồn nƣớc ngầm ở tầng sâu đƣợc hình thành từ hàng trăm, hàng nghìn
năm và ngày nay nhận đƣợc rất ít sự bổ cập từ nƣớc mƣa. Và tầng nƣớc này nói
4


chung không thể tái tạo hoặc khả năng tái tạo rất hạn chế. Do vậy trong tƣơng lai cần
phải tìm nguồn nƣớc khác thay thế khi các tầng nƣớc này bị cạn kiệt.

Việc khai thác nƣớc ngầm với quy mô và nhịp điệu quá cao cũng sẽ làm cho
hàm lƣợng muối trong nƣớc tăng lên từ đó dẫn đến việc tăng chi phí cho việc xử
lý nƣớc trƣớc khi đƣa vào sử dụng.
Khai thác nƣớc ngầm với nhịp điệu cao sẽ làm cho mực nƣớc ngầm hạ thấp
xuống, một mặt làm cho quá trình nhiễm mặn tăng lên, mặt khác làm cho nền đất
bị võng xuống gây hƣ hại các cơng trình xây dựng, là một trong các ngun nhân
gây hiện tƣợng lún sụt đất.
Khai thác nƣớc ngầm một cách bừa bãi cũng dễ dẫn tới tình trạng ơ nhiễm
nguồn nƣớc ngầm.
1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc ngầm
1.2.1Các chỉ tiêu lý học
 Nhiệt độ
Nhiệt độ của nƣớc là một đại lƣợng phụ thuộc vào điều kiện mơi trƣờng và
khí hậu, là yếu tố ảnh hƣởng khơng nhỏ tới quá trình xử lý nƣớc và các nhu cầu
tiêu thụ nƣớc. Nƣớc sông, hồ, nƣớc mạch nông thƣờng có nhiệt độ thay đổi theo
mơi trƣờng, chênh lệch nhiệt độ đôi khi lên đến 33.5 oC và thấp nhất là 13.4 oC.
Nƣớc ngầm có nhiệt độ ổn định hơn thƣờng khơng thay đổi theo mùa, nhiệt độ
khoảng 27 ÷ 31 oC suốt cả năm.
 Độ màu
Các chất mùn thƣờng có màu nâu nhạt, các mẩu vụn hữu cơ, các tannin, axit
humic, các chất bị phân hủy từ lignin… là những nguyên nhân làm nƣớc có màu.
Sắt dƣới dạng humat sắt III làm cho nƣớc có màu nâu đặc trƣng, độ màu của
nƣớc cịn do nƣớc thải ơ nhiễm có màu nhƣ nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm,
nƣớc thải bột giấy. Các chất này có thể làm tăng độ màu của nƣớc khi xả vào
nguồn mà chƣa đƣợc xử lý.
Độ màu đƣợc xác định bằng phƣơng pháp so màu. Đơn vị đo độ màu là PtCo, giới hạn độ màu cho phép đối với nƣớc cấp sinh hoạt là <10 Pt-Co.
 Độ đục
Độ đục là một đại lƣợng để đánh giá sự có mặt của các chất lơ lửng ảnh
hƣởng đến sự truyền suốt của ánh sáng. Có ảnh hƣởng đáng kể đến cấp nƣớc và
khả năng xử lý nƣớc do phải thực hiện quá trình keo tụ và lắng trƣớc khi lọc.

5


Độ đục ảnh hƣởng về mặt cảm quan đối với ngƣời sử dụng, về mặt xử lý độ
đục ảnh hƣởng đến quá trình lọc và khử trùng.
Độ đục đƣợc đo bằng máy quang phổ kế, tiêu chuẩn cho phép đối với nƣớc
thải sinh hoạt là 5 đơn vị độ đục.
 Mùi vị
Một số chất khí và một số chất hịa tan làm cho nƣớc có mùi. Nƣớc thiên
nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối, các mùi hóa học đặc trƣng nhƣ mùi
Clo, mùi amoniac, mùi clophenol. Nƣớc cũng có vị mặn, ngọt, chua, chát… tùy
theo thành phần và hàm lƣợng các muối hịa tan.
1.2.2Các chỉ tiêu hóa học
 pH
pH là đại lƣợng đặc trƣng tính axit và tính kiềm của nƣớc, đƣợc biểu thị
bằng cơng thức: pH = - lg[H+]
Tiêu chuẩn cho phép đối với nƣớc uống là pH = 6.5 - 8.5.
pH là một trong những thông số quan trọng và đƣợc sử dụng thƣờng xuyên
nhất dùng để xác định nƣớc về mặt hóa học. pH ảnh hƣởng tới tốc độ phát triển
và giới hạn sự sinh trƣởng của sinh vật trong môi trƣờng nƣớc, sự thay đổi giá trị
pH có thể dẫn tới sự thay đổi thành phần các chất trong nƣớc do quá trình hòa tan
hoặc kết tủa, thúc đẩy hay ngăn chặn phản ứng hóa học xảy ra.
Khi chỉ số pH < 7 thì nƣớc có mơi trƣờng axít, pH > 7 thì nƣớc có mơi
trƣờng kiềm, điều này thể hiện ảnh hƣởng của hố chất khi xâm nhập vào mơi
trƣờng nƣớc. Giá trị pH thấp hay cao đều có ảnh hƣởng nguy hại đến thuỷ sinh.
Xác định pH bằng phƣơng pháp so màu dùng chất chỉ thị màu, giấy chỉ thi
pH hay đo bằng pH kế sẽ có độ chính xác cao hơn.
 Độ cứng
Độ cứng của nƣớc đƣợc quyết định bởi hàm lƣợng chất khống hịa tan

trong nƣớc, chủ yếu là do các muối có chứa ion Ca2+ và Mg2+. Độ cứng làm tiêu
hao xà phịng khi giặt giũ, đóng rắn các thành ống dẫn của nồi hơi, làm tăng tính
ăn mòn do tăng nồng độ ion H+. Độ cứng của nƣớc đƣợc chia làm 3 loại:
Độ cứng toàn phần: Biểu thị tổng hàm lƣợng ion canxi và magie có trong nƣớc
Độ cứng tạm thời: Tạo bởi các muối Ca và Mg carbonat và bicarbonat,
trong đó chủ yếu là bicarbonat vì muối carbobat Ca và Mg hầu nhƣ không tan
trong nƣớc.

6


Độ cứng vĩnh viễn: Tạo bởi các muối khác của Ca và Mg nhƣ sulphat,
clorua... và bền khi đun.
Độ cứng không độc hại đối với sức khỏe nhƣng khi dùng nƣớc có độ cứng
cao phải tiêu hao nhiều xà bơng hơn do các ion canxi và magie phản ứng với axit
béo tạo thành các hợp chất khó hịa tan. Đối với nồi hơi và các thiết bị trao đổi
nhiệt nƣớc cứng làm tăng độ ăn mòn do tăng ion H+.
Đợn vị đo độ cứng: mgđl/l
 Clorua
Cl- là ion chính trong nƣớc biểu thị độ mặn, có nhiều trong nƣớc biển và các
mỏ muối. Vì mặn của clorua thay đổi tùy theo hàm lƣợng và thành phần hóa học
của nƣớc. Trong nƣớc ngọt và nƣớc ngầm hàm lƣợng Cl - dao động từ 20 mg/l –
800 mg/l. Mẫu nƣớc chứa khoảng 250 mg/l đã có thể nhận thấy vị mặn.
Cl- rất có ích cho cơ thể tuy nhiên ở hàm lƣợng cao thì lại có hại gây ra bệnh
suy thận, tăng nguy cơ cao huyết áp…
Nƣớc chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông và xi măng.
 Hàm lƣợng Nitrat ( NO3-)
Nitrat là hợp chất của nitơ và oxy, thƣờng tồn tại trong đất và trong nƣớc.
Đây là nguồn cung cấp nitơ cho cây trồng. Thông thƣờng nitrat không gây ảnh
hƣởng sức khỏe, tuy nhiên nếu nồng độ nitrat trong nƣớc quá lớn hoặc nitrat bị

chuyển hóa thành nitrit sẽ gây ảnh hƣởng có hại đến sức khỏe.
 Sắt (Fe)
Sắt là kim loại phong phú tạo nên vỏ trái đất, hiện diện ở hầu hết các nguồn
nƣớc thiên nhiên.
Nƣớc có chứa các ion sắt sẽ gây đục và có màu do Fe2+ chuyển hóa thành
Fe3+ (màu nâu đỏ).
Nƣớc chứa ion sắt sẽ ảnh hƣởng đến độ cứng của nƣớc.
Sắt thƣờng có trong nƣớc ngầm dƣới dạng muối tan hoặc phức chất do hịa
tan từ các lớp khống trong đá hoặc do ô nhiễm bề mặt nƣớc bởi nƣớc thải. Nƣớc
có hàm lƣợng sắt cao gây trở ngài rất lớn cho sinh hoạt.
 Mangan
Cũng nhƣ sắt, Mangan thƣờng có trong nƣớc ngầm nhƣng với hàm lƣợng
nhỏ hơn, ít khi vƣợt quá 2 mg/l. Tuy nhiên nếu hàm lƣợng Mangan vƣợt tiêu
chuẩn cho phép là < 0.05 mg/l sẽ gây nhiều trở ngại trong việc sử dụng tƣơng tự
nhƣ nƣớc có hàm lƣợng sắt cao. Có thể khử Mangan bằng q trình oxi hóa Mn2+
7


thành Mn4+, tuy nhiên q trình này sảy ra khó khăn hơn so với sắt và phải ở các
điều kiện nhƣ sau:
- pH phải cao hơn
- Trong cùng điều kiện pH, Mangan địi hỏi chất oxi hóa mạnh hơn
- Các hydroxyt và cacbonat Mangan khó tan hơn
Xác đinh Mangan bằng phƣơng pháp so màu trên máy quang phổ kế sử
dung chất oxy hóa mạnh (NH4)S2O8 ở nhiệt độ sơi và pH thích hơp.
 Ecoli
Ecoli đƣợc xem là chỉ tiêu đánh giá sự nhiễm bẩn của nguồn nƣớc và đánh
giá hiệu quả việc khử trùng. Khi sử dụng nƣớc có nhiễm khuẩn Ecoli gây ra một
số bệnh nhƣ: tả, lỵ, thƣơng hàn, tiêu chảy… Những hạt chất lơ lửng gây ra độ
đục trong nƣớc thƣờng có bề mặt hấp phụ các kim loại độc, các vi sinh vật gây

bệnh. Các hạt này cản trở quá trình diệt trùng của chất diệt trùng khi cần xử lý
nƣớc ăn.
1.3 Tổng quan về phƣơng pháp hấp phụ trong xử lý nƣớc ngầm
1.3.1 Các khái niệm
a) Sự hấp phụ
Hấp phụ là sự tích lũy chất trên bề mặt phân cách các pha (khí – rắn, lỏng
– rắn, khí – lỏng, lỏng – lỏng).
Chất hấp phụ là chất mà phần tử ở lớp bề mặt có khả năng hút các phần tử
ở pha khác, nằm tiếp xúc với nó.
Chất bị hấp phụ là chất bị hút ra khỏi bề mặt pha thể tích tập trung trên bề
mặt chất hấp phụ.
Thơng thƣờng q trình hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt.
Tùy theo bản chất lực tƣơng tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phu,
ngƣời ta phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Hấp phụ vật lý gây ra bởi
lực Walls giữa phần tử chất bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ, liên kết này yếu,
dễ bị phá vỡ. Hấp phụ hóa học gây ra bởi lực liên kết hóa học giữa bề mặt chất
hấp phụ và phần tử chất bị hấp phụ, liên kết này bền khó bị phá vỡ.
b) Giải hấp phụ
Giải hấp phụ là quá trình chất bị hấp phụ ra khỏi lớp bề mặt chất hấp phụ.
Giải hấp phụ dựa trên nguyên tắc sử dụng các yếu tố bất lợi đối với quá trình hấp
phụ. Giải hấp phụ là phƣơng pháp tái sinh vật liệu hấp phụ để có thể tiếp tục sử
dụng lại nên nó mang đặc trƣng về hiệu quả kinh tế.
8


Một số phƣơng pháp tái sinh vật việu hấp phụ:
- Phƣơng pháp nhiệt: Sử dụng cho các trƣờng hợp chất hấp phụ bị bay hơi
hoặc sản phẩm phân hủy nhiệt của chúng có khả năng bay hơi.
- Phƣơng pháp hóa lý: Có thể thực hiện tại chỗ, ngay trong cột hấp phụ nên
tiết kiệm đƣợc thời gian, công tháo dỡ, vận chuyển, khơng vỡ vụn chất hấp phụ

và có thể thu hồi chất hấp phụ ở trạng thái nguyên vẹn. Phƣơng pháp hóa lý có
thể thực hiện theo cách: Chiết với dung mơi, sử dụng phản ứng oxi hóa khử, áp
đặt các điều kiện làm dịch chuyển cân bằng không có lợi cho q trình hấp phụ.
- Phƣơng pháp vị sinh: Là phƣơng pháp tái tạo khả năng hấp phụ của chất hấp
phụ nhờ vi sinh vật.
c) Cân bằng hấp phụ
Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch. Các phần tử chất bị hấp phụ khi
đã hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ vẫn có thể di chuyển ngƣợc lại pha mang. Theo
thời gian, lƣợng chất bị hấp phụ tích tụ trên bề mặt chất rắn càng nhiều thì tốc độ di
chuyển ngƣợc trở lại pha mang càng lớn. Đến một thời điểm nào đó, tốc độ hấp phụ
bằng tốc độ giải hấp phụ thì quá trình hấp phụ đạt cân bằng.
d) Dung lượng hấp phụ cân bằng
Dung lƣợng hấp phụ cân bằng là khối lƣợng chất bị hấp phụ trên một đơn vị
khối lƣợng chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng và ở điều kiện xác định nồng độ và
nhiệt độ.
Dung lƣợng hấp phụ cân bằng đƣợc tính theo cơng thức:

Trong đó:
Q: Là dung lƣợng hấp phụ cân bằng (mg/g)
V: Thể tích dung dịch đem đi hấp phụ (l)
m: Khối lƣợng chất hấp phụ (g)
e) Hiệu suất hấp phụ
Hiệu suất hấp phụ là tỉ số giữa nồng độ dung dịch bị hấp phụ và nồng độ
dung dịch ban đầu. Hiệu suất hấp phụ đƣợc tính theo công thức:
9


Trong đó:
Co: Là nồng độ dung dịch trƣớc khi hấp phụ (mg/l)
Cf: Là nồng độ dung dịch sau khi hấp phụ (mg/l)

Ccb: Nồng độ dung dịch khi đạt trạng thái cân bằng hấp phụ (mg/l)
H: Hiệu suất hấp phụ (%)
1.3.2 Các mơ hình cơ bản của q trình hấp phụ
a) Mơ hình động học hấp phụ
Đối với hệ hấp phụ lỏng – rắn, quá trình động học xảy ra theo các giai đoạn:
- Khuếch tán của chất bị hấp phụ từ pha lỏng tới bề mặt chất hấp phụ
- Khuếch tán bên trong hạt hấp phụ
Giai đoạn hấp phụ thực sự: Các phần tử bị hấp phụ chiếm chỗ các trung tâm
hấp phụ.
Trong tất cả các giai đoạn đó, giai đoạn nào có tốc độ chậm nhất sẽ quyết định
tồn bộ quá trình động học hấp phụ. Hấp phụ trong mơi trƣờng nƣớc q trình
khuếch tán thƣờng chậm và đóng vai trò quyết định.
Tốc độ hấp phụ (v) là biến thiên nồng độ chất bị hấp phụ theo thời gian:

Tốc độ hấp phụ, phụ thuôc vào sự biến thiên nồng độ theo thời gian:

Trong đó:
x: Nồng độ chất bị hấp phụ
t: Thời gian (giây)
Co: Nồng độ chất bị hấp phụ trong pha mang tại thời điểm ban đầu
(mg/l)
Ccb: Nồng độ chất bị hấp phụ trong pha mang tại thời điểm t (mg/l)
q: Dung lƣợng hấp phụ tại thời điểm t (mg/g)
qmax: Dung lƣợng hấp phụ cực đại (mg/g)
k: Hằng số hấp phụ

10


b) Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt cơ bản

Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ biểu diễn sự phụ thuộc của dung lƣợng hấp phụ
tại một thời điểm vào nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ trong dung dịch tại
thời điểm đó ở một nhiệt độ xác định. Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ đƣợc thiết lập
bằng cách cho một lƣợng xác định chất hấp phụ vào một lƣợng cho trƣớc dung
dịch có nồng độ đã biết của chất bị hấp phụ.
Với chất hấp phụ là chất rắn, chất bị hấp phụ là chất lỏng thì đƣờng đẳng
nhiệt hấp phụ đƣợc mơ tả qua các phƣơng trình đẳng nhiệt: Phƣơng trình đẳng
nhiệt hấp phụ Friendling, phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir…
 Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Friendling
Là phƣơng trình thực nghiệm mơ tả sự hấp phu khí hoặc chất tan lên vật hấp
phụ rắn trong phạm vi một lớp.
Phƣơng trình này đƣợc biểu diễn bằng hàm số mũ:
Hoặc dạng phƣơng trình đƣờng thẳng:

Trong đó:
q: Dung lƣợng hấp phụ (mg/l)
Cf: nồng độ ion sau hấp phụ (ppm)
k,n: các hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ
 Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir
Đó là phƣơng trình chứng minh lý thuyết dựa vào việc nghiên cứu động học
của sự hấp phụ. Phƣơng trình có dạng:

Trong đó:
q: Dung lƣợng hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/l)
qmax: Dung lƣợng hấp phụ cực đại (mg/l)
b: Hằng số Langmuir
11


Ưu điểm:

- Xử lý kim loại nặng ở nồng độ thấp
- Đơn giản, dễ sử dụng
- Có thể tận dụng một số vật liệu là chất thải của các ngành khác nhƣ Fe2O3
- Có thể giải hấp phụ để tái sinh vật liệu hấp phụ
Nhược điểm:
- Thƣờng chỉ áp dụng cho xử lý kim loại nặng ở nồng độ thấp
- Chi phí xử lý vẫn cịn cao.
1.3.3 Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình hấp phụ
 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian
Tốc độ quá trình hấp phụ của các chất khác nhau trên những chất hấp phụ
khác nhau thay đổi trong khoảng khá rộng. Sự hấp phụ trong dung dịch xảy ra
chậm hơn so với pha khí vì sự khuếch tán xảy ra chậm hơn.
Thời gian hấp phụ cũng ảnh hƣởng khơng nhỏ tới q trình hấp phụ của
chất hấp phụ. Thời gian tiếp xúc và thời gian lƣu càng lâu thì hiệu quả càng cao
 Ảnh hưởng của pH
pH ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình hấp phụ, sự thay đổi pH dẫn đến sự thay
đổi bản chất của chất bị hấp phụ , các nhóm chức bề mặt, thế oxi hóa khử, mức
độ ion hóa, dạng tồn tại của hợp chất.
 Ảnh hưởng của nồng độ kim loại nặng
Ở nồng độ thấp, các ion kim loại chuyển động tự do có khả năng hấp phụ
tốt. Ở nồng độ cao, các ion va chạm, cản trở chuyển động lẫn nhau hạn chế khả
năng hấp phụ.
 Ảnh hưởng của diện tích bề mặt chất rắn
Diện tích bề mặt chất rắn đóng vai trị quan trọng đối với khả năng hấp phụ
của một hệ: Diện tích càng lớn khả năng hấp phụ càng cao và ngƣợc lại, bề mặt
hấp phụ ít thì diện tích tiếp xúc của chất hấp phụ và vật liệu hấp phụ ít dẫn đến
khả năng xử lý cũng thấp đi.
Kích thƣớc hạt của vật liệu hấp phụ: Kích thƣớc hạt nhỏ hơn làm giảm sự
khuếch tán nội bộ và truyền khối hạn chế để sự xâm nhập của các chất bị hấp phụ
bên trong vật liệu hấp phụ.

12


1.4 Tổng quan về cát Mangan
a. Giới thiệu về cát mangan
Cát Mangan là loại vật liệu lọc khử Sắt, Asen và Mangan trong nƣớc. Trong
quá trình lọc nƣớc, cát Mangan nhƣ một chất xúc tác cho quá trình lấy đi các ion
kim loại độc hại, cụ thể là Sắt, Mangan và Asen.
Cát Mangan lọc nƣớc giếng khoan, khử mùi nƣớc nhiễm Sắt, nhiễm
Mangan, Asen, khử mùi tanh bằng cách oxy hóa trực tiếp qua tiếp xúc với bề mặt
cát. Cát Mangan đặc biệt hữu hiệu trong việc lọc nƣớc và có thể xử lý nƣớc
nhiễm Mangan và Sắt ở mức cao gấp 3 – 5 lần cho phép.
b. Đặc điểm của cát Mangan
Đặc tính kỹ thuật của cát Mangan khi sử dụng để xử lý nƣớc


Kích thƣớc hạt: 0,9 - 1,2 mm; 1,2 - 2,5 mm



Màu sắc: Dạng hạt màu nâu đen, hoặc nâu vàng



Đặc điểm của hạt Mangan: hạt có độ cứng, khơ rời, có góc cạnh



Tỷ trọng: 1.400 kg/m3



Độ xốp: lớn hơn 65%



Cát Mangan có khả năng lọc nƣớc vơ cùng hiệu quả, có thể lọc nƣớc

nhiễm mangan, sắt ở mức cao gấp 3 – 5 lần cho phép.
c. Ứng dụng cát mangan
Lọc nƣớc giếng khoan để khử mùi của nƣớc bị nhiễm sắt, mangan,
hydrogen sulfide, asen, khử mùi tanh hơi bằng việc oxy hố trực tiếp với bề mặt
cát tiếp xúc. Đối với nguồn nƣớc bị nhiễm kim loại nặng nhƣ đồng, kẽm, chì,
crom, niken, asen thì cát mangan có khả năng khử các kim loại này rất hiệu quả.
Làm chất xúc tác trong quá trình khử sắt (Fe < 35 mg/lít), khử các chất
phóng xạ.
Khử Clo trong nƣớc và làm giảm hàm lƣợng nitrogen (nitrit, nitrat, amôni),
photphat (20-50% tùy theo tốc độ lọc từ 4-7 m/giờ).
Hàm lƣợng một số tạp chất hữu cơ tồn tại trong nƣớc cũng sẽ đƣợc giảm
xuống đáng kể.

13


d. Ưu điểm khi sử dụng cát Mangan để xử lý nước ngầm
Chất lƣợng nƣớc sau khi lọc qua cát Mangan sẽ sạch hơn và an toàn cho
ngƣời sử dụng
Cơ chế vận hành đơn giản, có thể đƣa trực tiếp vào bể lọc mà không cần thay
đổi cấu trúc bể

Giá thành rẻ
Lƣợng nƣớc rửa lọc không cao bằng các loại vật liệu lọc khác
Khơng sử dụng đến các hóa chất hoặc các thiết bị cồng kềnh
Có tuổi thọ sử dụng cao do khả năng chống mài mòn tốt
Nếu nhƣ là cát Mangan đỏ thì khơng cần tái sinh định kỳ bằng dung dịch
KMnO4
e. Lưu ý khi sử dụng cát Mangan
Nếu nguồn nƣớc có độ pH thấp, có thể sử dụng hạt LS hoặc hóa chất để nâng
pH nƣớc nguồn trƣớc khi cho qua lớp vật liệu xúc tác MS. Phía dƣới lớp MS nên
bố trí thêm một lớp cát thạch anh để giữ oxy sắt và mangan, tạo độ trong cho
nƣớc.
Độ dày lớp MS đƣợc điều chỉnh theo hàm lƣợng sắt và Mangan có trong
nƣớc nguồn nhƣng khơng đƣợc nhỏ hơn 300 mm.
Rửa lọc: Khi sử dụng kết hợp với các vật liệu lọc khác có thể tiến hành rửa
lọc nhƣ trƣờng hợp bể lọc cát thông thƣờng.
Rửa sạch hạt MS trƣớc khi sử dụng.

14


CHƢƠNG 2
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI XÃ TRUNG THỊNH,
HUYỆN THANH THỦY, HUYỆN PHÚ THỌ
2.1. Điều kiện tự nhiên – kinh tế, xã hội
2.1.1 Điều kiện tự nhiên
a) Vị trí địa lý
Xã Trung Thịnh là một xã của huyện Thanh Thủy, tỉnh Phú Thọ có diện tích
là 2.39 km2. Tổng số dân vào năm 2017 là 2152 ngƣời, mật độ dân số tƣơng ứng
1.080 ngƣời/km².
Trung Thịnh là xã miền núi thuộc huyện Thanh Thủy, giáp với hai xã là

Đồng Luận với Hoàng Xá với tổng diện tích đất tự nhiên là 238,94 ha nằm ở phía
Nam của huyện Thanh Thủy, cách trung tâm huyện 10 km. Xã có đƣờng Tỉnh lộ
317C chạy qua thuận lợi cho việc giao thơng, giao lƣu.
b) Địa hình
Địa hình thuộc xã vùng đồng bằng nằm trong khu vực trung du và miền núi
Bắc Bộ tuy nhiên lại có địa hình tƣơng đối bằng phẳng, thuận lợi cho việc phát
triển nền nông nghiệp lúa nƣớc và xây dựng các cơng trình cơng cộng. Xã có
đƣờng Tỉnh lộ 317 chạy qua là điều kiện thuận lợi cho việc giao lƣu, phát triển
kinh tế-văn hóa của các xã với nhau trong khu vực.
c) Địa chất
Xã Trung Thịnh nằm trong vùng địa chất trung du miền núi tuy nhiên địa
chất của xã chủ yếu là đất đá vơi, phù sa cổ. Đất phù sa có dọc theo con sơng Đà
khi chảy qua.
Diện tích đất nơng nghiệp 168,11 ha trong đó: Đất sản xuất nơng nghiệp
150,52 ha; đất nuôi trồng thủy sản 10,7 ha; đất ở nơng thơn 41,84 ha cịn lại là
các loại đất khác.
d) Khí hậu
Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Chế độ gió mùa có sự tƣơng
phản rõ rệt: Mùa hè gió mùa Tây Nam nóng khơ, mƣa nhiều, mùa đơng gió mùa
Đơng Bắc lạnh, khơ, ít mƣa. Chế độ gió tạo ra thời tiết có phần khắc nghiệt, gây
15


nên khơ nóng, hạn hán, sƣơng muối gây trở ngại cho sản xuất và sinh hoạt.
Nhiệt độ cao nhất 38 - 400C (tháng 6 - 7), thấp nhất 6 - 80C (tháng 12 - 1).
Lƣợng mƣa trung bình năm 1.700 - 1.900 mm/năm.
e) Nguồn nước
Nguồn nƣớc sinh hoạt của ngƣời dân chủ yếu là nƣớc giếng đào và
giếng khoan.
Nguồn nƣớc chính đáp ứng việc tƣới tiêu chủ yếu dựa vào nguồn nƣớc

sơng ngịi đƣợc bơm lên qua các mƣơng dẫn chảy ra ruộng.
Huyện Thanh Thủy có con sơng đà chảy qua có trữ năng thủy điện khá
lớn. Nhà máy thủy điện Hịa Bình trên sơng Đà (1.920 MW) điện, việc phát
triển thủy điện sẽ tạo ra động lực mới cho sự phát triển của vùng, nhất là việc
khai thác và chế biến khoáng sản trên cơ sở nguồn điện rẻ và dồi dào. Nhƣng
với những cơng trình kỹ thuật lớn nhƣ thế, cần chú ý đến những thay đổi không
nhỏ của môi trƣờng.
2.1.2 Điều kiện xã hội
 Dân số
Theo thống kê vào năm 2017 có dân số 2.152 nhân khẩu, chia thành 05 khu
dân cƣ. Đảng bộ xã Trung Thịnh đƣợc thành lập từ năm 1948 tính đến thời điểm
hiện tại có 141 đảng viên, sinh hoạt ở 05 chi bộ nông thôn và 02 chi bộ sự
nghiệp. Mật độ dân số 1,080 ngƣời/km2.
 Nguồn lao động
Tỷ lệ lao động trong nơng nghiệp cịn khá lớn, mục tiêu đặt ra cho xã trong
xây dựng nông thôn mới là giảm tỷ lệ lao động trong nông nghiệp xuống thay thế
bằng công nghiệp.
Tổng số lao động trên địa bàn có 1.060 lao động, giá trị sản xuất nông
nghiệp chiếm tỷ trọng 28,46 %; giá trị công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, dịch vụ
thƣơng mại chiếm 71,54 %. Tổng giá trị đạt 57.701.185.400đ, thu nhập bình
quân đầu ngƣời là trên 26 triệu đồng/ngƣời/năm.

16


 Văn hóa xã hội
Xã hiện đƣợc chia thành 5 khu, tỷ lệ đăng kí gia đình văn hóa đạt 90 %; tỷ
lệ đạt Gia đình văn hóa là 84,19 % gia đình đạt danh hiệu gia đình văn hóa.
Phong trào văn hóa TDTT đƣợc duy trì và phát triển, đặc biệt có mơn bóng
chuyền da nam là mơn thể thao truyền thống của địa phƣơng, năm 2017 đạt giải

nhất tại Đại hội TDTT huyện Thanh Thủy lần thứ VIII.
Tại xã Trung Thịnh các cƣ dân đều sống hòa thuận, đoàn kết giúp đỡ lẫn
nhau. Phong tục tập quán sinh hoạt mang đậm bản sắc văn hóa dân tộc.
2.1.3 Đánh giá chung về nguồn lực phát triển
 Thuận lợi
Trung Thịnh là xã có quy mơ dân số, đất đai, lao động nhỏ của huyện Thanh
Thủy có đƣờng tỉnh lộ 317 chạy dọc qua rất thuận lợi cho phát triển thƣơng mại,
dịch vụ. Trong dân cƣ chủ yếu phát triển nông nghiệp và xây dựng. Trong những
năm qua Đảng bộ chính quyền và nhân dân trong xã đã nỗ lực phấn đấu, từng
bƣớc chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp, nông thôn, áp dụng tiến bộ khoa
học vào sản xuất, đã có chuyển biến tích cực, cơ sở hạ tầng nông thôn bƣớc đầu
đƣợc đầu tƣ, đặc biệt là giao thơng thơn xóm đạt tỷ lệ rất cao, các trƣờng học cơ
bản tốt và có 5/5 khu có nhà văn hóa,.... Điều kiện nhà ở, điện nƣớc sinh hoạt
của nhân dân đƣợc đảm bảo, đời sống đƣợc cải thiện rõ rệt. An ninh chính trị,
trật tự xã hội của nhân dân đƣợc đảm bảo. Đảng bộ chính quyền đồn kết, hồn
thành tốt nhiệm vụ, là xã trung bình khá của huyện Thanh Thủy.
 Khó khăn và thách thức
Bên cạnh những thuận lợi xã Trung Thịnh cịn có những khó khăn sau:
Thứ nhất, ruộng đồng, đất đai chƣa đƣợc khai thác phục vụ sản xuất một
cách có hiệu quả cao nhất.
Thứ hai, hoạt động chăn nuôi chủ yếu nhỏ lẻ ở các hộ gia đình. Mới bƣớc
đầu một số hộ phát triển theo quy mô tập trung vừa và khá nhƣng chƣa có quy
hoạch khu chăn ni tập trung xa khu dân cƣ nên năng suất chăn nuôi thấp.
Chăn nuôi chƣa theo hƣớng công nghiệp, vẫn giữ tập quán chăn nuôi ngày xƣa,
tận dụng sản phẩm từ nông nghiệp. Giống lợn, bò còn là giống của địa phƣơng
17