nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của một số loại thực vật ứng dụng trong xử lý nước

Ở nhiều vùng nông thôn, do điều kiện sống còn khó khăn nên người dân chưa tiếp xúc được với nước sạch, mà chủ yếu vẫn dùng nước từ các nguồn không an toàn như: nước hồ, sông, suối… mà kh

Trang 1

ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

-o0o -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT ỨNG DỤNG

TRONG XỬ LÝ NƯỚC

Chuyên ngành: Môi Trường

Mã số ngành: 108

GVHD: Th.S VÕ HỒNG THI SVTH : LƯƠNG MINH KHÁNH

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2010

Trang 2

ĐẠI HỌC KTCN TP.HCM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

  

KHOA : MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

BỘ MÔN : MÔI TRƯỜNG

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

HỌ VÀ TÊN : LƯƠNG MINH KHÁNH MSSV: 106108009 NGÀNH : MÔI TRƯỜNG LỚP : 06DMT

1 Đầu đề Đồ án tốt nghiệp

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả keo tụ của một số loại thực vật ứng dụng

trong xử lý nước

2 Nhiệm vụ (yêu cầu nội dung và số liệu ban đầu)

- Thu thập các tài liệu liên quan đến các loài thực vật có khả năng keo tụ

- Đánh giá hiệu quả keo tụ của những loại thực vật trên

- Xây dựng mô hình áp dụng thực tiễn

3 Ngày giao đồ án tốt nghiệp : 05/04/2010

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 07/07/2010

5 Họ và tên giáo viên hướng dẫn: Phần hướng dẫn

Th.S Võ Hồng Thi

Nội dung và yêu cầu ĐATN đã được thông qua bộ môn Ngày tháng năm 2010 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ)

Đơn vị:

Ngày bảo vệ:

Điểm tổng kết:

Nơi lưu trữ đồ án tốt nghiệp:

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh Đặc biệt là các thầy cô Khoa Môi trường và Công nghệ sinh học trong suốt thời gian qua đã tận tâm chỉ bảo, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu và dạy dỗ em ngày một trưởng thành hơn, để em có thể vững vàng bước chân trên con đường sự nghiệp của mình

Em xin chân thành cảm ơn cô Võ Hồng Thi người đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, động viên em trong suốt thời gian em thực hiện đồ án này

Và em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành đồ án Cảm ơn tất cả bạn bè trong lớp, trong khoa những người đã luôn động viên, giúp đỡ em trong thời gian qua Cuối cùng, em xin gửi lời chúc đến toàn thể thầy cô trong trường cũng như trong khoa, cô Võ Hồng Thi, các bạn lời chúc sức khỏe, mọi điều tâm muốn và luôn thành công trong công việc và cuộc sống

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Lương Minh Khánh

Trang 5

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 2

1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

1.5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 4

2.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC CẤP 4

2.1.1 Ưng dụng của nước cấp 5

2.1.2 Các yêu cầu chung về chất lượng nước 5

2.2 CÁC NGUỒN NƯỚC TỰ NHIÊN 5

2.2.1 Thành phần và chất lượng nước mưa 6

2.2.2 Thành phần và chất lượng nước bề mặt 6

2.2.3 Thành phần và chất lượng nước ngầm 7

2.3 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG NƯỚC 9

2.3.1 Các thông số đánh giá chất lượng nước 9

2.3.1.1 Các chỉ tiêu vật lý 10

2.3.1.2 Các chỉ tiêu hoá học 11

2.3.1.3 Các chỉ tiêu vi sinh 15

2.3.2 Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống 16

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 17

2.4.1 Lựa chọn nguồn nước cho mục đích cấp nước 17

2.4.2 Các dạng sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp 18

2.4.3 Các phương pháp xử lý nước thiên nhiên 22

2.4.3.1 Quá trình keo tụ 22

2.4.3.2 Quá trình lắng 23

Trang 6

2.4.3.4 Khử sắt và mangan 25

2.4.3.5 Làm mềm nước 25

2.4.3.6 Khử trùng nước 25

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT CÓ KHẢ NĂNG KEO TỤ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC 27

3.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY CHÙM NGÂY 27

3.1.1 Nguồn gốc .27

3.1.2 Đặc điểm hình thái .28

3.1.3 Đặc điểm phân loại 28

3.1.4 Đặc điểm phân bố 29

3.1.5 Công dụng 29

3.1.6 Ứng dụng của chùm ngây trong xử lý nước 31

3.2 TỔNG QUAN VỀ CÂY DẦU MÈ 32

3.2.1 Nguồn gốc 33

3.2.2 Đặc điểm sinh học 34

3.2.3 Công dụng 34

3.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC CÂY HỌ ĐẬU 35

3.3.1 Cây đậu cô ve 35

3.3.2 Cây đậu nành 37

3.3.3 Cây đậu xanh 39

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT TRONG XỬ LÝ NƯỚC 41

4.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC NGHIỆM 41

4.2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 41

4.2.1 Giai đoạn 1: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu nước đục nhân tạo 41

4.2.2 Giai đoạn 2: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu nước mặt tự nhiên 42

Trang 7

4.2.3 Giai đoạn 3: đánh giá chất lượng nước mặt sau khi xử lý theo dây chuyền

công nghệ keo tụ bằng thực vật, lọc qua cát và khử trùng bằng SODIS 43

4.3 MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM 44

4.3.1 Mô hình Jartest 44

4.3.2 Mô hình bể lọc cát 45

4.3.3 Thí nghiệm SODIS 46

4.4 CÁC THÔNG SỐ QUAN TRẮC HIỆU QUẢ XỬ LÝ TRONG QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM 47

4.5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 48

4.5.1 Giai đoạn 1 và 2 48

4.5.1.1 Nhóm 1: dùng hạt cây chùm ngây làm chất keo tụ 48

4.5.1.2 Nhóm 2: dùng hạt cây dầu mè làm chất keo tụ 62

4.5.1.3 Nhóm 3: dùng các loại đậu làm chất keo tụ 66

4.5.1.4 Hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ bằng phương pháp keo tụ 76

4.5.1.5 Kết luận và thảo luận kết quả giai đoạn thực nghiệm 1 và 2 77

4.5.2 Giai đoạn 3 80

CHƯƠNG 5 ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH XỬ LÝ QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH ÁP DỤNG CHO MỘT SỐ VÙNG NÔNG THÔN VIỆT NAM 84

5.1 NƯỚC SẠCH TỪ MÔ HÌNH 5.1.1 Giới thiệu mô hình 84

5.1.2 Vận hành mô hình 85

5.1.3 Đánh giá mô hình 87

5.2 GÓP PHẦN “ XÓA ĐÓI GIẢM NGHÈO ” TỪ MÔ HÌNH 87

5.2.1 Bài toán dinh dưỡng 87

5.2.2 Bài toán kinh tế 88

5.3 CÔNG TÁC TUYÊN TRUYỀN MÔ HÌNH ĐẾN VỚI MỌI NGƯỜI 88

5.3.1 Xây dựng sổ tay hướng dẫn sử dụng mô hình 88

5.3.2 Tập huấn tuyên truyền viên 88

5.3.3 Tập huấn cho người sử dụng 89

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90

Trang 8

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

- SODIS : Xử lý vi sinh vật trong nước bằng ánh sáng mặt trời

- PET : PolyEthylene Terephtalate

- TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

- SS: ( Suspended Solid) hàm lượng cặn lơ lửng( mg/l)

- TSS: ( Total Suspended Solid) tổng hàm lượng cặn lơ lửng( mg/l)

- DS: ( Dissol Solid) chất rắn hoà tan ( mg/l)

- VS: ( Volatile Solid) chất rắn hoá hơi( mg/l)

- COD (Chemical Oxugen Demand): nhu cầu oxy hoá học

Trang 9

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước bề mặt 6

Bảng 2.2 Thành phần có trong nước ngầm, nước mặt và những điểm khác nhau giữa hai nguồn nước này 9

Bảng 4.1 Các thông số quan trắc hiệu quả xử lý trong quá trình thực nghiệm 47

Bảng 4.2 Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau 48

Bảng 4.3 Hiệu quả xử lý độ đục nước ứng với các khoảng giá trị của độ đục và ngưỡng nồng độ chất keo tụ có thể áp dụng 55

Bảng 4.4 Kết quả xử lý keo tụ mẫu CT1 bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau 56

Bảng 4.5 Hiệu quả khi dùng hạt chùm ngây làm chất keo tụ thử nghiệm trên các mẫu nước tự nhiên 59

Bảng 4.6 Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt cây dầu mè ở các thời gian lắng khác nhau 63

Bảng 4.7 Nồng độ dầu mè keo tụ ứng với các độ đục nhân tạo 66

Bảng 4.8 Hiệu quả keo tụ ở các độ đục của mẫu nước đục nhân tạo khi dùng các loại đậu khác nhau làm chất keo tụ 73

Bảng 4.9 Nồng độ đậu cô ve làm chất keo tụ cần thiết làm cơ sở áp dụng thử nghiệm cho mẫu nước tự nhiên 73

Bảng 4.10 Hiệu quả loại bỏ COD bằng phương pháp kep tụ với chùm ngây 76

Bảng 4.11 Hiệu quả loại bỏ COD bằng phương pháp kep tụ với đậu cô ve 77

Bảng 4.12 So sánh và đánh giá các nhóm vật liệu dùng làm chất keo tụ 78

Bảng 4.13 Cơ sở nồng độ chất keo tụ chùm ngây và đậu cô ve để áp dụng cho xử lý keo tụ ở các mẫu nước tự nhiên 80

Bảng 4.14 Kết quả phân tích các chỉ tiêu chạy mô hình của mẫu nước MH1 với các chất keo tụ khác nhau 81

Bảng 4.15 Kết quả phân tích các chỉ tiêu chạy mô hình của mẫu nước MH2 với các chất keo tụ khác nhau 82

Trang 10

Bảng PL2-1: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 100 NTU bằng hạt cây chùm

ngây ở các thời gian lắng khác nhau A Bảng PL2-2: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 150 NTU bằng hạt cây chùm

ngây ở các thời gian lắng khác nhau B Bảng PL2-3: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 200 NTU bằng hạt cây chùm

ngây ở các thời gian lắng khác nhau B Bảng PL2-4: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 250 NTU bằng hạt cây chùm

ngây ở các thời gian lắng khác nhau C Bảng PL2-5: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 300 NTU bằng hạt cây chùm

ngây ở các thời gian lắng khác nhau D Bảng PL2-6: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 100 NTU bằng hạt cây dầu mè

ở các thời gian lắng khác nhau D Bảng PL2-7: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 150 NTU bằng hạt cây dầu mè

ở các thời gian lắng khác nhau E Bảng PL2-8: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU ở thời gian lắng 2 giờ

của các loại đậu dùng làm chất keo tụ F Bảng PL2-9: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU ở thời gian lắng 4 giờ

của các loại đậu dùng làm chất keo tụ F Bảng PL2-10: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU ở thời gian lắng

6giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ G Bảng PL2-11: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 100 NTU ở thời gian lắng 2

giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ H Bảng PL2-12: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 100 NTU ở thời gian lắng 4

giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ H Bảng PL2-13: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 100 NTU ở thời gian lắng 6

giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ I Bảng PL2-14: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 150 NTU ở thời gian lắng 2

giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ J Bảng PL2-15: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 100 NTU ở thời gian lắng 4

giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ J

Trang 11

Bảng PL2-16: Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 100 NTU ở thời gian lắng 6

giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ K Bảng PL2-17: Kết quả xử lý keo tụ mẫu CT2 bằng hạt cây chùm ngây ở các thời

gian lắng khác nhau L Bảng PL2-18: Kết quả xử lý keo tụ mẫu CT3 bằng hạt cây chùm ngây ở các thời

gian lắng khác nhau L Bảng PL2-19: Kết quả xử lý keo tụ mẫu CT2 bằng hạt đậu cô ve ở các thời gian lắng

khác nhau M Bảng PL2-20: Kết quả xử lý keo tụ mẫu CT4 bằng hạt đậu cô ve ở các thời gian

lắng khác nhau N

Trang 12

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Cây chùm ngây 28

Hình 3.2 Sử dụng cây chùm ngây xử lý nước ở châu Phi 32

Hình 3.3 Cây dầu mè 33

Hình 3.4 Cây đậu cô ve 36

Hình 3.5 Cây đậu nành 38

Hình 3.6 Cây đậu xanh 40

Hình 4.1 Mô hình thí nghiệm Jartest 45

Hình 4.2 Mô hình bể lọc cát 45

Hình 4.3 Hướng dẫn cách áp dụng SODIS 46

Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau 49

Hình 4.10 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ mẫu CT1 bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau 57

Trang 13

Hình 4.13 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt

cây dầu mè ở các thời gian lắng khác nhau 63 Hình 4.14 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 100 NTU bằng

hạt cây dầu mè ở các thời gian lắng khác nhau 64 Hình 4.15 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 150 NTU bằng

hạt cây dầu mè ở các thời gian lắng khác nhau 65 Hình 4.16 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU ở thời

gian lắng 2 giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ 67 Hình 4.17 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU ở thời

gian lắng 6 giờ của các loại đậu dùng làm chất keo tụ 72 Hình 4.25 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ mẫu CT2 bằng hạt cây đậu cô ve ở

các thời gian lắng khác nhau 74 Hình 4.26 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý keo tụ mẫu CT4 bằng hạt cây đậu cô ve ở

các thời gian lắng khác nhau 75

Trang 14

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1: vòng tuần hoàn nước cấp 4

Sơ đồ 2.2 Xử lý với nguồn nước mặt có hàm lượng cặn 2500 mg/l 18

Sơ đồ 2.3 Xử lý với nguồn mặt có hàm lượng cặn >2500 mg/l 19

Sơ đồ2.4 Xử lý với nguồn nước ngầm 19

Sơ đồ 2.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước của công ty cấp thoát nước số 2 20

Sơ đồ 2.6 Sơ đồ công nghệ CNH xử lý nước giếng nhiễm phèn 20

Sơ đồ 2.7 Xử lý nước nhiễm sắt dùng trong sinh hoạt và công nghiệp 20

Sơ đồ 2.8 Sơ đồ xử lý nước ngầm của Tp.HCM 21

Sơ đồ 2.9 Sơ đồ xử lý nước của nhà máy nước Thủ Đức 21

Sơ đồ 5.1 Mô hình xử lý nước bằng vật liệu tự nhiên và năng lượng mặt trời 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1: CÁC BẢNG KẾT QUẢ ĐO ĐỘ HẤP THU CỦA MẪU

PHỤ LỤC 2: CÁC BẢNG KẾT QUẢ XỬ LÝ ĐỘ ĐỤC

PHỤ LỤC 3: LẬP ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ ĐỤC

PHỤ LỤC 4: MỘT SỐ HÌNH ẢNH QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM

Trang 15

do ô nhiễm nước hoặc các bệnh truyền nhiễm qua đường nước gây ra Trên thế giới hiện nay, mỗi ngày có 400 trẻ em chết vì các bệnh liên quan đến nguồn nước Hiểu được vai trò của nước sạch, Nghị quyết Đại Hội Đảng lần thứ VIII đã chỉ rõ “ cải thiện việc cấp thoát nước ở đô thị, thêm nguồn nước sạch cho nông thôn”

Theo báo cáo “ chiến lược Quốc gia cấp nước sạch và vệ sinh nông thôn đến năm 2020” của Bộ xây dựng, hiện nay vẫn còn hơn 70% dân số nông thôn sử dụng nước không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh Ở nhiều vùng nông thôn, do điều kiện sống còn khó khăn nên người dân chưa tiếp xúc được với nước sạch, mà chủ yếu vẫn dùng nước từ các nguồn không an toàn như: nước hồ, sông, suối… mà không qua bất cứ hình thức xử lý nào khi sử dụng trực tiếp trong ăn uống và sinh hoạt hàng ngày Nguồn nước này có nhiều cặn, một số chất hữu cơ và các vi sinh vật gây bệnh cho người Có thể nêu lên một vài nguyên nhân quan trọng của vấn đề thiếu nước sạch

đó Nguyên nhân đầu tiên là, tuy Việt Nam có trữ lượng nước khá dồi dào, lượng mưa khá cao, hệ thống sông ngòi kênh mương dày đặc, nước ngầm cũng phong phú tại những vùng thấp, nhưng lượng nước phân bố không đều theo thời gian và không gian Việc sử dụng ngày càng nhiều nước cho sản xuất nông nghiệp và công nghiệp, dân số tăng nhanh làm tăng nhu cầu sử dụng nước Nguyên nhân thứ 2 là một số nguồn nước hiện nay đang ngày càng bị ô nhiễm do các hoạt động sản xuất nông

Trang 16

nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt làm cho chất lượng nước ngày một xấu hơn Chính

vì thế, để có đủ nước cung cấp và đảm bảo an toàn sức khỏe, đòi hỏi công tác xử lý nước phải được đẩy mạnh và áp dụng dây chuyền công nghệ xử lý phù hợp

Ở nông thôn, phần lớn các hộ gia đình sử dụng 2 nguồn nước, một nguồn để ăn uống thường là nước mưa và một nguồn để tắm giặt Các hệ thống cấp nước tập trung ở nông thôn hiện nay vẫn chưa phổ biến Do đó, các hộ thường có công trình cấp nước riêng như giếng đào, lu vại hay bể chứa nước mưa Công tác xử lý thì rất đơn giản, thường là lắng sơ bộ hoặc nếu nguồn nước quá đục thì dùng phèn keo tụ tạo thành bông rồi để lắng, nhưng lượng phèn sử dụng hoàn toàn ngẫu nhiên Nói chung các hộ phải tự xử lý nước hoặc chấp nhận dùng nước chưa qua xử lý

Keo tụ là quá trình rất quan trọng trong dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp nói riêng và nước ô nhiễm nói chung Quá trình keo tụ giúp loại bỏ các hạt lơ lửng

do đó làm độ đục của nước giảm đi Ngoài ra nó cũng góp phần làm tăng hiệu quả của các quá trình xử lý tiếp theo như lắng, lọc, khử trùng… Hiện tại, trong công nghệ xử lý nước tập trung hiện nay thi người ta chỉ sử dụng các chất hóa học làm chất keo tụ nước như phèn sắt, phèn nhôm, PAC và dư lượng các hóa chất này trong nước là nguy cơ tiềm ẩn ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Để giảm bớt lượng các chất hóa học hiện diện trong nguồn nước sử dụng hằng

ngày, đề tài “ Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của một số loại thực vật ứng

dụng trong xử lý nước” đã ra đời với mong muốn thay thế các hóa chất dùng trong

công tác xử lý nước nói chung và keo tụ nước nói riêng bằng việc sử dụng một số loại thực vật làm chất keo tụ, góp phần giải quyết và nâng cao chất lượng nước cấp sinh hoạt ở các vùng nông thôn chưa có điều kiện tiếp cận với nguồn nước sạch

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

 Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ nước của một số loại thực vật sẵn có tại

Việt Nam

 Xem xét tính khả thi của các loại thực vật trên khi áp dụng trên quy mô hộ gia

đình ở một số vùng nông thôn Việt Nam

Trang 17

1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

 Nghiên cứu thực nghiệm xem xét tính khả thi trên nước đục nhân tạo

 Nghiên cứu thực nghiệm trên một số nguồn nước mặt tự nhiên

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu chỉ thực hiện trên nước đục nhân tạo và một số nguồn nước mặt tự nhiên thu nhận trên một số vị trí tại lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai và nước

hồ

- Nghiên cứu thử nghiệm trên mô hình với quy mô hộ gia đình

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp tổng hợp tài liệu : tài liệu tham khảo từ Internet, một số tạp chí khoa học nước ngoài, sách và luận văn

- Phương pháp thực nghiệm: thực hiện thí nghiệm trên mô hình Jartest với mẫu nước đục nhân tạo và mẫu nước mặt tự nhiên, thử nghiệm trên mô hình lọc qua cát với mẫu nước tự nhiên, xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả xử lý

- Phương pháp tính toán, thống kê: dùng phần mềm Excel 2007 xử lý số liệu và vẽ

- Giảm thiểu được các nguy cơ tiềm ẩn từ việc sử dụng các chất keo tụ hóa học

- Xây dựng công nghệ xử lý nước hoàn toàn không sử dụng hóa chất nhân tạo

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn

 Phương pháp giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho người dân

 Thân thiện với môi trường

 Là phương pháp đơn giản dễ áp dụng do đó có tính khả thi cao đối với các vùng nông thôn không có điều kiện tiếp cận với nguồn nước sạch

CHƯƠNG 2

Trang 18

kể đến hoạt động sản xuất Lượng nước này thông qua con đường thức ăn nước uống

đi vào cơ thể để thực hiện quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng, sau đó theo đường bài tiết (nước giải, mồ hôi…) mà thải ra ngoài

Ngày nay với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm dần Vì thế, con người phải xử lý các nguồn nước cấp để có đủ số lượng và đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt và sản xuất công nghiệp

Tổng quan về vòng tuần hoàn nước cấp như sau:

Sơ đồ 2.1 Vòng tuần hoàn nước cấp

Con người khai thác nước từ các nguồn nước tự nhiên, dùng các biện pháp lý, hoá, sinh để xử lý nhằm đạt được số lượng và chất lượng nước mong muốn sau đó cấp đến hệ thống phân phối cho người tiêu dùng Nước sau khi sử dụng được thu gom và xử lý ở hệ thống xử lý nước thải, rồi trả lại vào các nguồn nước tự nhiên, thực hiện vòng tuần hoàn mới

2.1.1 Ứng dụng của nước cấp

Các nguồn nước tự nhiên Khai thác và xử lý

Thu gom và xử lý

Phân phối và sử dụng

Trang 19

Trong sinh hoạt:dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộng như cứu hoả, phun nước, tưới cây , rửa đường

Trong công nghiệp: làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát, rượu bia… Hầu hết mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không gì thay thế được trong sản xuất

Tuỳ thuộc vào mức độ phát triển công nghiệp và mức sinh hoạt cao thấp mà nhu cầu về nước với chất lượng khác nhau cũng rất khác nhau ở các nước phát triển, nhu cầu về nước có thể gấp nhiều lần so với các nước đang phát triển

2.1.2 Các yêu cầu chung về chất lượng nước

Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp trong đó có thể có các chỉ tiêu cao thấp khác nhau, nhưng nhìn chung các chỉ tiêu này phải đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh về mặt vi sinh của nước và không có chất độc hại làm nguy hại đến sức khoẻ con người

Thông thường nước cấp cho sinh hoạt cần phải đảm bảo các chỉ tiêu lý học, hoá học cùng các chỉ tiêu vệ sinh an toàn khác như số vi sinh vật trong nước

Nước cấp cho nhu cầu công nghiệp ngoài các chỉ tiêu chung chất lượng, còn tuỳ thuộc vào từng mục đích sử dụng mà đặt ra những yêu cầu riêng

Trong xử lý nước cấp tuỳ thuộc vào chất lượng nguồn nước và yêu cầu về chất lượng nước cấp mà quyết định quá trình xử lý để có được chất lượng nước cấp đảm bảo các chỉ tiêu và ổn định chất lượng cấp cho các nhu cầu sử dụng

Trang 20

Nước mưa, dân gian còn gọi là nước không rễ được nhiều người coi là nước sạch

Một số người dân thích uống nước mưa không đun sôi vì nhiều lý do: nó chứa ít các

loại muối khoáng hoà tan, chứa ít sắt làm cho nước không tanh… người ta còn cho

rằng nước mưa, nước tuyết tan không có thành phần nước nặng, nên rất có lợi cho

sức khoẻ con người

Thực tế khi mưa rơi xuống một phần bụi bặm và vi khuẩn sẽ bám vào hạt mưa

Gần những khu vực có nhà máy lớn, các chất khói độc hại thải ra và khí có hại cho

sức khoẻ như NOx,SOx,gây ra mưa axit Hơn nữa nước mưa được hứng từ mái nhà là

nơi tích luỹ rất nhiều chất bẩn.Vì thế không nên uống trực tiếp nước mưa hứng được

2.2.2 Thành phần và chất lượng nước bề mặt

Bao gồm nước trong các hồ chứa, sông suối Do sự kết hợp từ các dòng chảy trên

bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là:

 Các chất hoà tan dưới dạng ion, phân tử có nguồn gốc vô cơ hoặc hữu cơ

 Chứa nhiều chất rắn lơ lửng (riêng trường hợp nước ao, đầm, hồ chứa ít chất

rắn lơ lửng hơn và chủ yếu ở dạng keo)

 Hàm lượng chất hữu cơ cao

 Chứa nhiều vi sinh vật

 Có sự hiện diện của nhiều loại tảo

Bảng 2.1 Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước bề mặt

Chất rắn lơ lửng d>1µm Các chất keo d=0,001 1 µm

(chủ yếu 0,050,2 mm)

Các chất hoà tan d<0,001 µm

-Virut 0,030,3 µm

- Các ion K+, Na+, Ca2+,

NH4 +

, SO4 2-

Trang 21

Nước bề mặt là nguồn nước tự nhiên gần gũi với con người nhất và cũng chính vì vậy mà nước bề mặt cũng là nguồn nước dễ bị ô nhiễm nhất Ngày càng hiếm có một nguồn nước bề mặt nào đáp ứng được chất lượng tối thiểu cho nhu cầu sinh hoạt và công nghiệp mà không cần xử lý trước khi đưa vào sử dụng Do hàm lượng cao của các chất có hại cho sức khoẻ và có nhiều vi sinh vật có khả năng gây bệnh cho con người trong nước bề mặt phải giám định chất lượng nguồn nước, kiểm tra các thành phần hoá học, lý học, sinh học, mức độ ô nhiễm phóng xạ nguồn nước và nhất thiết phải khử trùng nếu như nước cấp được dùng cho mục đích sinh hoạt Đối với nước sông thì chất lượng nước phụ thuộc vào các yếu tố xung quanh như mức độ phát triển công nghiệp, mật độ dân số trong lưu vực, hiệu quả của công tác quản lý các dòng thải vào sông Ngoài ra chất lượng nước sông còn phụ thuộc vào điều kiện thuỷ văn, tốc độ dòng chảy, thời gian lưu và thời tiết trong khu vực Nơi có mật độ dân số cao, công nghiệp phát triển mà công tác quản lý các dòng thải công nghiệp, dòng thải sinh hoạt không được chú trọng thì nước sông thường bị ô nhiễm bởi các hoá chất độc hại, các chất hữu cơ ô nhiễm… nơi có lượng mưa nhiều, điều kiện xói mòn, phong hoá dễ dàng thì nước sông thường bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, độ đục cao do các chất huyền phù và các chất rắn, chất mùn có trong nguồn nước Còn chất lượng nước hồ phụ thuộc vào thời gian lưu vào các điều kiện thời tiết, sinh thái môi trường và chất lượng các nguồn nước chảy vào hồ, trong đó có cả nguồn nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp Nơi thiếu ánh sáng mặt trời, điều kiện lưu thông kém và chất thải hữu cơ nhiều, nước hồ sẽ có lượng oxy hoà tan thấp, điều kiện yếm khí tăng, nước sẽ có mùi vị khó chịu Nơi có nhiều ánh sáng mặt trời, điều kiện quang hợp dễ dàng, các chất dinh dưỡng tích tụ nhiều sẽ thúc đẩy quá trình phì dưỡng cũng gây tác hại đến chất lượng nước hồ Thường nước hồ cũng không đảm bảo chất lượng của tiêu chuẩn nước cấp

Tuy nhiên nước sông, hồ vẫn thường xuyên xảy ra quá trình tự làm sạch như quá trình lắng các chất huyền phù trong thời gian lưu, quá trình khoáng hoá các chất hữu

cơ, quá trình nitrat hoá các hợp chất chứa nitơ, quá trình bốc hơi

2.2.3 Thành phần và chất lượng nước ngầm

Trang 22

Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát bột kết trong các khe nứt có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người Đặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn nước mặt Đặc trưng chung của nước ngầm:

- Độ đục thấp

- Nhiệt độ và thành phần hoá học tương đối ổn định

- Không có oxi nhưng chứa nhiều H2S và CO2…

- Chứa nhiều chất khoáng hoà tan chủ yếu là Fe, Mn, Ca, Mg, Flo

- Ít sự hiện diện của vi sinh vật

Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng nông và nước ngầm tầng sâu

 Nước ngầm tầng nông : thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt vì thế thành phần và mực nước biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt Loại nước ngầm tầng nông rất dễ bị ô nhiễm

 Nước ngầm tầng sâu: thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước Theo không gian phân bố, một lớp nước ngầm tầng sâu thường có ba vùng chức năng: Vùng thu nhận nước,vùng chuyển tải nước,vùng khai thác nước có áp

Nước ngầm là nguồn cung cấp nước sinh hoạt chủ yếu ở nhiều quốc gia và vùng dân cư trên thế giới Do vậy ô nhiễm nước ngầm có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng môi trường sống của con người Các tác nhân ô nhiễm và suy thoái nước ngầm bao gồm: các tác nhân tự nhiên như: nhiễm mặn, phèn, hàm lượng Fe, Mn và một số kim loại khác Các tác nhân nhân tạo: nồng độ kim loại nặng cao, hàm lượng NO3

-, NO2 -

,

NH4+,PO43-, vượt tiêu chuẩn cho phép, ô nhiễm bởi vi sinh vật

Suy thoái trữ lượng nước ngầm giảm bởi công suất khai thác, hạ thấp mực nước ngầm, lún đất Ngày nay, tình trạng ô nhiễm và suy thoái nước ngầm đang phổ biến rộng Để hạn chế tác động ô nhiễm và suy thoái nước ngầm cần phải tiến hành đồng

bộ các công tác điều tra, thăm dò trữ lượng và chất lượng nguồn nước ngầm, xử lý

Trang 23

nước thải và chống ô nhiễm các nguồn nước mặt, quan trắc thường xuyên trữ lượng

và chất lượng nước ngầm

Bảng 2.2 Thành phần có trong nước ngầm, nước mặt và những điểm khác nhau

giữa hai nguồn nước này

Nhiệt độ Thay đổi theo mùa Tương đối ổn định

đất, lượng mưa

Ít thay đổi, cao hơn nước

bề mặt ở cùng một vùng Hàm lượng sắt (Fe2+

) mangan(Mn2+)

Rất thấp, trừ dưới đáy hồ Thường xuyên có

Khí CO2 hoà tan Thường rất thấp hoặc gần

bằng không

Thường xuất hiện ở nồng

độ cao Khí 02 hoà tan Thường gần bão hoà Thường không tồn tại Khí NH3 Xuất hiện ở các nguồn

amon hoá, nitrat hoá

Các vi khuẩn sắt như leptothrix ochracea,

Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thuỷ, Xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp, Nhà

xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2000

2.3 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ TIÊU CHUẨN

CHẤT LƯỢNG NƯỚC

2.3.1 Các thông số đánh giá chất lượng nước

Trang 24

2.3.1.1 Các chỉ tiêu vật lý

a Độ đục

Nước nguyên chất là một môi trường trong suốt và có khả năng truyền ánh sáng tốt, nhưng khi trong nước có các tạp chất huyền phù, cặn rắn lơ lửng, các vi sinh vật

và cả các hoá chất hoà tan thì khả năng truyền ánh sáng của nước giảm đi Dựa trên

nguyên tắc đó mà người ta xác định độ đục của nước

- Có nhiều đơn vị đo độ đục, thường dùng : mg SiO2/l, NTU, FTU

- Nước cấp cho ăn uống độ đục không vượt quá 5 NTU Nước mặt thường có độ đục 20 – 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500 – 600 NTU

Theo tiêu chuẩn Việt Nam , độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy được gọi là độ trong, ở độ sâu đó người ta có thể đọc được hàng chữ tiêu chuẩn Đối vơi nước sinh hoạt độ đục phải lớn hơn 30 cm

b Độ màu (tính bằng độ màu coban)

Được xác định theo phương pháp so màu với thang độ màu Coban

Độ màu của nước bị gây bởi các hợp chất hữu cơ, các hợp chất sắt và mangan không hoà tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất mùn humic gây ra màu vàng còn các loại thuỷ sinh tạo cho nước có màu xanh lá cây Nước bị nhiễm bẩn nước thải công nghiệp hay sinh hoạt có màu đen

c Mùi ,vị của nước

Các chất khí và các chất hoà tan trong nước làm cho nước có mùi vị Nước thiên nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối hoặc mùi đặc trưng của các hoá chất hoà tan trong nó như mùi clo, amoniac, sunfua hydro… Nước có thể có vị mặn, ngọt, chát… tuỳ theo thành phần và hàm lượng muối hoà tan trong nước

Trang 25

e Hàm lượng chất rắn trong nước

Gồm có chất rắn vô cơ (các muối hoà tan, chất rắn không tan như huyền phù đất, cát…), chất rắn hữu cơ ( gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo và các chất rắn hữu cơ vô sinh như phân rác, chất thải công nghiệp…) Trong xử lý nước khi nói đến hàm lượng chất rắn, người ta đưa ra các khái niệm:

 Tổng hàm lượng cặn lơ lửng TSS(Total Suspended Solid) là trọng lượng khô tính bằng miligam của phần còn lại sau khi bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thuỷ rồi sấy khô ở 1030

C tới khi có trọng lượng không đổi, đơn vị là mg/l

- Cặn lơ lửng SS (Suspended Solid) , phần trọng lượng khô tính bằng miligam của phần còn lại trên giấy lọc khi lọc 1 lít mẫu nước qua phễu, sấy khô ở

1030C-1050C tới khi có trọng lượng không đổi, đơn vị là mg/l

- Chất rắn hoà tan DS (Disolved Solid) bằng hiệu giữa tổng lượng cặn lơ lửng TSS và cặn lơ lửng SS

DS = TSS – SS

- Chất rắn bay hơi VS (Volatile Solid) là phần mất đi khi nung ở 5500

C trong một thời gian nhất định Phần mất đi là chất rắn bay hơi, phần còn lại là chất rắn không bay hơi

2.3.1.2 Các chỉ tiêu hoá học

a Độ pH của nước

pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng

để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước

Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong nước

pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước Độ pH có ảnh hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường

b Độ kiềm

Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion bicacbonat, cacbonat, hydroxyl

và anion của các muối axít yếu Do hàm lượng các muối này rất nhỏ nên có thể bỏ qua

Trang 26

Ơ nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO2 tự do

có trong nước Độ kiềm là chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước Để xác định độ kiềm dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử bằng axit clohydric

c Độ cứng của nước

Là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước Trong xử

lý nước thường phân biệt ba loại độ cứng:

 Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie có trong nướ

 Độ cứng tạm thời : biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie trong các muối cacbonat (hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magie) có trong nước

 Độ cứng vĩnh cửu: biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie trong các

muối axit mạnh của canxi và magie

Dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do canxi và magie phản ứng với các axit béo tạo thành các hợp chất khó tan Trong sản xuất, nước cứng có thể tạo lớp cáu cặn trong các lò hơi hoặc gây kết tủa ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

-, NO3 -

Sau một thời gian NH3, NO2

bị oxy hoá thành NO3

Trang 27

Ở điều kiện yếm khí NO3

có tính xâm thực đối với bêtông Ion Cl- có trong nước do sự hoà tan

muối khoáng, do quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ

g Các hợp chất của axit silic

Trong thiên nhiên thường có các hợp chất của axit silic, mức độ tồn tại của chúng phụ thuộc vào độ pH của nước Ở pH< 8- 11 silic chuyển hoá dạng HSiO3

-, các hợp chất này có thể tồn tại dạng keo hay dạng ion hoà tan

Sự tồn tại của các hợp chất này gây lắng đọng cặn silicat trên thành ống, nồi hơi, làm giảm khả năng vận chuyển và khả năng truyền nhiệt

Fe3+dễ kết tủa màu nâu đỏ Nước mặt thường chứa sắt ở dạng Fe3+, tồn tại keo hữu

cơ hoặc cặn huyền phù Với hàm lượng sắt > 0,5 mg/l: nước có mùi tanh khó chịu, vàng quần áo, hỏng sản phẩm dệt

Mangan có trong nước ngầm dưới dạng Mn2+ Nước có hàm lượng mangan

khoảng 1mg/l sẽ gây trở ngại giống như khi sử dụng nước có hàm lượng sắt cao

Trang 28

Công nghệ khử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước Mangan thường gặp trong nước ngầm nhưng ít hơn sắt nhiều, ít khi lớn hơn 5 mg/l

, Na3(PO4)3 Photpho không thuộc loại độc hại với con người nhưng sự tồn tại của chất này với hàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trở cho quá trình xử lý, đặt biệt là hoạt động của bể lắng

m Các hợp chất của florua

Nước ngầm ở giếng sâu hoặc ở các vùng đất có chứa cặn apatit thường có hàm lượng các hợp chất florua cao ( 2 2,5 mg/l), tồn tại dạng cơ bản là canxi florua và magie florua

Các hợp chất florua khá bền vững, khó bị phân huỷ ở quá trình tự làm sạch Hàm lượng florua trong nước cấp ảnh hưởng đến việc bảo vệ răng Nếu thường xuyên dùng nước có hàm lượng florua lớn hơn 1,3 mg/l hoặc nhỏ hơn 0,7 mg/l đều dễ mắc bệnh loại men răng

mùi khó chịu và làm cho nước có tính ăn mòn kim loại

o Các kim loại có tính độc cao

 Arsen (As)

- Crom (Cr)

Trang 29

đó, sau khi xử lý, nếu trong nước không còn phát hiện thấy E.coli chứng tỏ các loài

vi trùng khác cũng đã bị tiêu diệt, mặt khác việc xác định loại vi khuẩn này đơn giản

và nhanh chóng

a Vi trùng gây bệnh

Vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước gây tác hại cho mục đích sử dụng nước trong sinh hoạt Các vi sinh vật này vốn không bắt nguồn từ nước, chúng cần vật chủ

để sống kí sinh phát triển và sinh sản Một số vi sinh vật gây bệnh sống một thời gian

khá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng

-Vi khuẩn: Các loại vi khuẩn trong nước thường gây các bệnh về đường ruột như

+ Vi khuẩn Shigella spp: chủ yếu gây nên các triệu chứng lỵ Biểu hiện bệnh từ

tiêu chảy nhẹ đến nghiêm trọng như đi tiêu ra máu, mất nước, sốt cao và bị co rút thành bụng Các triệu chứng này có thể kéo dài 12-14 ngày thậm chí hơn

+ Vi khuẩn Salmonella typhii : gây sốt thương hàn

+ Vi khuẩn Vibrio cholerae: tác nhân gây nên các vụ dịch tả trên toàn thế giới Dịch tả gây bởi Vibrio cholerae thường được lan truyền rất nhanh qua đường

nước

- Virus: Các bệnh do virus gây ra thường mang tính triệu chứng và cấp tính với giai đoạn mắc bệnh tương đối ngắn, virut sản sinh với mức độ cao, liều lây nhiễm thấp và giới hạn động vật chủ Gồm:

+ Virus Adenovirus bệnh khuẩn xâm nhập từ khí quản: virus đậu mùa, thuỷ đậu, virus zona,

+ Virus Poliovirus : virus bại liệt

Trang 30

+ Hepatitis -A Virus (HAV) : virus viêm gan siêu vi A

+ Reovirus, rotavirus, norwalk virus :viêm dạ dày ruột

- Động vật đơn bào ( protozoa): Các loại động vật đơn bào dễ dàng thích nghi với điều kiện bên ngoài nên chúng tồn tại rất phổ biến trong nước tự nhiên Trong điều kiện môi trường không thuận lợi, các loại động vật đơn bào thường tạo lớp vỏ kén bao bọc(cyst), rất khó tiêu diệt trong quá trình khử trùng Vì vậy thông thường trong quá trình xử lý nước sinh hoạt cần có công đoạn lọc để loại bỏ các động vật đơn bào

ở dạng vỏ kén này

+ Giardia spp : nhiễm trùng đường ruột

+ Cryptospridium spp : gây bệnh thương hàn, ỉa chảy

Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do nhiễm bẩn rác, phân người và động vật Trong người và động vật thường có vi khuẩn E coli sinh sống và phát triển Đây là loại vi khuẩn vô hại thường được bài tiết qua phân ra môi trường Sự có mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các vi khuẩn gây bệnh khác Do đó nếu sau xử lý trong nước không còn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệng của nước qua việc xác địng số lượng số lượng E.coli đơn giản và nhanh chóng Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước

b Các loại rong tảo

Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho nước

có màu xanh Nước mặt có nhiều loại rong tảo sinh sống trong đó có loại gây hại chủ yếu và khó loại trừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào Hai loại tảo này khi phát triển trong đường ống có thể gây tắc ngẽn đường ống đồng thời làm cho nước có tính

ăn mòn do quá trình hô hấp thải ra khí cacbonic

2.3.2 Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống

Người ta thường sử dụng nước mặt và nước ngầm để cấp nước uống và sinh hoạt Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt do ít thay đổi hơn

Trang 31

theo thời gian và thời tiết, dây chuyễn công nghệ cũng đơn giản hơn, cần ít hoá chất hơn và chất lượng sau xử lý cũng tốt hơn Tuy nhiên nguồn nước ngầm không phải là

vô hạn, nên nếu chỉ sử dụng nước ngầm thì đến một lúc nào đó sẽ gây ảnh hưởng xấu đến địa tầng của khu vực

Nước sau xử lý cần đảm bảo an toàn cho sử dụng Các tiêu chuẩn phải đảm bảo

an toàn về sức khoẻ, mùi vị, thẩm mỹ, và phù hợp càng nhiều càng tốt các tiêu chuẩn quốc tế Nước cấp sinh hoạt phải đảm bảo không có vi sinh vật gây bệnh, nồng độ các chất độc, các chất gây bệnh mãn tính phải đạt tiêu chuẩn Độ trong, độ mặn, mùi

vị và tính ổn định phải cao

Một số tiêu chuẩn về nước ăn uống sinh hoạt: tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch ban hành kèm theo Quyết định số 09/2005/QĐ-BYT ngày 11 tháng 3 năm 2005 của Bộ trưởng Bộ Y tế, Chất lượng nước cấp sinh hoạt TCVN 5502 : 2003

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC

2.4.1 Nguyên tắc lựa chọn nguồn nước và phương pháp xử lý nước

 Lựa chọn nguồn nước cho mục đích cấp

Chất lượng nguồn nước có ý nghĩa quan trọng trong xử lý nước, quyết định dây chuyền xử lý Do vậy trong những điều kiện cho phép, cần chọn nguồn nước có chất lượng nước tốt nhất để có được hiệu quả cao trong quá trình xử lý

 Lựa chọn phương pháp xử lý

Xử lý nước là quá trình làm thay đổi thành phần, tính chất nước tự nhiên

theo yêu cầu của các đối tượng sử dụng phụ thuộc vào thành phần, tính chất củ

nước nguồn và yêu cầu chất lượng của nước, của đối tượng sử dụng

Cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý nước dựa vào các yếu tố sau:

 Chất lượng của nước nguồn (nước thô) trước khi xử lý

 Chất lượng của nước yêu cầu (sau xử lý) phụ thuộc mục đích của đối tượng sử dụng

 Công suất của nhà máy nước

Trang 32

 Điều kiện kinh tế kỹ thuật

 Điều kiện của địa phương

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch

Chất khử trùng Chất keo

tụ

Trang 33

 Đối với nguồn nước mặt có hàm lượng cặn >2500 mg/l

Sơ đồ 2.3 Xử lý với nguồn mặt có hàm lượng cặn >2500 mg/l

 Các sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm:có thể dùng các sơ đồ sau:

Sơ đồ2.4 Xử lý với nguồn nước ngầm

Giàn mưa hay thùng quạt gió tiếp xúc Bể lắng Bể lọc nhanh

Bể phản ứng

Bể lọc nhanh

Bể lắng

sơ bộ

Bể lắng

Chất khử trùng

Trạm bơm

Bể Phản ứng

Bể lọc nhanh

Bể Trộn

Bể lắng

Hồ sơ lắng lắng

Từ nguồn tới

Chất keo

tụ

Chất khử trùng

Chất kiềm hoá

Trang 34

 Một vài sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp tại Việt Nam

 Công ty tư vấn cấp thoát nước số 2- trung tâm nghiên cứu khoa học công nghệ cấp thoát nước:

Dây chuyền công nghệ xử lý nước : đối với nguồn nước ngầm có hàm lượng sắt >

5 mg/l , pH ≥ 6,5 , chất hữu cơ tính theo oxy hoá ≤ 4 mg O2/l

Sơ đồ 2.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước của công ty cấp thoát nước số 2

 Trung tâm khoa học và công nghệ quốc gia – viện công nghệ hoá học:

Sơ đồ 2.6 Sơ đồ công nghệ CNH xử lý nước giếng nhiễm phèn

Lọc nổi V= 5m/l

Clo

tiêu thụ Bơm cấp II

Bồn xúc tác CNH

Bồn lọc

Giếng

bơm

Bồn chứa nước sạch

KATAWA 1

Nước sạch Tháp lọc hai thành phần

Tháp bẫy kết tủa trên KATAWA 2

Trang 35

 Trung tâm khai thác nước ngầm Thành Phố Hồ Chí Minh

Sơ đồ 2.8 Sơ đồ xử lý nước ngầm của Tp.HCM

Giàn mưa

trạm bơm

bể lọc nhanh

Bể trộn đứng

Bể lắng tiếp xúc

Nước Clor Nước vôi

Bể lắng ngang

Bể phản ứng

Trạm bơm cấp I (Hoá An)

Bể giao liên

Bể trộn

sơ cấp

Bể phân phối nước

Clor

Dung dịch polime Flour

vôi Clor

Clor

Dung dịch phèn

Trang 36

2.4.3 Các phương pháp xử lý nước thiên nhiên

Trong kỹ thuật xử lý nước người ta thường hay dùng các phương pháp sau:

Phương pháp cơ học: ứng dụng các công trình và thiết bị thích hợp để loại bỏ

các tạp chất thô trong nước bằng trọng lực : lắng, lọc, sử dụng quá trình làm thoáng

tự nhiên hoặc cưỡng bức để khử sắt trong nước ngầm

Phương pháp hoá học và hoá lý : sử dụng phèn để làm trong và khử màu (quá

trình keo tụ) các nguồn nước có độ đục và độ màu cao; sử dụng các tác nhân oxy hoá hoá học để khử sắt, mangan trong nước ngầm, sử dụng clo và các hợp chất của clo để khử trùng nước Một phương pháp hoá lý khác hiện nay đang trở nên phổ biến là sử dụng các loại nhựa trao đổi ion để làm mềm nước và khử các chất khoáng trong

nước

Phương pháp vật lý: điện phân NaCl để khử muối, dùng các tia tử ngoại để khử

trùng, sử dụng các màng lọc chuyên dụng để loại bỏ các ion trong nước

Đối với nước mặt mục đích xử lý chủ yếu là giảm độ đục, độ màu và loại bỏ các

ví sinh vật gây bệnh trong nước, do đó công nghệ xử lý nước mặt thường ứng dụng quá trình keo tụ –tạo bông với việc sử dụng phèn nhôm hay phèn sắt để kết tụ các hạt cặn lơ lửng trong nước tạo nên các bông có kích thước lớn hơn, sau đó lắng lọc và

khử trùng trước khi phân phối vào mạng cấp nước (sử dụng)

Đối với nước ngầm mục đích xử lý chủ yếu là khử sắt và mangan công nghệ xử

lý thường là làm thoáng tự nhiên (dàn mưa) hoặc nhân tạo (quạt gió) để oxy hoá các nguyên tố Fe2+

, Mn2+ ở dạng hoà tan trong nước thành Fe3+, Mn4+ ở dạng kết tủa sau

đó tách ra bằng quá trình lắng lọc và khử trùng

2.4.3.1 Quá trình keo

Trong nước sông suối, hồ ao, thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần

và kích thước rất khác nhau Đối với các loại cặn này dùng các biện pháp xử lý cơ học trong công nghệ xử lý nước như lắng lọc có thể loại bỏ được cặn có kích thước lớn hơn 10-4mm Còn các hạt có kích thước nhỏ hơn 10-4mm không thể tự lắng được

mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp lí cơ học kết hợp với biện pháp hoá học, tức là cho vào nước cần xử lí các chất

Trang 37

phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ

lửng có trong nước, taọ thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể

Để thực hiện quá trình keo tụ người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như : phèn nhôm Al2(SO4)3; phèn sắt FeSO4 hoặc FeCl3 Các loại phèn này được đưa

vào nước dưới dạng dung dịch hoà tan

Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hoà ion H+

thì cần phải kiềm hoá nước Chất dùng để kiềm hoá thông dụng nhất là vôi CaO Một số trường hợp khác có thể dùng là Na2CO3 hoặc xút NaOH Thông thường phèn nhôm đạt được hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước có pH = 5.57.5

Một số nhân tố cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ như: các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường

phản ứng, nhiệt độ…

Ngoài việc dùng hoá chất để đẩy nhanh quá trình lắng nước có thể dùng thực vật tự nhiên như:

- Ơ Việt Nam : xương rồng lê gai tên khoa học Opuntia elator có nhiều ở khu vực

miền Trung Việt nam, Nam Mỹ

- Hạt moringa sấy khô xay nhỏ, châu phi -An Độ

- Stychnos potatorum, vetiveria zizanoides (khus), carsamon –An Độ

- Raquet (cactus) – haiti , mỹ latinh

- Vecia fava (đậu khô), percica vulgaris(hạt đào)– bolivia và các nước khác

2.4.3.2 Quá trình lắng

Lắng nước là giai đoạn làm sạch nước sơ bộ trước khi đưa vào bể lọc Lắng là quá trình tách khỏi nước cặn lơ lửng hoặc bông cặn hình thành trong giai đoạn keo

tụ, tạo bông

Trong công nghệ xử lí nước cấp quá trình lắng được ứng dụng:

- Lắng cặn phù sa khi nước mặt có hàm lượng phù sa lớn

- Lắng bông cặn phèn/ polyme trong công nghệ khử đục và màu nước mặt

- Lắng bông cặn vôi – magie trong công nghệ khử cứng bằng hoá chất

- Lắng bông cặn sắt và mangan trong công nghệ khử sắt và mangan

Trang 38

Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bông cặn, để bông cặn tạo ra những hạt cặn to, bền chắc, và càng nặng thì hiệu quả lắng càng cao Nhiệt độ của nước càng cao, độ nhớt của nước càng nhỏ, sức cản của nước đối với hạt cặn càng giảm làm tăng hiệu quả các quá trình lắng nước

Thời gian lưu nước trong bể lắng là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của bể lắng Để đảm bảo lắng tốt thời gian lưu nước trung bình của các phân tử nước trong bể lắng phải đạt từ 70 – 80% thời gian lưu nước trong bể theo tính toán, nếu để cho bể lắng có vùng nước chết, vùng chảy quá nhanh hiệu quả lắng sẽ giảm đi nhiều

Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của bể lọc, nó mang lại hiệu quả làm việc và tính kinh tế của quá trình lọc Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổ biến nhất là cát thạch anh tự nhiên Ngoài ra còn có thể sử dụng một số vật liệu khác như cát thạch anh nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit, polymer,… các vật liệu lọc nước cần phải thoả mãn các yêu cầu sau: có thành phần cấp phối thích hợp, đảm bảo đồng nhất, có độ bền cơ học cao, ổn định về hoá học

Trong quá trình lọc người ta có thể dùng thêm than hoạt tính như là một hoặc nhiều lớp vật liệu lọc để hấp thu chất mùi và màu của nước Các bột than hoạt tính có

bề mặt hoạt tính rất lớn chúng có khả năng hấp thụ các chất ở dạng lỏng hoà tan trong nước

Bên cạnh đó lọc qua vải cũng được coi là một cách lọc nước : điển hình là ở khu vực Nam A, người ta dùng một miếng vải sari gập làm 7 hay 8 lần dùng làm tấm lọc

Trang 39

Tấm lọc bằng vải sari có thể làm giảm nguy cơ bị tả nhờ loại bỏ được các cặn rắn và

phiêu sinh vật chứa vi khuẩn tả

- Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng

- Khử sắt bằng phương pháp dùng hoá chất

- Các phương pháp khử sắt khác

Mangan trong nước ngầm thường tồn tại ở dạng Mn2+

hoà tan hoặc có thể ở dạng keo không tan Khi Mn2+ bị oxy hoá sẽ chuyển sang dạng Mn3+ và Mn4+ ở dạng hydroxit kết tủa

2Mn(HCO3)2 + O2 + H2O  2Mn(OH)4 +4H+ + 4HCO3- Trong thực tế việc khử sắt trong nước ngầm thường được tiến hành đồng thời với khử mangan

2.4.3.5 Làm mềm nước

Là khử độ cứng trong nước ( khử các muối Ca, Mg có trong nước) nước cấp cho một số lĩnh vực như công nghiệp dệt, sợi nhân tạo, hoá chất, chất dẻo, giấy,… và nước cấp cho các loại nồi hơi thì phải làm mềm nước các phương pháp làm mềm nước phổ biến như : phương pháp nhiệt, phương pháp hoá học, phương pháp trao đổi ion

Trang 40

phương pháp nhiệt, khử bằng phương pháp ion kim loại nặng,…Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng phổ biến nhất là phương pháp khử trùng bằng chất oxi hoá mạnh Các chất được sử dụng phổ biến nhất là Clo và các hợp chất của Clo vì giá thành thấp, dễ sử dụng, vận hành và bảo quản đơn giản.Quá trình khử trùng của Clo phụ thuộc vào:

 Tính chất của nước xử lý: số vi khuẩn, hàm lượng chất hữu cơ và chất khử có trong nước

 Nhiệt độ của nước

 Liều lượng Clo

Định dạng
Số trang	160
Dung lượng	8,42 MB

Tiêu đề	Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của một số loại thực vật ứng dụng trong xử lý nước
Tác giả	Lương Minh Khánh
Người hướng dẫn	Th.S Võ Hồng Thi
Trường học	Đại học Kỹ thuật Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Môi Trường
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2010
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh