Cnmt Đc_Ch.3_Các Sơ Đồ Cn Cơ Bản_11.09.11_11.09.13.Doc

CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG ĐẠI CƯƠNG CHƯƠNG 3 MỤC ĐÍCH XỬ LÍ NƯỚC NƯỚC THẢI NGUỒN THẢI VÀ CÁC SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÍ CƠ BẢN 1 Mục đích xử lí nước nước thải 1 1 Nước cấp Như đã nêu nước là nhân tố quyết định[.]

CHƯƠNG 3

MỤC ĐÍCH XỬ LÍ NƯỚC - NƯỚC THẢI

1 Mục đích xử lí nước - nước thải

1.1 Nước cấp

Như đã nêu nước là nhân tố quyết định sự sống Khi con người tìm sự sống trênsao Hoả, đối tượng đầu tiên người ta tìm là nước Con người có thể nhịn ăn 1tuần nhưng không thể nhịn khát quá ba ngày, mặc dù mỗi người chỉ cần 2,8 Lnước mỗi ngày

Tính chất quan trọng nhất của nước là khả năng hoà tan rất nhiều chất, nó là một

dung môi gần như vạn năng Chính nhờ khả năng này nước như phương tiện

vận tải cung cấp các chất cần thiết cho các quá trình sống, là nơi diễn ra cácphản ứng sinh hoá cần thiết (quang hợp, đồng hoá, dị hoá, lão hoá ) để duy trì

sự sống, đồng thời nước cũng là phương tiện vận chuyển các chất thải ra khỏikhu vực thực hiện các quá trình sống Đó là lí do vì sao khoảng 70% khối lượngsinh vật sống, kể cả cơ thể con người là nước

Đối với nước cấp cho sinh hoạt, tuỳ mức sống mỗi nước, mỗi địa phương cóđịnh mức cấp nước khác nhau Ví dụ, ở VN định mức cấp nước cho dân đô thị là

150 L/người.ngày, cho khu vực nông thôn là 40 – 70 L/người.ngày

Ở các nước phát triển, kể cả các nước xã hội chủ nghĩa ở Đông Âu và Liên Xô

cũ khoảng 80% hoặc phần lớn dân số uống nước trực tiếp từ vòi Nguồn nướccấp nghiễm nhiên được coi là an toàn Khái niệm “an toàn” ở đây được hiểu là antoàn vi sinh và không có chất độc theo các tiêu chuẩn của mỗi nước Mặc dù antoàn, ở Mĩ hàng năm vẫn xảy ra một vài tới 25 vụ bùng phát dịch bệnh có nguồngốc từ nước cấp

Cornwell Introduction to Env Engineering, 2nd Edition, McGraw-Hill Inter.Editions, 1991, p 121]:

chỉ (filariasis).

các bệnh đường ruột [EPA Administrator RE Train, Los Angeles World

Affairs Forum, Dec 16, 1976].

Các số liệu thống kê của Philadelphia từ 1890 đến 1935 cho thấy:

Với nguồn nước là nước sông thì số trường hợp mắc bệnh thương hàn thay đổikhi thay đổi công nghệ xử lí nước cấp như sau (hình 3.1):

Hình 3.1- Diễn biến bệnh thương hàn từ 1890 đến 1935 ở Philadelphia

Trục tung: số ca mắc bệnh/100.000 dân Mũi tên chỉ các tác động chính: sử dụng lọc; sát trùng bằng clo;

kiểm soát các tác nhân mang bệnh [MacKenzie L Davis; David A Cornwell, Introduction to Environmental

Engineering, McGraw-Hill Inter Ed., Second Edition, 1991, p.121]

Đối với khu vực dịch vụ, sản xuất nước cũng là tác nhân không thể thiếu Ngoàitính chất dung môi, trong sản xuất và sinh hoạt người ta còn sử dụng khả năng

tích thu-phát nhiệt của nước thể hiện qua thông số nhiệt dung Nước còn là

nguồn điện năng tái tạo khổng lồ Trong nông nghiệp cha ông ta có câu “nhấtnước, nhì phân ” điều này nói lên vị trí của nước trong sản xuất nông nghiệp.Gần đây, người ta lại phát hiện ra một số yếu tố nguy hiểm cho sức khoẻ conngười trong các nguồn nước tự nhiên:

Nhu cầu nước cho sản xuất:

 1 Tấn lúa cần 2.000 T nước

 1 Tấn bột mỳ cần 500 T nước

 1 Tấn bông cần 10.000 T nước

/tmp/jodconverter_825d69b9-8623-4017-8c38-093f492d29e8/tempfile_12996.doc 2

 1 tách cà phê cần 140 L nước

 1 cái quần bò cần 6.000 L nước

 1 vại bia cần 75 L nước

Nước thuỷ điện: tránh rác, các cặn thô

Nước nồi hơi, phát (nhiệt) điện: độ cứng, đặc biệt Si

Nước mạ điện: các ion lạ

Nước dệt nhuộm: sắt, Mn, độ cứng

Nước công nghiệp thực phẩm, đồ uống: theo TC nước ăn uống

Nước có vai trò tối quan trọng đối với văn minh loài người nên từ 1992 Liên hợp

quốc lấy ngày 22/3 hàng năm làm Ngày Nước thế giới.

Tác nhân gây ô nhiễm môi trường trong nước là các chất có khả năng chuyểnhoá thành các chất khác và các chất bền tác động đến cân bằng sinh thái trongmôi trường nước nhận

Về nguyên tắc, các chất bền trong môi trường được coi là ít độc hại nếu nó

không gây hại trực tiếp lên động, thực vật sống trong nước hoặc lên con ngườihoặc một cách gián tiếp tới con người thông qua chuỗi thức ăn Có nhiều họ chấthữu cơ bền trong môi trường nhưng có tác dụng xấu như gây các loại bệnh nan

y, đột biến gen ngay với nồng độ rất thấp Đó là một số họ chất bảo vệ thực vật,hormon, kháng sinh, dược phẩm, cùng một số hợp chất đặc thù khác khi thâm

nhập vào cơ thể người và động vật trực tiếp hoặc qua thức ăn, ví dụ điển hình làcác đioxin và nhóm POP (Persistant Organic Pollutants) khác.

Rất nhiều hợp chất gây ô nhiễm trong nước thải có khả năng chuyển hoá mạnhtrong môi trường tự nhiên thông qua các phản ứng hoá học, quang hoá, sinhhoá, khi đó chúng có thể tác động đến cân bằng sinh thái của môi trường

Các chất gây đục vô cơ (SS vô cơ) có khả năng chuyển hoá không lớn, khi tồn

tại trong nguồn nước nhận sẽ gây đục, gây hiện tượng cản ánh sáng vào nước,hạn chế sự phát triển của thuỷ thực vật sống trong đó Hậu quả là làm giảmnguồn thức ăn của thuỷ động vật, làm giảm nồng độ ôxi hoà tan trong nước doquá trình quang hợp của thực vật bị hạn chế, gây khó khăn cho hoạt động củađộng vật thuỷ sinh

Hợp chất hữu cơ khả năng sinh huỷ khi tồn tại trong nước với nồng độ lớn là

nguồn cơ chất cacbon cho các loại vi sinh vật phát triển Với các loại vi sinh vậthiếu khí, trong quá trình phát triển và hoạt động chúng tiêu thụ một lượng ôxi hoàtan (DO) khá lớn, với mật độ cao sẽ gây đục nước và khi chết chúng lắng xuốnglớp bùn đáy Trong điều kiện thiếu ôxi dưới tác dụng của các loại vi sinh vật yếmkhí sẽ tạo ra nhiều dạng hợp chất có mùi hôi (các chất có tính khử như H2S, axithữu cơ dễ bay hơi) và metan đầu độc môi trường nước và không khí vùng xungquanh (metan là khí đứng thứ hai, sau CO2, về khả năng gây hiệu ứng nhà kính)

Nitơ và photpho là hai nguyên tố cơ bản của sự sống, có mặt ở tất cả các hoạt

động liên quan đến sự sống và trong rất nhiều nghành nghề sản xuất côngnghiệp, nông nghiệp Các hợp chất chứa nitơ, photpho được gọi là thành phầndinh dưỡng trong nước thải và là đối tượng gây ô nhiễm khá trầm trọng cho môitrường Khi thải 1 kg nitơ dưới dạng hợp chất hoá học vào môi trường nước, giả

kg COD, cũng tương tự như vậy 1 kg photpho sẽ sinh ra được 138 kg COD dướidạng tảo chết [Cách tính: theo thành phần nguyên tố của sinh khối].

Trong nguồn nước nhận phú (phù) dưỡng (giàu N, P) thường xảy ra các hiệntượng: tảo và thủy thực vật khác phát triển rất nhanh, nước sẽ có màu xanh đặctrưng của tảo Vào ban ngày, khi trời nắng, quá trình quang hợp của tảo diễn ramãnh liệt Để quang hợp tảo hấp thụ khí CO2 hoặc bicarbonat (HCO3-) trongnước và nhả ra khí ôxi pH của nước tăng nhanh, nhất là khi nguồn nước nhận

có độ kiềm thấp (tính đệm thấp) vào thời điểm cuối buổi chiều, pH của một số ao,

hồ giàu dinh dưỡng có thể đạt giá trị trên 10 Nồng độ ôxi tan trong nước thường

ở mức siêu bão hoà, DO có thể tới 20 mg/L

Song song với quá trình quang hợp là quá trình hô hấp (phân huỷ chất hữu cơ đểtạo ra năng lượng, ngược với quá trình quang hợp) Trong khi hô hấp, tảo thải ra

nắng, quá trình hô hấp diễn ra mạnh mẽ gây tình trạng thiếu ôxi và làm giảm pHtrong nước Trong các nguồn nước giàu dinh dưỡng vào buổi sáng sớm, trướclúc bình minh, lượng ôxi trong nước hầu như cạn kiệt và pH có thể thấp hơn 5,5

Hiện tượng nêu trên được gọi là phú (phù) dưỡng - lượng dinh dưỡng cho thực

vật (N, P) quá cao trong môi trường nước

Thời gian hay chu kỳ sống của tảo có giới hạn, sau khi phát triển mạnh (bùng nổ

tảo hay còn gọi là nước nở hoa) tảo chết lắng xuống lớp đáy và tiếp tục bị phân

huỷ trong điều kiện yếm khí Giống loài tảo rất phong phú, trong đó có loài tảođộc (tiết ra độc tố), trong điều kiện phú dưỡng tỷ lệ thành phần tảo thường thayđổi theo chiều hướng bất lợi, hình thành nhiều loại tảo độc [C.E Boyd Pond

aquaculture water quality management, Kluver Academic Publ Boston, USA 1998]

/tmp/jodconverter_825d69b9-8623-4017-8c38-093f492d29e8/tempfile_12996.doc 4

Trong môi trường phú dưỡng, điều kiện sống (pH, DO) biến động liên tục vàmạnh là những tác nhân gây khó khăn, thậm chí là môi trường không thể sốngđối với thuỷ động vật Khi đó cân bằng sinh thái bị vi phạm: các loài ăn tảo, ăn thịt

sẽ biến mất dần, sinh khối tảo chết tích luỹ ngày một nhiều, đáy nguồn nhận sẽtrở nên yếm khí, nuớc sẽ bắt đầu bốc mùi yếm khí, nếu nguồn nhận là ao hồ tùthì ao hồ sẽ “chết” dần, đầm lầy sẽ hình thành

Tác dụng xấu của nước thải lên môi trường có khả năng chịu đựng (tự xử lí)được con người nhận biết từ lâu và luôn tìm cách hạn chế bằng các công nghệ

xử lí thích hợp Công nghệ xử lý nước thải có thể được đặc trưng bởi trình độphát triển qua các giai đoạn: xử lý sơ cấp, thứ cấp và bậc ba (phương pháp tiêntiến)

Xử lý sơ cấp (cấp I) là áp dụng các giải pháp kỹ thuật để loại bỏ các tác nhân gây

ô nhiễm có thể cảm nhận được như chất gây đục, gây mùi, gây màu hoặc nhữngvật có kích thước lớn có thể tách ra khỏi nước bằng các biện pháp cơ học Các

kỹ thuật áp dụng trong xử lý sơ cấp thường là đơn giản có giá thành vận hànhkhông cao: vớt rác, chắn rác, lắng cát (hố ga), lắng, lọc, keo tụ, sục khí để giảmbớt mùi

Xử lý thứ cấp (cấp II) là áp dụng các giải pháp kỹ thuật để loại bỏ chất hữu cơgiàu hàm lượng carbon ở dạng tan, chủ yếu là phương pháp xử lý vi sinh trongđiều kiện kị và hiếu khí

Phương pháp xử lý hiếu khí là sử dụng các tập đoàn vi sinh vật hiếu khí - loại

hoạt động trong môi trường có oxy phân tử để phân huỷ các chất hữu cơ thànhdạng không độc hại như CO2 và H2O, một phần lớn (> 90%) chất hữu cơ được visinh vật phân huỷ và sử dụng làm cơ chất để phát triển thành sinh khối (tế bào)dạng rắn, có thể dễ dàng tách khỏi nước bằng các biện pháp thích hợp như lắng(thứ cấp), lọc, ly tâm

Để vi sinh vật phát triển, chúng cần có thêm dinh dưỡng (N, P), nếu nguồn nàytrong nước thải thiếu so với nhu cầu phát triển của chúng (ví dụ theo tỉ lệ BOD:N: P = 100: 5: 1), thì nguồn dinh dưỡng được bổ xung chủ động từ ngoài vào Khinguồn dinh dưỡng dư thừa, chúng tồn tại ở dạng tan hay không tan trong nướcđóng vai trò phân bón cho thủy thực vật

Xử lý yếm khí là hiện tượng đã được biết đến từ rất lâu, tuy vậy chỉ được sử

dụng rộng rãi để xử lý nước thải vào cuối thập kỷ 70 và 80 của thế kỷ 20 saucuộc khủng hoảng năng lượng vào năm 1973 Xử lý yếm khí có giá thành vậnhành rẻ, thích hợp cho các loại nước thải có độ ô nhiễm cao, phù hợp với điềukiện ấm nóng Do lượng vi sinh hình thành (hiệu suất sinh khối) thấp nên chi phícho xử lý bùn (vi sinh) không lớn Ngoài ra, có thể thu được một lượng nhiên liệukhá cao dưới dạng khí metan hình thành trong quá trình lên men chất hữu cơ.Tuy có những ưu việt trên nhưng nước thải sau xử lý yếm khí còn chứa rất nhiềutạp chất có tính khử (hoá học) cao không đáp ứng được tiêu chuẩn thải ra môitrường Vì lý do đó nên nhiều nhà nghiên cứu xem bước xử lý yếm khí là giaiđoạn xử lý sơ cấp, nước thải sau đó cần được tiếp tục xử lý theo phương pháphiếu khí

Rất nhiều các phương án kỹ thuật được sử dụng để xử lý nước thải: kỹ thuậthuyền phù hay cố định vi sinh trên chất mang, kỹ thuật bùn hoạt tính, đĩa quay,lọc nhỏ giọt, tầng cố định, tầng giãn nở, tầng linh động (lưu thể) hoặc tổ hợp (laighép) của các kỹ thuật trên

Vào đầu thập kỷ 20, kỹ thuật bùn hoạt tính được phát triển và áp dụng khá rộng

rãi để xử lý nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt, đặc biệt đối với cáckhu vực dân cư có đông dân số

Nhận biết được mức độ gây hại của thành phần dinh dưỡng trong nước thải, vàothập kỷ 90, một loạt các nước công nghiệp đề ra chiến lược và qui định kiểm soátcác yếu tố trên Do luật định về các yếu tố trên khá ngặt nghèo và ngày càng trởnên khắt khe hơn nên các nghiên cứu cơ bản và phát triển công nghệ tập trungvào các đối tượng xây dựng các hệ thống mới đáp ứng tiêu chuẩn thải, cải tạocác hệ thống cũ đang hoạt động để nâng cấp và đạt tiêu chuẩn thải mới.

Một hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn thải về phương diện dinh dưỡng được coi là hệ

xử lý bậc ba (cấp III) hay tiên tiến và đương nhiên đã đạt trình độ xử lý sơ cấp và

bậc hai Công nghệ xử lý bậc ba phức tạp hơn nhiều so với hai bậc trước và giáthành (xây dựng, vận hành) cũng cao hơn nhiều (vài lần) Do vậy việc cải tạo các

hệ thống cũ cũng không dễ thực hiện, kể cả ở các nước phát triển giàu có Ví dụ

hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại thành phố Leipzig (CHLB Đức) được xâydựng và hoạt động được khoảng 80 năm Mất 5 năm (1996 – 2001) để nâng cấp

chuẩn xử lí bậc ba Dự kiến phải mất thêm 5 năm tiếp mới hoàn chỉnh được dự

thường khó khăn và tốn kém hơn so với xây dựng hoàn chỉnh ngay từ đầu

Sát trùng

Bảo vệ các nguồn nước khỏi các tác nhân gây bệnh đã trở thành vấn đề cấpbách của loài người, điều này chỉ có thể thực hiện được nếu ta thực hiện tốt sáttrùng các nguồn nước thải

2 Nguồn nước cấp

Nguồn nước để xử lí nước cấp cơ bản là nước tự nhiên: sông, suối, hồ, nước

ngầm Trong những trường hợp bất khả kháng có thể kể đến nước lợ, nướcmặn Ở các nước vùng ôn, hàn đới hoặc các nước giàu có về tài chính nhưngthiếu nguồn nước tự nhiên có thể tính đến nước băng tuyết

Nguồn nước của VN

Nguồn nước ngọt của VN khá phong phú, bao gồm nước mặt và nước ngầm

VN có nguồn nước mưa khá phong phú với lượng mưa trong khoảng 1500 –

1900 mm/năm Đây là nguồn nước ngọt chính cung cấp cho các sông ngòi ởnước ta Các hệ sông của VN rất phong phú, trong đó những hệ sông lớn có xuất

xứ từ nước ngoài nên thuỷ vực và trữ lượng rất lớn Tổng trữ lượng nước của

của các sông nội địa với trữ lượng là 310 tỉ m3/năm

là trên 100 tỉ m3/năm nước ta thuộc nhóm quốc gia khá về nước

Tuy nhiên cần lưu ý là nguồn nước mưa chủ yếu rơi vào tháng 5 đến tháng 10,các tháng còn lại, nhất là khu vực phía Nam rất hiếm mưa, trong khi đó hệ thống

hồ chứa nước của VN chưa phát triển nên nguy cơ thiếu nước về mùa khô làhiện hữu

Các bài trích từ TC hoạt động khoa học (tự đọc thêm):

NGUY CƠ VỀ NƯỚC NGỌT

"Thiếu nước ngọt sẽ là nguyên nhân của nhiều cuộc chiến tranh trong thế kỷ tới” Đó là một trong những lời cảnh báo khi tình trạng thiếu nước xảy ra Thiếu nước có rất nhiều nguyên nhân, nổi bật là

do sự bùng nổ dân số, sự lãng phí nước, sự phân bố không đồng đều về nguồn tài nguyên nước, sự

ô nhiễm nguồn nước Nước là một thứ hàng hóa quý giá trong sự phát triển bền vững của xã hội và

là nguồn tài nguyên có hạn, nếu chúng ta không quản lý và xử lý tốt nguồn nước thì đến một lúc nào

đó những vấn đề cảnh báo về nước sẽ trở thành hiện thực.

"Không có nước thì không có sự sống" - câu nói này đã quá quen thuộc đối với mỗi người chúng ta, nói cách khác là nó "xưa như trái đất" vậy "Nước cũng có nghĩa là sự khác nhau giữa sự sống và cái chết Đã đến /tmp/jodconverter_825d69b9-8623-4017-8c38-093f492d29e8/tempfile_12996.doc 6

lúc chúng ta phải xem xét tài nguyên nước theo cách như chúng ta đã từng xem xét vấn đề năng lượng trong những năm 70" (Thông điệp của UNEP nhân ngày quốc tế về nước 22/3/1996) Hơn thế, nước còn là một tài nguyên không gì thay thế, bởi vì cho đến ngày nay - con người chưa tìm được chất gì thay thế cho nước.

Tuy nhiên, không phải tất cả mọi người trên trái đất đều nhận thức được rằng nguồn nước ngọt dành cho cuộc sống của chúng ta trên trái đất này là hữu hạn và loài người chúng ta đang lâm vào tình trạng thiếu nước dùng cho sinh hoạt, ở nhiều nơi thiếu nước một cách nghiêm trọng

Trái đất của chúng ta với 3/4 diện tích là mặt nước bao phủ, nhưng có tới 96,5% lượng nước là nước mặn nằm trong các đại dương và một phần rất lớn là nước đóng băng ở hai cực của trái đất Lượng nước ngọt

có thể dùng cho sinh hoạt và tưới cho cây trồng chỉ chiếm 2,53% trong tổng lượng nước có trên trái đất Nguồn tài nguyên nước trong thiên nhiên là có hạn, và được phân bố không đều trên hành tinh: Vùng Ả Rập luôn luôn khô hạn, lượng mưa hàng năm rất nhỏ Vùng nhiệt đới châu Phi lại khác, ở đây lượng mưa hàng năm thường rất lớn (5.000.mm) Vì vậy, nguồn tài nguyên nước bình quân đầu người của các nước trên thế giới không đều nhau Một số nơi có lượng nước bình quân đầu người cao như Canađa, Hà Lan, bang California của Mỹ Một số vùng lại thiếu nước trầm trọng như các sa mạc ở châu Phi, vùng Trung Đông, Ai Cập Trung Quốc đất rộng người đông, lượng nước phân bố không đều và cũng là một quốc gia thiếu nước.

Một nguyên nhân gây ra nguy cơ rất lớn về nước là lượng nước được dùng ngày càng tăng lên đáng kể bởi dân số bùng nổ - hơn nữa để nuôi sống được số lượng người tăng nhanh thì lượng nước dùng cho công nghiệp và nông nghiệp cũng phải tăng Những năm đầu thế kỷ XX, dân số toàn cầu có khoảng 1,6 tỷ người, hiện nay 6 tỷ, năm 2020 khoảng 12,5 tỷ người Như vậy, lượng nước dùng cho sinh hoạt sẽ tăng vọt Dân

số tăng nhanh, lượng nước dùng nhiều lên khiến cho lượng nước bình quân đầu người ngày càng giảm mạnh (từ 3.000 m 3 /1 người nay chỉ còn 2.280 m 3 /1người) Lượng nước dùng cho nông nghiệp tăng đáng kể

vì diện tích đất canh tác cần được tưới nước trong thế kỷ XX tăng gấp 5 lần so với thế kỷ trước Thêm vào

đó, mùa màng đã được tăng 3-4 vụ/năm thay vì 1 vụ/năm - nghĩa là, lượng nước tưới cũng cần tăng lên 3-4 lần Hiện nay, các vùng thiếu nước trên trái đất chiếm tới 60% diện tích châu lục - có hơn 100 quốc gia và khu vực thiếu nước ở các mức độ khác nhau Hà Lan là một nước có hệ thống đê biển và diện tích nông nghiệp khổng lồ, ngày nay cũng bắt đầu lâm vào tình trạng thiếu nước Một nửa diện tích đất canh tác của Ai Cập có nguy cơ bị chua mặn vì thiếu nước, bởi lẽ: Mực nước của sông Nin - "thần nước" của nền văn minh

ai Cập ngày nay đã tụt xuống 90 cm so với trước đây.

Theo ông Sandra Postel (Mỹ): "Nước ngày một đắt, và càng ngày càng hiếm hơn" Do đó, chúng ta cần phải học cách tiết kiệm nước.

Con người gây ra sự ô nhiễm nguồn nước cũng là một nguyên nhân rất cơ bản của nguy cơ về nước, làm cho nguồn tài nguyên vốn đã rất hạn chế này lại càng thêm thiếu hụt Nước bị ô nhiễm do nước thải sinh hoạt hàng ngày, hoặc do nước thải bệnh viện Phần lớn số nước thải này không được xử lý và chảy vào các dòng sông Mặt khác, nước thải công nghiệp là nguồn ô nhiễm lớn nhất đối với tài nguyên nước: Mỗi năm có khoảng 500 tỷ tấn nước thải vào khu vực nước thiên nhiên và cứ 10 năm thì lượng nước thải này lại tăng gấp đôi.

Nguy cơ về nước mang lại nhiều hậu quả nghiêm trọng cho sự phát triển xã hội và cho đời sống con người Lượng nước ít, chất lượng nước xấu đi khiến cho vấn đề sản xuất lương thực ngày càng trở nên gay gắt và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người ở các nước đang phát triển, có tới 60% số người thiếu nước sạch và 80% bệnh tật có liên quan đến nguồn nước nhiễm bẩn Trên thế giới, mỗi ngày có 25.000 người, mỗi năm có 25 triệu trẻ em bị chết vì phải dùng nước bẩn.

Nguy cơ về nước đang uy hiếp sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người, nó là vấn đề bức thiết nhất của tất cả các nước trên thế giới hiện nay Nhiều người dự đoán rằng thiếu nước ngọt sẽ là nguyên nhân của nhiều cuộc chiến tranh trong thế kỷ tới "Bất kỳ là nước công nghiệp hóa hay là nước đang phát triển, việc thiếu nước đang trở thành một hiện tượng phổ biến Thế giới đang đứng trước nguy cơ thiếu nước trên phạm vi toàn cầu" (Liên hợp quốc, 3/1994).

Trong thế kỷ tới, nước ngọt sẽ ít đi, sẽ trở nên đắt đỏ hơn Chính vì vậy, sự nhận thức về việc điều tiết, quản

lý nguồn nước ngọt một cách thông minh, khoa học nhất ngay từ bây giờ là một vấn đề hết sức nghiêm túc đặt ra cho cả loài người Hiện nay một số nước đang thi hành các đối sách giải quyết vấn đề nguy cơ về nước, đó là:

- Ra sức nâng cao hiệu quả sử dụng nước, nhất là nước dùng cho nông nghiệp và công nghiệp - hết sức tiết kiệm và đạt hiệu quả cao nhất

- Sử dụng nguồn nước bẩn thông qua việc xử lý làm sạch để dùng lại nhằm tiết kiệm nước và phần nào cải thiện môi trường.

- Làm sạch hóa để đề phòng ô nhiễm - đây là kế sách mà giá thành thấp, hiệu quả lại cao.

ở Việt Nam chúng ta, từ xa xưa đã có câu "Nhất nước" để nói đến tầm quan trọng của nước đối với sự sống

và nhất là đối với sự phát triển nông nghiệp vì nước ta vẫn đang là nước nông nghiệp Tình trạng nguồn nước của chúng ta cũng không nằm ngoài tình trạng chung của thế giới Nước ta lắm sông, nhiều hồ nhưng ngày nay nguồn tài nguyên ấy cũng đang cạn kiệt dần và bị ô nhiễm Nhiều nơi trên đất nước ta, nhất là vùng núi cao, vùng Tây Nguyên, các đô thị đang quá thừa nước bẩn nhưng rất thiếu nước sạch dùng cho sinh hoạt ý thức tiết kiệm tài nguyên nước trong nhân dân còn chưa cao Trước những lời cảnh báo về

nguy cơ nước của các nhà môi trường học thế giới, chắc chắn chúng ta phải có cách nhìn, cách xử lý khoa học hơn, khôn ngoan hơn để bảo vệ nguồn tài nguyên ít ỏi và quý giá này.

DỰ BÁO VỀ NGUY CƠ THIẾU NƯỚC TRONG TƯƠNG LAI GẦN Ở NƯỚC TA

Nước không chỉ là tài nguyên mà là một trong những thành phần môi trường để duy trì sự sống trên trái đất Nước ta có nguồn tài nguyên nước khá dồi dào Tuy nhiên do phân bố không đều, việc sử dụng và nhiều nguyên nhân khác, sức ép về nước ở nước ta trong tương lai gần là có thể nhìn thấy được.

Nước là nguồn tài nguyên rất cần thiết cho sự sống trên trái đất Nước không chỉ là tài nguyên mà còn là một trong những thành phần môi trường để duy trì sự sống Các nền văn minh lớn của nhân loại cũng sớm nảy nở trên các con sông lớn - Văn minh Lưỡng Hà ở Tây á, văn minh Ai Cập ở hạ lưu sông Nin, văn minh sông Hằng ở ấn Độ, văn minh Hoàng Hà ở Trung Quốc, văn minh sông Hồng ở Việt Nam và ngày nay người ta khám phá thêm nhiều khả năng to lớn của nước đảm bảo cho sự phát triển của nền văn minh nhân loại hiện tại cũng như trong tương lai: Nguồn cung cấp thực phẩm và nguồn nguyên liệu công nghiệp dồi dào Nước đã được coi là một “khoáng sản” đặc biệt, vì tàng trữ năng lượng lớn, lại hoà tan nhiều vật chất, phục vụ cho nhu cầu nhiều mặt của con người.

Theo đánh giá của Lơvôvít (1974) và một số tác giả khác (Baumgartner và Reichel 1975) tổng trữ lượng nước tự do trên trái đất là 1,3 đến 1,4x10 9 km 3 , trong đó 96,7 đến 97,3% là nước đại dương với độ khoáng hóa 35g/L Nước ngọt, tức là nước có độ khoáng hóa dưới 1 g/L chỉ chiếm 2,5 đến 2,7% tổng trữ lượng nước tự do Thêm vào đó, có từ 69 đến 77% lượng nước ngọt lại nằm trong các băng hà, các lớp tuyết và băng ngầm dưới đất ở các vùng đông kết vĩnh viễn chỉ còn 23 đến 30% lượng nước ngọt có vai trò quan trọng trong việc bảo tồn sự sống trên hành tinh, đó là lượng nước ngọt trong các sông, hồ, suối, trong khí

ẩm và trong lòng đất.

Nước ngọt nằn trong các băng hà và tuyết vĩnh viễn tới 24,3x10 9 km 3 Cho đến nay, lượng nước ngọt trong băng hà thực tế chưa có vai trò gì; tuy nhiên người ta cũng đã nghĩ đến một khả năng sử dụng lượng nước ngọt dự trữ này trong tương lai Trữ lượng nước ngọt dưới đất khoảng 10,5x10 6 km 3 , tập trung trong các lỗ hổng và khe nứt của đá nằm tới độ sâu 150 đến 200 m, dưới độ sâu này nước bị nhiễm mặn.

ở nước ta, tài nguyên nước mặt bao gồm nước trong các sông suối, ao, hồ Tổng lượng nước

thống sống Hồng là 44,12x10 9 m 3 /năm và qua hệ thống sông Cửu Long khoảng 500x10 9 m 3 /năm.

mưa rơi trên lãnh thổ Tham gia vào trữ lượng nước mặt, ngoài các dòng chảy còn phải kể đến lượng nước trong các hồ chứa (nhân tạo và tự nhiên) Hiện nay thống kê được trên 3.600 hồ,

là tưới được 477.000 ha gieo trồng và sử dụng để phát điện được khoảng 3.594 MW (theo công suất lắp máy).Các hồ còn có giá trị thực tiễn khác to lớn hơn như được sử dụng với nhiều mục tiêu: Điều hòa dòng chảy, phục vụ tười tiêu, cấp nước, phát điện, vận tải thủy, nuôi cá và tạo cảnh quan phục vụ du lịch.

Nước dưới đất (nước ngầm) theo đánh giá của ngành địa chất, tiềm năng nước ngầm của ta khá phong phú,

tổng trữ lượng động thiên nhiên (lưu lượng dòng ngầm ở một mặt cắt nào đó của tầng chứa nước) của toàn lãnh thổ (không kể hải đảo) đạt tới 1.513 m 3 /S, xấp xỉ 15% tổng lượng nước mặt trên lãnh thổ Tuy nhiên, tài nguyên nước ngầm phân bố rất không đều theo các vùng khác nhau Trữ lượng khai thác nước ngầm

đã thăm dò là 1,2 x10 6 m 3 /ngày, thăm dò sơ bộ là 15 x10 6 m 3 /ngày Ngoài ra trong tài nguyên nước ngầm còn có các dạng đặc biệt khác.

Tài nguyên nước ở nước ta được sử dụng chủ yếu phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt, còn cho các nhu cầu khác chiếm tỷ lệ ít hơn.

Nước ta có 7,3 triệu hecta đất nông nghiệp, trong đó đất trồng lúa chiếm 82% Hiện nay cả nước có 75 hệ tống thủy nông lớn, vừa và nhiều hệ thống nhỏ, có trên 3.600 hồ, đập, 1.000 cống tiêu lớn, 2.000 trạm bơm lớn Đến nay đã tưới cho 2.320.000 ha lúa đông xuân, 1.340.000 ha lúa hè thu và 1.740.000 ha lúa mùa Diện tích được tưới cả năm trên 5 triệu hecta.

Nước ta có nguồn thủy điện lớn, trữ lượng lý thuyết tới 300 tỷ kWh, trữ năng kinh tế là 90 đến 100 tỷ kWh Đến nay khai thác đạt công suất 3.510 MW, trong đó miền Bắc là 2.220 MW, miền Trung 235 MW, miền Nam 1.055 MW.

Về cấp nước đô thị, ở nước ta có khoảng 500 đô thị (80 đô thị từ thị xã trở lên còn lại là thị trấn, thị tứ) với số dân khoảng 15 triệu người, trong đó 116 đô thị có hệ thống cấp nước, với lượng nước cấp sinh hoạt trung bình đạt 40 - 50 lít/người/ngày đêm; nhưng số được cấp nước sạch chưa đến 70% Tổng lượng nước cấp cho các đô thị khoảng 1.900.000 m 3 /ngày, trong đó 3/5 sử dụng nguồn nước mặt và 2/5 sử dụng nguồn nước ngầm Với tốc độ tăng trưởng kinh tế- xã hội như hiện nay, quá trình độ thị hóa sẽ diễn ra mạnh mẽ, dân số tại các đô thị này vào năm 2010 sẽ tăng 30 đến 35% Do đó nhu cầu về nước sẽ tăng lên mạnh mẽ Theo dự tính, hàng năm sẽ tăng lên khoảng 231.500 m 3 /ngày.

Về cấp nước nông thôn Hiện nay có khoảng 80% dân số (khoảng 64 triệu người) đang sống ở nông thôn, nhu cầu dùng nước sinh hoạt cũng rất lớn Tính đến nay số dân nông thôn được cấp nước sạch mới đạt khoảng 20,5% (13 triệu người), trong đó nước được lấy từ các giếng khoan UNICEF chiếm khoảng 13,6%.

Tỷ lệ dân cư được cấp nước sạch ở các vùng khác nhau: Vùng ven biển 18%, vùng đồng bằng 25%, vùng /tmp/jodconverter_825d69b9-8623-4017-8c38-093f492d29e8/tempfile_12996.doc 8

trung du 28%, vùng núi 5% Trong tương lai, nhu cầu về nước sinh hoạt nông thôn ngày càng tăng nhanh,

dự tính đến năm 2010 lượng nước yêu cầu sẽ lên đến 4,5 đến 5 triệu m 3 /ngày.

Việc khai thác quá mức nước dưới đất đã gây ra sự suy giảm về lưu lượng làm hạ thấp mực nước ở các công trình khai thác Nhiều giếng đã bị tụt mực nước từ 10 đến 20 m và lưu lượng giảm đi một nửa so với ban đầu.

1 Tình hình sử dụng và nguy cơ ô nhiễm môi trường nước.

Sử dụng nước ngầm thường dẫn đến sự suy giảm lưu lượng và hạ thấp mực nước, đặc biệt những vùng khai thác tập trung với qui mô lớn, như ở thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội và một số đô thị khác được biểu hiện rõ rệt bởi các dấu hiệu:

- Hiện tượng xâm nhập nước mặn (hay gọi là nhiễm mặn) khá phổ biến ở các vùng ven biển nước ta Do chế độ khai thác không hợp lý, lượng nước khai thác vượt quá khả năng cung cấp của tầng chứa nước, làm cho nước mặn xâm nhập vào phá hỏng tầng chứa nước ngọt Hiện tượng này đã xảy ra ở các vùng ven biển như Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Thanh Hóa, Huế, Đà Nẵng, Tiền Giang, Bến Tre, Minh Hải, Kiên Giang

- Hiện tượng lún đất do khai thác nước ngầm với dung lượng lớn ngày càng gia tăng, mực nước động bị hạ thấp có khi sâu hàng chục mét Do đó một số nơi đã xảy ra hiện tượng lún đất, làm nứt hoặc biến dạng bề mặt đất gây hư hại công trình Hiện tượng này đã xuất hiện một số nơi ở Hà Nội Năm 1993 Hà Nội đã xây dựng 6 trạm quan trắc lún nằm rải rác trên địa bàn Hà Nội như Ngọc Hà, Pháp Vân, Lương Yên, Mai Dịch Với kết quả nghiên cứu bước đầu (1994 đến 1997) tại trạm đo biến dạng lún thực nghiệm số 1 Ngọc Hà (với mốc chuẩn đặt ở độ sâu 92,35m, độ chính xác đạt 0,01mm) đã cho thấy tại khu vực này, biến dạng lún bề mặt có quan hệ tuyến tính với độ hạ thấp mực nước ngầm; tại trạm Pháp Vân cho thấy mặt đất bị lún từ 20 đến 30mm Đây là vấn đề cần được quan tâm theo dõi để có cơ sở đề xuất các biện pháp phòng chống có hiệu quả.

Sử dụng nước mặt, hệ thống dòng chảy ở nước ta đã được sử dụng khá rộng rãi vào các mục đích cấp nước, phát điện, nuôi trồng thủy sản, giao thông vận tải, du lịch với nhiều hình thức như đắp đập tạo hồ chứa, trạm bơm, xây dựng kênh mương Các hoạt động kinh tế nói trên đã gây nhiều tác động đến môi trường nước nói chung, được biểu hiện rõ rệt bởi các dấu hiệu:

- Bồi lắng trầm tích: Các sông hầu hết có lượng bùn cát cao và tăng nhanh vào mùa lũ, vì vậy đã gây ra quá trình bồi lắng ở các hồ chứa, hoặc các vùng cửa sông ven biển làm giảm tuổi thọ công trình hoặc gây cản trở dòng chảy, giao thông thủy và cũng là nguyên nhân gây ra lũ lụt.

- Ngập lụt thường xảy ra vào mùa mưa lũ kết hợp với các thiên tai khác như bão, áp thấp nhiệt đới, lũ quét,

lũ ống, lũ bùn đá, gây nhiều thiệt hại về người và của.

- Động đất kích thích thường xảy ra ở những nơi xây dựng đập cao (lớn hơn 90m) với dung tích hồ chứa trên 1 tỷ mét khối Đập thủy điện Hòa Bình đã vượt quá giới hạn nêu trên (đập cao tới 120 m, dung tích hồ chứa trên 9x10 9 m 3 ) đã gây ra các trận động đất kích thích vào thời gian đầu của việc tích nước.

- Ngập đất và di dân: Khi xây dựng các hồ chứa, một vùng đất với diện tích đáng kể, hầu hết là đất canh tác, đất dân cư cùng với các kết cấu hạ tầng kèm theo trong đó có cả những di sản văn hóa sẽ biến thành lòng

hồ Do vậy, phải kiên quyết vấn đề tái định cư dân chúng ở vùng hồ đến một nơi khác Đây là vấn đề kinh tế

- xã hội hết sức phức tạp và tế nhị Thực tế của công trình thủy điện Hòa Bình đã gần 20 năm rồi nhưng giải quyết vấn đề tái định cư vẫn chưa được ổn định Điều đó gây tác động xấu đến sức khỏe, sự ổn định của cộng đồng Sự hình thành các hồ chứa đã gây ra sự biến đổi khí hậu, làm tăng độ ẩm không khí, thay đổi động thái nước ngầm, tạo điều kiện cho sinh vật phát triển trong đó có vi sinh vật có lợi và vi sinh vật gây bệnh truyền nhiễm.

Để tận dụng lợi thế về cấp thoát nước, các thành phố, thị xã, các xí nghiệp đều xây dựng và phát triển gần các sông lớn và các vùng ven biển Nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất của các ngành công, nông nghiệp đã xử lý và phần lớn là chưa được xử lý đều xả trực tiếp vào các sông và trở thành nguồn gây ô nhiễm môi truờng nước:

- Nước thải sinh hoạt từ các đô thị, khu dân cư (từ các hộ gia đình, các khách sạn, các bệnh viện, ) chứa đựng tất cả các chất thải trong quá trình sinh hoạt của con người Đặc điểm chung của loại nước thải này là chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao như cácbon hyđrat, prôtein, dầu mỡ các chất này đều dễ bị sinh vật

và vi sinh vật phân hủy, gây ô nhiễm môi trường và có nguy cơ gây bệnh truyền nhiễm.

- Nước thải sản xuất từ các nhà máy, xí nghiệp và các cơ sở sản xuất (kể cả các loại nước làm nguội, nước rửa nguyên liệu hoặc nước thải từ các cơ sở khai thác) Nước thải công nghiệp không có đặc điểm chung, thành phần tính chất của nó phụ thuộc vào đặc điểm và qui trình công nghệ của từng lĩnh vực, từng ngành sản xuất như nước thải của xí nghiệp chế biến thực phẩm chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy, nước thải của nhà máy thuộc da chứa nhiều chất hữu cơ gây thối rữa, nước thải của xí nghiệp dệt nhuộm có nhiều chất hoạt tính bề mặt, chất tẩy rửa, các loại mầu

Công nghiệp nước ta phát triển ở trình độ thấp và tính tập trung chưa cao, nhưng lại là nguồn gây ô nhiễm chính cho môi trường hiện nay.

2 Dự báo về nhu cầu và nguy cơ thiếu nước trong tương lai gần ở Việt Nam

Theo các kết quả tính toán về nhu cầu cấp nước thì đến năm 2000, tổng nhu cầu nước cho phát triển lên đến 100x10 9 m 3 và đến năm 2010 là 130x10 9 m 3 tương ứng với tổng lượng nước chảy qua lãnh thổ Việt Nam ở mức đảm bảo 75%.

Theo các tính toán cân bằng giữa cung và cầu về mùa kiệt cả nước và từng vùng thì các kết quả cho thấy năm 2000, lượng nước cần là 40% tổng lượng nước dòng chảy mùa kiệt và nhiều vùng vượt 50% tổng khả năng dòng chảy kiệt như đồng bằng vùng trung du Bắc Bộ 56%, đồng bằng sông Mã 56%, Hà Tĩnh 56%, Quảng Trị 67%, Quảng Ngãi 66%, Bình Định 72%, Khánh Hòa 87%, Gia Rai 52%, Đắc Lắc 57%, Bình Thuận 26,2%, Ninh Thuận 92%, Đông Nam Bộ 43%, Đồng bằng sông Cửu Long 33%.

Đối chiếu với tiêu chuẩn về sự thiếu nước của Tổ chức khí tượng thế giới và UNESCO thì sức ép về thiếu nước chia ra 4 mức qua phần trăm lượng nước dùng so với tổng lượng nước có được:

- Chưa có sức ép: Khi mới khai thác dưới 10% lượng nước có được.

- Sức ép trung bình: Khi mức khai thác từ 10-20% lượng nước có được Nước trở thành nhân tố giới hạn của sự phát triển Phải cố gắng giảm nhu cầu và phải đầu tư để tăng mức nước cung cấp.

- Sức ép từ trung bình đến cao: Khi mức khai thác từ 20-40% lượng nước có được Cần phải quản lý chặt chẽ nguồn nước cho sự phát triển và quan tâm đủ nước cho sự bảo tồn các hệ sinh thái nước.

- Sức ép cao: Khi nước dùng vượt 40% lượng nước có được Sự thiếu nước gay gắt vượt quá khả năng tái sinh, phải tìm kiếm nguồn nước khác.

Như vậy đến năm 2010 nhiều vùng ở nước ta đã phải chịu sức ép về thiếu nước từ trung bình đến cao, đặc biệt trong các tháng mùa cạn Đây mới chỉ xét về lượng nước có được với điều kiện không bị ô nhiễm và có

đủ chất lượng đảm bảo cho việc dùng nước của các ngành.

Nhìn chung tài nguyên nước ở nước ta khá dồi dào, nhưng lượng nước có thể chủ động sử dụng được chỉ khoảng 325x10 9 m 3 /năm (xấp xỉ 6000 m 3 /người/năm) thì cũng chưa phải là nước giàu tài nguyên nước Hiện nay mới chỉ sử dụng được khoảng 20 đến 30%, tuy nhiên nguồn nước phân phối rất không đều theo thời gian giữa các mùa trong năm và theo không gian giữa các vùng trên toàn lãnh thổ, điều này gây những bất lợi trong sử dụng nước Nước thừa trong mùa lũ, thiếu trong mùa khô, một số nơi không có đủ nước để cung cấp cho nhu cầu tối thiểu.

Lượng nước sử dụng tính cho đầu người ở nước ta còn thấp Tuy nhiên, hiện tượng khan hiếm nước (cho sinh hoạt và tưới) vào mùa khô đã xảy ra ở các vùng duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Đông Nam

Bộ Những năm gần đây, khu vực sông Đồng Nai nước đã được khai thác đến mức 45 đến 50% tổng trữ lượng nước của mùa cạn Hiện nay, cả nước ta đang bước vào thời kỳ đẩy mạnh CNH, HĐH, nhu cầu sử dụng nươc của nhiều đối tượng trong tất cả các lĩnh vực trên tất cả các địa bàn đều tăng lên nhanh chóng, bài toán cân đối nước sẽ đứng trước những thách thức mới.

Tiền Phong, Thứ Ba, 27/02/2007, 19:52

50 năm nữa, VN sẽ bị thiếu nước trầm trọng

Đây là kết luận của Bộ TN-MT tại Hội nghị Kiểm điểm công tác quản lý tài nguyên và môi trường ngày 27/2 Theo đó, tài nguyên nước của Việt Nam ẩn chứa nhiều yếu tố không bền vững

Điều này là do phần nước mặt từ ngoài lãnh thổ chảy vào nước ta chiếm khoảng 63% lượng nước với trên 70% diện tích lưu vực của các hệ thống sông ngòi

Sự biến đổi của khí hậu toàn cầu sẽ dẫn đến sự suy giảm nguồn nước Các kết quả nghiên cứu gần đây ở Việt Nam cho thấy tổng lượng nước mặt của nước ta vào năm 2025

chỉ bằng khoảng 96% Đến năm 2070 xuống còn khoảng 90% và

năm 2100 chỉ còn khoảng 86% so với hiện nay.

Lượng nước mặt bình quân đầu người hiện nay ở nước ta đạt

khoảng 3.840 m 3 /người/năm Nếu tính tổng lượng tài nguyên nước

sông ngòi ở Việt Nam (kể cả tài nguyên nước từ ngoài chảy vào) thì

bình quân đạt 10.240 m 3 /người/năm

Với tốc độ phát triển dân số như hiện nay thì đến năm 2025 lượng

nước mặt tính bình quân đầu người ở nước ta chỉ đạt khỏang 2.830

m 3 /người/năm Tính cả lượng nước từ bên ngoài chảy vào thì bình

quân đạt 7.660 m 3 /người/năm.

Theo chỉ tiêu đánh giá của Hội tài nguyên nước quốc tế (IWRA),

quốc gia nào có lượng nước bình quân đầu người dưới 4.000

m 3 /người/năm là quốc gia thiếu nước Như vậy nếu chỉ tính riêng

lượng tài nguyên nước mặt sản sinh trên lãnh thổ nước ta thì ở thời điểm hiện nay nước ta đã thuộc số các quốc gia thiếu nước và Việt Nam sẽ gặp phải rất nhiều thách thức về tài nguyên nước trong tương lai gần Cũng theo một quan chức của Bộ Tài nguyên Môi trường, tài nguyên nước tại Việt Nam phân bố không đều giữa các vùng Trên 60% nguồn nước sông tập trung ở khu vực ĐBSCL (lưu vực sông Mê Kông) trong khi toàn phần lãnh thổ còn lại chỉ có gần 40% lượng nước nhưng lại chiếm tới gần 80% dân số cả nước và trên 90% khối lượng hoạt động sản xuất kinh doanh, dịch vụ.

Đặc biệt các địa phương vùng miền Đông Nam Bộ và lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn, lượng nước bình quân đầu người chỉ đạt khoảng 2.900 m 3 / người/năm, bằng 28% so với mức trung bình của cả nước

Bên cạnh đó, tài nguyên nước của Việt Nam cũng phân bố không đều theo thời gian trong năm và giữa các năm Lượng nước trung bình trong 4 đến 5 tháng mùa mưa chiếm khoảng 75 – 85% trong khi những tháng mùa khô (kéo dài đến 7- 8 tháng) lại chỉ có khoảng 15 – 25 % lượng nước của cả năm.

/tmp/jodconverter_825d69b9-8623-4017-8c38-093f492d29e8/tempfile_12996.doc

Tài nguyên nước tại Việt Nam đang suy giảm nghiêm trọng (ảnh minh họa)

10

Theo đỏnh giỏ của cỏc nhà nghiờn cứu, tốc độ tăng trưởng kinh tế cao khụng đi đụi với làm tốt cụng tỏc bảo

vệ mụi trường đó gõy ra những ảnh hưởng tiờu cực tới tài nguyờn nước ở nước ta Tỡnh trạng ụ nhiễm nguồn nước mặt ngày càng tăng cả về mức độ và quy mụ Nguồn nước dưới đất ở nhiều đụ thị, một số khu vực đồng bằng đó cú biểu hiện ụ nhiễm do cỏc chất hữu cơ khú phõn hủy và hàm lượng vi khuẩn cao Cỏc biểu hiện suy thoỏi, cạn kiệt nguồn nước dưới đất đang trở nờn rừ rệt và phổ biến ở nước ta.

Cũng theo cảnh bỏo của cỏc nhà khoa học, với những đặc điểm về tớnh khụng bền vững của tài nguyờn nước ở nước ta, cụng tỏc quản lý nhà nước đối với nguồn tài nguyờn quý bỏu này cần phải được tăng cường ở tất cả cỏc cấp ngay từ bõy giờ trước khi quỏ muộn

Phạm Tuyờn Đỏnh giỏ cỏc nguồn nước của VN

2.2.1 Nguồn nớc mặt

1 Nớc sông Phân bố và L– Phân bố và L u lợng

Nớc ta có mạng lới sông ngòi khá dầy đặc, trong đó phải kể tới các sông lớn, trong đó có hệ sông

Mê Kông tầm cỡ lớn nhất thế giới, tiếp theo là hệ sông Hồng, Đồng Nai, sông Mã, sông Cả, sông Hơng, sông Thái Bình, sông Thu Bồn , với diện tích lu vực mỗi sông đếu trên 10.000 km 2

Lợng ma trung bình hàng năm 1960 mm, tạo ra lợng nớc mặt tái tạo đợc khoảng 324 km 3 /năm

Mật độ sông suối khác biệt giữa các vùng (nhỏ: 0,3 km/km 2 , trung bình: 0,6 km/km 2 , lớn: 4 km/km 2 ) phụ thuộc vào điều kiện địa hình, khí hậu của từng địa phơng Có thể phân cấp mật độ sông suối trên lãnh thổ Việt Nam theo năm cấp nh sau:

Cấp 1: Mật độ khoảng 4 km/km2 với đặc điểm sông ngòi phát triển dày đặc, đó là các khu vực

Đông Nam đồng bằng châu thổ sông Hồng, sông Thái Bình và đồng bằng sông Cửu Long).

Cấp 2: Mật độ từ 1,5 đến 2 km/km2 phân bố ở những khu vực có lợng ma lớn, nền đất đá ít thấm nớc nh vùng Móng Cái, Tây Côn Lĩnh, Hoàng Liên Sơn, Đèo Ngang.

Cấp 3: Mật độ từ 1 đến 1,5km/km2 phân bố ở vùng ma tơng đối lớn nh vùng Hà Giang,Tuyên Quang, Bắc Cạn,Thái Nguyên, Đông Triều, Bảo Lộc

Cấp 4: Mật độ từ 0,5 đến 1 km/km2 phân bố xen kẽ trên khắp lãnh thổ Đó là những vùng có lợng

ma trung bình từ 1600 mm đến 1800 mm với địa hình đồi núi thấp hoặc đồng bằng duyên hải.

Cấp 5: Mật độ từ 0,3 đến 0,5 km/km2 phân bố ở vùng Đồng Văn, Mộc Châu, Bắc và Trung Tây Nguyên, Bình Thuận, Ninh Thuận Đây là những vùng ít ma, độ bốc hơi lớn với địa tầng là đất đá phong hoá, cát, đá vôi.

Số liệu về chiều dài và diện tích, lu lợng các sông lớn có thể tham khảo bảng 3.1, 2

Bảng 3.1- Chiều dài và diện tích lu vực các sông chính

TT Hệ thống sông Chiều dài (km)

Diện tích lu vực, km 2

Ghi chú Toàn bộ Trong nớc Ngoài nớc

Ghi chú :* Không kể phần Tây Ngguyên.

Nguồn : Định hớng phát triển cấp nớc đô thị đến năm 2020.

Hiện nay, hơn 60 % tổng công suất các trạm cấp nớc tại các đô thị và khu công nghiệp trên cả

n-ớc dùng nguồn nn-ớc mặt với tổng lợng nn-ớc khoảng 3 triệu m 3 /ngày, con số này còn tăng lên nhiều trong những năm tới nhằm cung cấp cho các đô thị và khu công nghiệp ngày càng mở rộng và phát triển Các hệ thống cấp nớc dùng nớc mặt chủ yếu lấy từ các sông Hồng cấp nớc cho các thị xã Lào Cai, Yên Bái (cũ) Phú Thọ, Hng Yên (Dự án mở rộng nâng công suất) Nam Định, Thái Bình, sông Đà (Dự án xây dựng nhà máy nớc công suất 600.000 m 3 /ngày cung cấp cho chuỗi đô thị Hoà Lạc, Xuân Mai, Miếu Môn, Sơn Tây, Hà Đông, trục đờng cao tốc Láng – Hoà lạc, vành đai

3 Hà Nội), sông thu Bồn, sông Đồng Nai để cung cấp cho các thành phố Đà Nẵng, thành phố HCM và một số thị xã, khu công nghiệp, khu chế xuất.

Nhìn chung, các con sông ở nớc ta có trữ lợng lớn có khả năng cung cấp cho các đối tợng dùng

n-ớc trn-ớc mắt và trong tơng lai.Tuy nhiên để đẳm bảo sử dụng nguồn nn-ớc mặt đợc lâu dài cần phải

có chiến lợc sử dụng hợp lý và bảo vệ nguồn nớc mặt do các tác động của con ngời gây ra Nớc của các sông thờng có trữ lợng rất lớn, có thể cung cấp cho các đội tợng dùng nớc lớn nh thành phố, thị xã Vì vậy đối với các trạm cấp nớc nhỏ vùng miền núi nguồn nớc sông d thừa để cung cấp Đặc điểm chung của nguồn nớc sông là chứa nhiều chất lơ lửng, độ đục và hàm lợng cặn cao Trong nớc còn chứa nhiều chất hữu cơ có nguồn gốc từ xác động thực vật và có thể có cả d lợng thuốc trừ sâu và phân bón nông nghiệp

Nớc của các suối thờng có trữ lợng thay đổi phụ thuộc theo mùa Chất lợng nớc nguồn cũng thay

đổi theo Mùa ma nớc có độ đục lớn, hàm lợng cặn cao và cũng chứa nhiều chất hữu cơ Tuy nớc

có độ đục và hàm lợng cặn cao nhng tính chất của cặn khác nớc sông Cặn ở đây là loại cặn thô,

dễ lắng đợc, thời gian lắng nhanh hon nớc sông.

Nớc hồ có trữ lợng rất khác nhau, tuỳ theo quy mô công suất của trạm cấp n ớc và khả năng cung cấp nớc của hồ mà lựa chọn nguồn nớc này Nớc hồ thờng có độ đục và hàm lợng cặn thấp, do đã

đợc lắng trong hồ Nớc hồ cũng chứa nhiều chất hữu cơ có nguồn gốc tơng tự nh nớc sông và suối.

Các tháng mùa cạn, khi các sôn có vận tốc dòn chảy nhỏ nhất là lúc nớc có độ đục nhỏ nhất, đôi khi độ đục gần đạt tiêu chuẩn nớc sinh hoạt và ăn uống theo tiêu chuẩn cấp nớc cho các đô thị Nớc sông còn chứa rất nhiều chất hữu cơ do xác của động vật, thực vật và các chất bẩn trên bề mặt trôi theo dòng chảy tạo nên.

Theo các tài liệu khảo sát,có thể chia nớc sông theo độ đục thành các cấp sau:

 Độ đục đến 100 g/m 3 : bao gồm các sông thuộc tỉnh Quảng Ninh, lu vực sông Trung, lu vực sông Bứa ở Thanh Sơn, sông Ngân Phố, phần lớn các sông miền Trung, Nam Trung

bộ và lu vực sông Đồng Nai.

 Độ đục từ 100 đến 200 g/m 3 :Lu vực sông Lô, sông Gấm, sông Chảy, trung lu sông Cầu, hạ lu sông Đà, sông Thao, lu vực sôn Mã, sông Cả, sông Thu Bồn.

 Độ đục từ 200 đến 300 g/m 3 : Thợng lu sông Nậm Mu, thợng lu sông Thao, sông Cầu.

 Độ đục từ 300 đến 400 g/m 3 : thợng lu sông Thơng, sông Lục Nam, sông Mã.

 Độ đục tới 600 g/m 3 : lu vực thợng lu sông Lô, sông Gấm, sông kỳ Cùng, thợng lu sông Đà ( từ Lai Châu trở lên )

 Độ pH

Nớc các sông chính ở Việt Nam thờng có độ kiềm trung bình hoặc yếu với pH trong khoảng 7 - 8, nớc sông Đồng Nai có độ pH thấp, đặc biệt nớc sông vùng Đồng Tháp Mời có độ pH rất thấp do nhiễm phèn.

 Độ cứng

Nớc sông Việt Nam thuộc loại mềm và rất mềm Nớc sông Đồng Nai có độ cứng nhỏ nhất (0,4 mg/L).

/tmp/jodconverter_825d69b9-8623-4017-8c38-093f492d29e8/tempfile_12996.doc 12

Nhìn chung, các hồ tự nhiên có trữ lợng nhỏ, chỉ có một vài hồ lớn có khả năng cung cấp nớc cho các đối tợng vừa và nhỏ Các hồ thuỷ điện có khả năng cung cấp nớc cho các đối tợng lớn Hiện nay, hệ thống cấp nớc thị xã Yên Bái dùng nguồn nớc thuỷ điện Thác Bà làm nguồn cung cấp nớc thay cho việc sử dụng nớc sông Hồng trớc đây Hệ thốn cấp nớc thị xã Hoà Bình dùng nớc hồ thuỷ

điện HB và đặc biệt cao độ nớc hồ cao hơn cao độ cuả thị xã tới hơn 60 m nên hệ thống cấp nớc này hoàn toàn tự chảy, giảm đợc chi phí điện năng rất lớn trong quá trình vận hành.

4 Nớc hồ - Chất lượng nước

Nớc hồ thờng có hàm lợng cặn nhỏ hơn nớc sông vì đã đợc lắng tự nhiên và khá ổn định.Tuy nhiên hàm lợng cặn cũng dao động theo mùa: mùa ma có hàm lợng cặn lớn, mùa khô hàm lợng cặn nhỏ, có hồ độ trong gần đảm bảo tiêu chuẩn độ trong của nớc sinh hoạt và ăn uống Sự dao

động về chất lợng nớc thờng xảy ra ở vùng ven bờ và phụ thuộc vào địa hình của vùng ven bờ Vùng xa bờ và giữa hồ có chất lợng nớc ổn định hơn.

Nớc hồ thờng có độ màu cao do rong rêu, tảo.

Hàm lợng chất hữu cơ trong nớc hồ thờng cao do xác của động thực vật ở xung quanh khu vực hồ gây nên.

Nhìn chung, chất lợng nớc hồ tốt, dây chuyền công nhệ xử lý nớc có thể đơn giản hơn công nghệ

xử lý nớc sông, lợng hóa chất dùng để keo tụ ít, do vậy giá thành xử lý nớc hồ thờng rẻ hơn nớc sông.

Xử lý nớc mặt thờng là làm trong bằng các công trình lắng và lọc sau đó khử trùng.

2.2.2 Nguồn nớc ngầm

1 Sơ lợc điêù kiện địa chất thuỷ văn ở Việt Nam

Sự tạo thành nớc ngầm

Nớc ngầm đợc tạo nên do nớc ma thấm qua các tầng đất đá và đợc giữ lại trong các tầng chứa

n-ớc nằm xen kẽ giữa các tầng cách nn-ớc Tầng chứa nn-ớc là các tầng có cấu tạo địa chất làm cho nó

có khả năng chứa nhiều nớc nh cuội, sỏi, cát Còn các tầng cách nớc là các tầng không có khả năng chứa nớc nh đất sét, đá

Nớc ngầm có phân bố rất khác nhau tuỳ theo cấu tạo địa chất thuỷ văn của từng khu vực Có những vùng nớc ngầm có trữ lợng rất lớn nh khu vực Hà Nội và vùng đồng bằng sông Hồng, nhng cũng có những vùng nớc ngầm rất khan hiếm nh các vùng trung du và miền núi.

1 Phân vùng địa chất thuỷ văn (ĐCTV)

Phần lục địa lãnh thổ Việt Nam đợc chia thành 6 miền địa chất thuỷ văn, trong đó bao gồm 17 phụ miền.

 Miền địa chất thuỷ văn Đông Bắc Bộ

Thuộc miền kiến tạo Đông Bắc Việt Nam, có ranh giới vùng Tây Bác Bắc Bộ qua đoạn gãy khúc của sông Chảy.Miền này chia thành 2 phụ miền ĐCTV, bao gồm 15 đơn vị chứa nớc.Nhìn chung các đơn vị chứa nớc này đều nghèo nàn về trữ lợng.Chỉ có 2 đơn vị có triển vọng là các phức hệ chứa khe nứt castơ.

 Miền Địa chất thuỷ văn Tây Bắc Bộ

Thuộc miền kiến tạo Tây Bắc Việt Nam, ranh giới với vùng ĐCTV Bắc Trung bộ là miền gãy khúc của sông Mã.Miền này đợc chia thành 3 phụ miền, bao gồm 19 đơn vị chứa nớc.Phần lớn các đơn

vị chứa nớc là nghèo nớc hoặc cha đợc nghiên cứu chi tiết.

 Miền địa chất thuỷ văn đồng bằng Bắc Bộ

Miền này có ranh giới tiếp xúc giữa các thành tạo đệ tứ ở đồng bằng với các đá gốc ở rìa đồng bằng Miền này chia làm 3 phụ miền: Vĩnh Yên - Đồ Sơn; Hà Nội - Thái Bình; Sơn Tây - Ninh Bình, bao gồm chín đơn vị chứa nớc Chỉ có hai đơn vị chứa nớc khe hở là giàu nớc Hàm lợng chất rắn hoà tan (TDS) dao động từ 200 đến 3.000 m/L, phổ biến là từ 500 đến 1000 m/L Vùng ven biển thờng gặp nớc có độ khoáng hoá cao.

 Miền địa chất thuỷ văn Bắc Trung Bộ

Thuộc miền sông Cả Bắc Trờng Sơn Ranh giới giữa miền Nam Trung Bộ là khúc gãy Bình Sơn Ngọc Linh Miền này chia làm 3 phụ miền: Mờng Tè, Điện Biên - Hà Tĩnh, Hơng Sơn, Bình Sơn, bao gồm 18 đơn vị chứa nớc, trong đó có triển vọng nhất là tầng chứa nớc khe hở trong trầm tích

-và phức hệ nớc khe nứt casto Lợng chất rắn hoà tan thấp, nớc siêu nhạt đến nhạt ở miền này phát hiện nhiều nguồn nớc khoáng, nớc nóng.

 Miền địa chất thuỷ văn đồng bằng Nam Bộ

Thuộc về vùng trũng Nam Bộ Miền này chia 3 phụ miền ĐCTV: Tây Ninh Biên Hoà; Mộc Hoá Trà Vinh; Long Xuyên - Bạc Liêu, bao gồm 6 đơn vị chứa nớc, trong đó ba đơn vị chứa nớc khe hở

-có thể phân bố rộng và phong phú nớc Hàm lợng chất rắn hoà tan thay đổi phức tạp theo diện tích và theo độ sâu, từ nhỏ hơn 100 mg/L đến cao 6.000 mg/L, đôi khi lớn hơn.

Theo quy phạm Việt Nam, trữ lợng khai thác nớc ngầm là lợng nớc tính bằng m 3 trong một ngày

đêm có thể thu đợc bằng công trình thu nớc một cách hợp lý về mặt kỹ thuật với chế độ khai thác nhất định và chất lợng nớc thoả mãn nhu cầu sử dụng trong thời gian tính toán khai thác.

Số liệu về trữ lợng khai thác nớc ngầm của các thành tạo địa chất khác nhau ở 150 vùng đã đợc thăm dò trong phạm vi lãnh thổ và đã đợc tổng kết trong bảng 3.3

Bảng 3.3- Trữ lợng khai thác nớc ngầm

Đá cát bonát( chủ yếu đa vôi) 13.800 159.000 2.617.000

Ghi chú : Cấp A + B là trữ lợng đ đ ã ợc thăm dò chi tiết có thể đa vào khai thác ngay

Cấp C 1 là trữ lợng cha đợc thăm dó chi tiết, mới ở giai đoạn thăm dò tìm kiếm.

Cấp C 2 là trữ lợng mới đợc thăm dò sơ bô, muốn đa vào khai thác cần đợc điều tra tỉ mỉ hơn.

Nguồn : ( Định hớng phát triển cấp nớc đô thị đến năm 2020) ( Theo số liệu 12/1989)

Trữ lợng tiềm năng

Trữ lợng tiềm năng của nớc ngầm đợc đánh giá trên cơ sở tính toán trữ lợng động tự nhiên.Theo các tiêu chuẩn của Việt Nam, trữ lợng động tự nhiên là tỷ lệ lu lợng nớc ngầm ở mặt cắt nào đó của tầng chứa nớc Nhứng số liệu tính toán thống kê cho thấy tiềm năng nớc ngầm của Việt Nam rất lớn nhng phân bố không đều theo các miền địa chất thuỷ văn cũng nh các thành tạo địa chất khác nhau.

3 Chất lượng nước ngầm

Nớc ngầm đợc tạo nên do nớc ma thấm vào đất đợc giữ lại trong các tấng chứa nỡc xen kẽ giữa các tầng không chứa nớc Do nớc thấm qua các tầng chứa nớc thờng là cát, cuội, sỏi giống nh quá trình lọc qua lớp vật liệu lọc nên nớc ngầm có hàm lợng cặn lơ lửng nhỏ Tồn tại trong các tầng chứa nớc thờng có các khoáng chất, vì vậy nớc ngầm thờng có hàm lợng các khoáng hoà tan cao

nh canxi, sắt, mangan Hàm lợng các kim loại trrong nớc ngầm phụ thuộc vào cấu tạo địa chất của từng khu vực Có nhũng nơi nớc ngầm rất trong sạch, đảm bảo các yêu cầu của nớc sinh hoạt và

ăn uống, không cần phải xử lý, chỉ cần khử trùng rồi đa vào mạng lới tiêu thụ Ngợc lại có những khu vực hàm lợng sắt và mangan rất cao, thậm chí cõ những khu vực nớc ngầm bị nhiễm nitơ amôni và các kim loại nặng khác Thậm chí trong một vùng, khi đi từ khu vực này đến khu vực khác chất lợng nớc ngầm cũng khác nhau, ví dụ khu vực phía Bắc của Hà Nội, chất l ợng nớc ngầm tốt hơn khu vực phía Nam Trong một nhà máy, chất lợng nớc của các giếng khoan cũng khác nhau, phụ thuộc vào cấu tạo địa chất của các lớp đất đá và các điều kiện khác Nhìn chung, nớc ngầm có chất lợng nớc tốt hơn nớc mặt, nhất là về mặt vi sinh và các chất hữu cơ, ô nhiễm nhân tạo Xử lý nớc ngầm thờng là loại sắt và khử trùng Việc xử lí sắt thờng dùng phơng pháp làm thoáng để ôxi hoá sắt hoá trị hai thành sắt hóa trị ba ở dạng kết tủa, sau đó lắng và lọc để loại bỏ cặn sắt ra khỏi nớc mà không cần phải dùng chất keo tụ Vì vậy gía thành xử lý nớc ngầm rẻ hơn nớc mặt Tuy nhiên, trong một số trờng hợp nớc ngầm chứa hợp chất sắt ở dạng keo hoặc hợp chất hữu cơ, các kim loại khác và nhiễm bẩn nitơ amôni thì việc xử lý cũng rất khó khăn và phức tạp.

Nguồn nớc ngầm thờng có trữ lợng rất khác nhau, tuỳ theo cấu tạo địa chất của từng địa phơng Vùng núi đá vôi thờng có nớc ngầm trong các hang cástơ và khe nứt, đôi khi xuất hiện dới dạng các mỏ nớc lộ thiên Nớc ngầm có chất lợng khá tốt Vùng núi đá vôi nớc thờng có độ cứng cao nhng thờng không nhiễm sắt và măng gan Ngợc lại những vùng không phải là núi đá vôi thờng chứa sắt và đôi khi có cả măng gan.

/tmp/jodconverter_825d69b9-8623-4017-8c38-093f492d29e8/tempfile_12996.doc 14

2.2.3 Nguồn nớc mưa

Nớc ma cũng là một nguồn cung cấp nớc cho các đối tợng nhỏ, chủ yếu là cho từng gia đình ở những vùng thiếu nguồn nớc sạch nh một số vùng của đồng bằng sông Cửu Long, vùng đồng bằng ven biển, đặc biệt là ở hải đảo, vùng núi cao phía bắc.

Nớc ma có trữ lợng khác nhau theo từng vùng, phụ thuộc vào lợng nớc ma và thay đổi theo mùa Nhìn chung chia thành 2 mùa: mùa ma và mùa khô Mùa ma có trữ lợng rất lớn, nhng ngợc lại, vào mùa khô lợng ma rất ít, không đáng kể.

Nớc ma cũng là nguồn nớc cung cấp cho các đối tợng nhỏ lẻ hoặc cho từng gia đình Nớc ma có trữ lợng lớn nhng thay đổi theo mùa Nớc ma nói chung có chất lợng tốt nhng đôi khi cũng bị ô nhiễm bởi không khí nhất là những vùng công nghiệp phát triển Tuy khá trong sạch nh ng nớc ma lại thiếu một số chất cần thiết cho sức khoẻ nh flo, iốt Thiếu hai chất này thờng gây bệnh sâu răng và bệnh biếu cổ Nớc ma có thể sử dụng trực tiếp không cần xử lý Nếu thu nớc với quy mô lớn cũng có thể là nguồn nớc cấp quan trọng Điều quan trọng nhất khi sử dụng nớc ma là công trình dự trữ nớc Do trữ lợng thay đổi theo mùa nên công trình dự trữ nớc cần phải có dung tích lớn

để dự trữ về mùa khô.

3. Cỏc sơ đồ cụng nghệ xử lớ nước cấp cơ bản

Sơ đồ xử lớ nước mặt

Sơ đồ chung cho cụng nghệ xử lớ nước mặt được trỡnh bày dưới dạng sơ đồ khối

h 3.2

thụ từ sụng hồ qua trạm bơm đưa vào hồ chứa cú tỏc dụng như hệ tiền xử lớ(lắng bớt cặn thụ) Có thể bố trị hệ thô (lọc phá) nếu độ đục quá cao (hàm lợngcặn lơ lửng lớn hơn 2.500 mg/L) Trong trường hợp nhiều tảo cần cú một hệ xử lớthớch hợp (trước đõy hay dựng clo hoỏ, nay tốt hơn là dựng ozụn kết hợp tuyểnnổi hoặc lọc tang trống)

Hỡnh 3.2- Sơ đồ cụng nghệ xử lớ nước mặt

Tiếp theo là năm đơn vị xử lí nối tiếp:à

1 Hệ khuấy trộn nhanh để trộn đều các chất keo tụ (phèn, PAC, ), cácchất chỉnh pH nếu cần (vôi, axit)

2 Tạo bông là quá trình phản ứng tạo bông cặn lớn, trong trờng hợp thêmchất tạo bông polyme cần bố trí hệ khuấy nhanh, nếu tạo bông khôngdùng hoá chất cần hệ khuấy chậm

3 Hệ lắng để loại phần lớn cặn, giảm tải SS cho hệ lọc

4 Hệ lọc để làm trong

5 Hệ sát trùng (dùng hoá chất hoặc UV), nếu dùng UV, ozôn có thể bổxung lợng nhỏ clo để bảo quản hệ phân phối, tránh nhiễm bẩn thứ cấp.Nếu SS nhỏ có thể bỏ qua bớc lắng, lọc ngay với sự bổ xung lợng nhỏ chất keo

tụ, ta gọi là lọc trực tiếp.

Nhiều trờng hợp hệ phản ứng keo tụ/tạo bông có thể bố trí trong bể lắng, ví dụ:lắng đứng, lắng li tâm

Trong trờng hợp cần khử các chất hữu cơ độc hại có thể bổ xung công đoạn hấpphụ vào dây chuyền này bằng cách sử dụng than hoặt tính dạng bột với liều lợngthờng ở mức 10  20 g/m3 trớc lắng

Trong tơng lai có thể áp dụng kỹ thuật lọc than hoạt tính với cột lọc là than dạnghạt Có thể bố trí than cùng với bể lọc cát nh lọc hai lớp hoặc bố trí sau bể lọc cát

> 2.500 Bất kỳ Tiền xử lý bằng hồ lắng (thời gian lu nớc 2

-7 ngày) - lắng ngang hoặc lọc phá bằng vật liệu lọc nổi

Nội dung tính từng đơn vị công nghệ cụ thể sẽ trình bày ở các chơng sau Dới đây

sẽ cho một số ví dụ thực hiện cụ thể

Ví dụ 3.1 Công nghệ xử lý nớc mặt

kiện CLLmax < 2.500 mg/L, độ ôxy hoá < 6  8 mg O2/l, độ màu < 150

Các bớc thực hiện thiết kế công nghệ

Chọn công nghệ theo bảng 3.4

ở bảng 3.4 chỉ trình bày các tình huống cơ bản nghĩa là chất lợng nớc thô chỉ xác

định bởi hai thông số chính: hàm lợng SS và độ màu Chỉ tiêu khoáng hoà tan coi

nh đạt (không quá 500 mg/L), chỉ tiêu độ ôxy hoá nằm trong mức cho phép (ít hơn68 mg O2/L)

Trờng hợp chỉ số khoáng hoà tan lớn hơn 500 mg/L ta có nớc lợ, lớn hơn 1.000mg/L là lợ rất rõ Trong trờng hợp không có nguồn nớc khác và không có khảnăng tài chính để áp dụng các công nghệ lọc muối (điện thẩm tách, thẩm thấu ng-ợc, ) thì có thể chấp nhận độ mặn tới 1.500 mg/L nếu đợc cơ quan có chức năng

ở địa phơng cho phép (theo 20 TCN 33-85 thì TKHT < 1.000 mg/L)

Trờng hợp chỉ số ôxy hoá > 8 mg O2/l cần áp dụng các kỹ thuật phức tạp nh tiền

xử lý bằng ôxy hoá (bằng Cl2, KMnO4) hoặc hấp phụ bằng than hoạt tính

Trong ví dụ 3.1 ta chọn sơ đồ đánh phèn - lọc nổi - lọc nhanh

Sơ đồ cụng nghệ xử lớ nước ngầm

So với công nghệ xử lý nớc mặt, sự lựa chọn công nghệ xử lý nớc ngầm phức tạphơn Sơ đồ xử lý tổng quát cho ở hình 3.3 Ta hay gặp các trờng hợp sau:

(a) Nớc có hàm lợng sắt [Fe(II)]  0,8 mg/L, các tạp chất khác không đáng kể ờng hợp này rất ít gặp và đợc coi là may mắn, áp dụng sơ đồ công nghệ (a) hình3.3 Nếu nớc có mùi bùn cần bổ sung công đoạn làm thoáng và lọc trực tiếp (b).Nếu nớc thiếu flo ([F-] < 0,5 mg/L) thì cần bổ xung

Tr-(b) Nớc có hàm lợng sắt [Fe(II)] < 5 mg/L Các chỉ số khác: pH sau làm thoáng 6,8; độ kiềm  1 mđlg/L; [H2S] < 1 mg/L; [NH3] < 1 mg/L; chỉ số ôxy hoá bằng 5 

6 mg/L thì áp dụng công nghệ (b): làm thoáng - lọc trực tiếp bằng kỹ thuật lọcnhanh hoặc chậm

(d)

Cl2/F 1.Làm thoỏng 2.Lắng tiếp xỳc 3.Lọc xỳc tỏc

(d)

Cl2/F 1.Làm thoỏng 2.Lắng tiếp xỳc 3.Lọc xỳc tỏc

(d)

Cl2/F 1.Làm thoỏng 2.Lắng tiếp xỳc 3.Lọc xỳc tỏc

Cl2/KMnO4(d)

Cl2/F

Cl2/F 1.Làm thoỏng 2.Lắng tiếp xỳc 3.Lọc xỳc tỏc

3.Lắng

5.Lọc

Hỡnh 3.3- Sơ đồ cụng nghệ xử lớ nước ngầm

(c) Nếu hàm lợng sắt [Fe] < 10 mg/L (trong đó [Fe(II)  50 %), pH sau làm thoáng

> 6,8; độ kiềm  1 mđlg/L; [H2S] < 1 mg/L; [NH3] < 1 mg/L; chỉ số ôxi hoá < 7 mg/

L thì áp dụng sơ đồ (c) Bể lắng phải tính cho thời gian lu tối thiểu là 1 giờ

(d) Nếu hàm lợng sắt [Fe] > 10 mg/L (trong đó [Fe(II)]  70%); độ kiềm 

Nếu pH sau làm thoáng không vợt đợc 6,8 thì áp dụng sơ đồ (d) hoặc (e)

(e) Sơ đồ (d) hoặc (e) là hai sơ đồ tơng đối đa năng

/tmp/jodconverter_825d69b9-8623-4017-8c38-093f492d29e8/tempfile_12996.doc 18

1 Về độ pH: pH = 6,55  6,70 Đây là số liệu xác định tại phòng thí nghiệm,

nghĩa là mẫu đã lu lâu, CO2 đã thất thoát mà pH vẫn nhỏ hơn 6,8 nghĩa là độ pHkhông đủ cho phản ứng ôxy hoá Có thể làm tăng pH bằng cách làm thoáng hoặcthêm vôi

2 Về độ kiềm : ĐK = 6,2  7,0 mđlg/L so với hàm lợng sắt bằng 26,5  48,05

mg/L là lớn vì trong phản ứng ôxy hoá Fe(II) cứ 1 mg Fe(II) cần l ợng kiềm bằng0,018 mđlg Nh vậy, nếu làm thoáng tới pH > 6,8 và có lợng ôxi hoà tan trong nớc

đủ thì với độ kiềm trên phản ứng sẽ đợc thực hiện hoàn toàn, không bị hãm lại bởi

sự giảm pH gây ra do phản ứng ôxy hoá Fe2+ (xem phần ôxi hoá Fe)

3 Lợng ôxy hoà tan: Lợng ôxy hoà tan (DO) tối đa trong nớc trong khoảng nhiệt

độ 200C  400C là 6  9 mg/L Nếu tính cả lợng muối tan thì còn thấp hơn Nếulấy số thấp hơn là 6 để tính thì ta thấy lợng DO chỉ đủ ôxy hoá 6 x 7 = 42 mg/L

Fe2+ So với hàm lợng sắt trong nguồn thứ hai là 48 mg/L thì DO còn thiếu Vì vậycần có biện pháp bão hoà khí bổ sung sau làm thoáng Lu ý thờng hiệu suất bãohoà ôxi bằng các giải pháp làm thoáng chỉ đạt khoảng 70% lợng ôxi bão hoà

4 Cặn hoà tan: số liệu trên 600 mg/L nghĩa là nớc bắt đầu lợ, cần có tham khảo

với cơ quan chức năng

5 Hàm lợng Mn: trên 0,6 mg/L nghiã là phải áp dụng sơ đồ (d) hoặc (e).

Làm thoáng bằng dàn ma, nếu cần làm thoáng bổ xung bằng 2 máng tràn kết

hợp xử lý bằng xúc tác đẩy nhanh tốc độ ôxy hoá Mn(II) (sơ đồ (d)) hoặc nâng pH(sơ đồ (e))

Bớc tiếp theo làm thoáng thờng là bớc lắng hoặc lọc trực tiếp Giải pháp lọc trực

tiếp bị loại trừ vì với hàm lợng 48 mg/L Fe(II), lợng cặn Fe(OH)3 sẽ là gần 100 mg/

L, nghĩa là gấp 10 lần tiêu chuẩn nớc vào bể lọc nhanh Để kéo dài thời gian làmviệc của bể lọc nhanh cần giảm thiểu lợng cặn vào đây Vì vậy cần tăng cờnglắng cặn bằng các bể lắng đứng hoặc áp dụng bể làm trong theo nguyên lý lọcnổi trớc bể lọc nhanh

* Nhận xét:

 Về lợng NH 3 : nồng độ NH3 bằng 2,3  6,1 mg/L là xấp xỉ và vợt giới hạn 3mg/L đối với nớc ngầm Các công nghệ đã nêu chỉ có tác dụng xử lí Fe, Mn,

xung

Những trường hợp đặc biệt

nước mặt và nước ngầm dựng để xử lớ nước cấp để lựa chọn nguồn Tuy nhiờnđụi khi ta buộc phải chấp nhận những nguồn nước xấu hơn tiờu chuẩn, vớ dụtrường hợp trờn cỏc tiờu chuẩn Fe, Mn, amụni, độ khoỏng là rất xấu, khụng đạttiờu chuẩn

Những trường hợp đặc biệt sẽ đòi hỏi những công nghệ phù hợp Thường gặpcác trường hợp sau:

1 Fe quá cao: cần tăng cường ôxi hoá, lắng

2 Nếu có Mn cần thay cát lọc thường bằng xúc tác xử lí Mn hoặc ôxi hoá

Mn bằng chất ôxi hoá thích hợp (KMnO4, ozôn), lưu ý nếu dùng chất ôxi

6 Nếu pH sau làm thoáng không đạt 6,8 cần có giải pháp nâng pH

7 Nếu độ khoáng hoà tan quá cao cần áp dụng các kĩ thuật xử lí muối

8 Trong mọi trường hợp cần có các thí nghiệm để kiểm tra, hiệu chỉnh sơ

đồ công nghệ và tiên lượng về quy trình vận hành tương lai

Các tài liệu tham khảo: TCXDVN 33:2006 - Cấp nước Mạng lưới đường ống vàcông trình, TC thiết kế, NXBXD, HN - 2006

Sự hiểu biết, càng chính xác càng tốt, về bản chất các tạp chất cần xử lí có trong nước thải và lưu lượng cũng như biến động cả về lưu lượng lẫn chất lượng nước

thải (nếu có) là yếu tố tiên quyết quyết định sự lựa chọn sơ đồ công nghệ xử lícũng như thành bại của hệ xử lí khi đi vào hoạt động

Trong phần lớn các trường hợp công nghệ xử lí nước thải hiệu quả và kinh tếnhất là công nghệ vi sinh học Vì vậy sự phân loại phải tính đến ảnh hưởng củacác chất có trong nước thải đến hệ xử lí vi sinh sau này

Trong hai nhóm nước thải chính thì nước thải sinh hoạt thuộc loại “chuẩn” nhất

về chất lượng, các số liệu thu thập được thống kê khá tin cậy

Về nước thải công nghiệp có thể phân thành hai nhóm chính: nhóm nước thảicông nghiệp nói chung và nước thải công nghiệp chế biến nông sản thực phẩmnói riêng

Nhóm nước thải công nghiệp nói chung thường chứa các chất mà quy trình sảnxuất sử dụng, thải ra Trong nhiều trường hợp nó chứa các chất độc hại khôngnhững cho môi trường mà còn gây hại cho hệ xử lí vi sinh

Nhóm nước thải sản xuất nông nghiệp (chủ yếu là chăn nuôi) và chế biến nôngsản thực phẩm thường không chứa chất độc vi sinh, trừ trường hợp sản xuất tinhbột sắn, tuy nhiên, thường có tải lượng hữu cơ lớn, đôi khi cả N, P

Nước thải sinh hoạt

4.1.1 Nguồn gốc và đặc trưng

Nguồn nước thải từ sinh hoạt bao gồm: nước vệ sinh, tắm, giặt, nước thức ăn,rau, thịt, cá , nước từ bể phốt, từ khách sạn, nhà hàng, các dịch vụ công cộngnhư thương mại, bến tàu xe, bệnh viện, trường học, khu du lịch, vui chơi, giải trí.Chúng thường được thu gom vào các kênh dẫn thải Nước thải từ nhà vệ sinhthường qua hệ xử lí tại chỗ là các bể phốt là một kĩ thuật xử lí yếm khí thụ động,chủ yếu có tác dụng lắng trong, lượng COD hoà tan có thể giảm được dưới 50%

/tmp/jodconverter_825d69b9-8623-4017-8c38-093f492d29e8/tempfile_12996.doc 20

Thành phần gây ô nhiễm chính của nước thải sinh hoạt là các hợp chất cacbon,

các hợp chất N, P Thành phần N trong thức ăn của người và động vật chỉ được

cơ thể hấp thu một phần, phần còn lại được thải ra dưới dạng phân và các chấtbài tiết khác (nước tiểu, mồ hôi) Các hợp chất N trong nước thải là amoni,protein, peptit, axit amin, amin Mỗi người hàng ngày tiêu thụ 5 - 16 g nitơ dướidạng protein và thải ra khoảng 30% trong số đó Hàm lượng nitơ thải qua nướctiểu lớn hơn trong phân khoảng 8 lần [A Mulder The quest for sustainable

nitrogen removal technologies Wat Sci Technol Vol 48, No 1, 67-75 (2003)] Các hợp chất chứa N, nhất là protein và urin trong nước tiểu bị thuỷ phân rấtnhanh tạo thành amôni Trong các bể phốt xảy ra quá trình phân huỷ yếm khí cácchất thải, quá trình phân huỷ này làm giảm đáng kể lượng chất hữu cơ dạngcacbon nhưng giảm hợp chất nitơ không đáng kể, trừ một phần nhỏ tham gia vàocấu trúc tế bào vi sinh vật, vì lẽ đó nồng độ N-amôni trong nước thải từ các bểphốt cao hơn so với các nguồn thải chưa qua phân huỷ yếm khí

Trong nước thải sinh hoạt, nitrat và nitrit có hàm lượng rất thấp do lượng ôxi hoàtan và mật độ vi sinh tự dưỡng (tập đoàn vi sinh có khả năng ôxi hoá amoni)thấp Phần amoni chiếm 60 - 80% lượng nitơ tổng trong nước thải sinh hoạt [R

Crites, G Tchobanoglous Small and decentralized wastewater management

systems, WCB/Mc Graw-Hill, 1998; 2 WEF Biol Chem systems for nutrient removal, Alexandria, USA, 1998]

Nguồn phát thải phốt pho quan trọng nhất trong nước thải sinh hoạt là phân, thức

ăn thừa, chất tẩy rửa tổng hợp Lượng phốt pho có nguồn gốc từ phân được ướctính là 0,2 - 1,0 kg P/người/năm hoặc trung bình là 0,6 kg Lượng phốt pho từnguồn chất tẩy rửa tổng hợp được ước tính là 0,3 kg/người/năm Sau khi hạnchế hoặc cấm sử dụng phốt pho trong thành phần chất tẩy rửa, lượng phốt photrên giảm xuống, còn khoảng 0,1 kg/người/năm

Thức ăn thừa: sữa, thịt, cá hoặc dụng cụ nấu ăn, đựng các loại trên khi vào nướccũng thải ra một lượng phốt pho đáng kể

Nồng độ hợp chất N, P trong nước thải sinh hoạt biến động theo lưu lượngnguồn nước thải: mức độ sử dụng nước của cư dân, mức độ tập trung các dịch

vụ công cộng, thời tiết, khí hậu trong vùng, tập quán ăn uống sinh hoạt (thức ănnguội, tự nấu nướng), thay đổi mạnh theo chu kỳ thời gian ngày tháng cũng nhưmức sống và tiện nghi của cộng đồng Lượng chất thải vì vậy thường được tínhtheo đầu người (khối lượng khô) hoặc nồng độ sau khi đã được pha loãng vớimức nước sử dụng trên đầu người (ở các nước công nghiệp khoảng 200L/(người.ngày) hoặc trong các cống rãnh thải (450 L/(người.ngày)) Nồng độ phaloãng là nồng độ tại điểm xả hoặc trong cống thải

Nhìn chung, đây là loại nước thải phù hợp nhất với các công nghệ vi sinh hiện

có, khi xử lí hầu như không phải dùng hoá chất để chỉnh pH, không phải thêm N,

P Hoá chất nếu dùng chủ yếu để sát trùng, xử lí bùn hoặc trong các trường hợpđiều chỉnh hệ thống, vệ sinh, bảo trì thiết bị

Như đã nêu, nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải vệ sinh, tắm rửa, giặt, nhàbếp có các đặc trưng cơ bản sau:

là về độ kiềm và NaCl

phải

 Chứa nhiều cặn lơ lửng, chủ yếu là hữu cơ, nhiều vi khuẩn.

dụng như thuốc sát trùng, khử mùi, mĩ phẩm, xà phòng , các loại thuốc,

kể cả kháng sinh) ở mức độ vi lượng

Về lưu lượng:

Lưu lượng nước thải sinh hoạt và diễn biến theo thời gian có thể đánh giá nhanhthông qua các số liệu thống kê về nước cấp sử dụng Nhìn chung, lượng nướcthải = 80-90% nước cấp, tuỳ chất lượng hệ thu gom Về diễn biến lưu lượng theogiờ hàng ngày thường phụ thuộc vào tập quán khu dân cư

Về biến động lưu lượng trong ngày, thường thì ta có các pic (maximum) vào cácthời điểm xung quanh các bữa ăn, lúc sáng sớm, buổi trưa và lúc trước bữa ăntối là ba thời điểm quan trọng nhất Thời điểm ít nước thải nhất ứng với giấc ngủ,thường từ 12 h đêm đến 6 giờ sáng Như vậy, các công trình điều hoà ít nhấtphải chứa đủ nước để trong thời gian này vẫn có nước để đưa vào hệ xử lí.Biến động trong tuần: ở các nước giàu thứ 7 và CN mọi người thường đi chơinên lượng nước tiêu thụ ít hơn ngày thường, ở VN bức tranh thường ngược lạinhưng có thể thay đổi khi mức sống đi lên

Bảng 3.5, 3.6 cho ta khái niệm về lưu lượng nước thải

Lưu lượng nước cấp, suy ra là nước thải, không phải là con số bất biến, nó sẽtăng theo thời gian khi mức sống ngày một cao, nhất là đối với VN là một nướcđang phát triển khá nhanh

Bảng 3.5- Định mức cấp nước tại một số thành phố

/tmp/jodconverter_825d69b9-8623-4017-8c38-093f492d29e8/tempfile_12996.doc 22

Bảng 3.6- Định mức cấp nước phụ thuộc vào loại nhà

Về chất lượng nước thải sinh hoạt:

Như đã nêu các thông số đáng quan tâm nhất trong nước thải sinh hoạt là nồng

độ hữu cơ (qua hai chỉ số COD, BOD5), SS, N, P

Các bảng 3.7-3.8 cho ta khái niệm về mức độ ô nhiễm theo các chỉ số trên

Rất đáng tiếc là ở Việt Nam chúng ta chưa có nhiều có các số liệu đã nêu Bảng3.7 thống kê đặc điểm nước thải sinh hoạt khá đặc trưng của các thành phố ở Mỹ[1, 2]

Bảng 3.7- M c ức độ ô nhiễm nước thải sinh hoạt, tính theo khối lượng khô độ ô nhiễm nước thải sinh hoạt, tính theo khối lượng khô ô nhi m n ễm nước thải sinh hoạt, tính theo khối lượng khô ước thải sinh hoạt, tính theo khối lượng khô c th i sinh ho t, tính theo kh i l ải sinh hoạt, tính theo khối lượng khô ạt, tính theo khối lượng khô ối lượng khô ượng khô ng khô trên đầu người trong ngày tại điểm xả C(x) và tại cống rãnh C(R) u ng ười trong ngày tại điểm xả C(x) và tại cống rãnh C(R) i trong ng y t i i m x C(x) v t i c ng rãnh C(R) ày tại điểm xả C(x) và tại cống rãnh C(R) ạt, tính theo khối lượng khô đ ểm xả C(x) và tại cống rãnh C(R) ải sinh hoạt, tính theo khối lượng khô ày tại điểm xả C(x) và tại cống rãnh C(R) ạt, tính theo khối lượng khô ối lượng khô

được trình bày dưới dạng các bảng 3.9-3.15

Trong nước thải sinh hoạt BOD5/COD thường bằng 0,4-0,6; vì vậy khi phân tích

có thể sử dụng chỉ số COD (phân tích nhanh hơn) để ngoại suy ra hoặc thay chochỉ số BOD5 (phân tích mất 5 ngày)

Bảng 3.9- Thành phần nước thải SH (mg/L)414

Kenya

(Nairobi) (Nakuru)Kenya (Kodungaiyur)Ấn Độ Peru

(Lima) (HerzliyaIsrael

Bảng 3.10- Tải lượng thải SS và BOD (g/pe.d)

Bảng 3.11- Tải hữu cơ trong các loại nước thải SH (g BOD5/pe.d)420

2 Kể cả thức ăn rơi vãi

Bảng 3.12- Tải lượng thải ở Mỹ và Nhật (g/pe.d)

Bảng 3.13- Lượng (ướt) của phân người lớn424

/tmp/jodconverter_825d69b9-8623-4017-8c38-093f492d29e8/tempfile_12996.doc 26

Đơn vị Khoảng Đặc trưng

Bảng 3.15- Thành phần phân và nước tiểu426

4.1.2 Các chu trình tự nhiên cơ bản

Để có thể đánh giá được tác động tới môi trường của các chất gây ô nhiễm từnước thải và khả năng tự xử lí của môi trường cần phải xem xét chu trình (quátrình vận chuyển và chuyển hóa) của các chất thải trong môi trường tự nhiên.Các quá trình này rất phong phú, chúng có thể là các quá trình hóa học, sinh học

và vật lý, chúng thường biến động mạnh phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của môitrường

Các chu trình của các nguyên tố cơ bản: carbon, nitơ, photpho, lưu huỳnh với sự

tham gia của vi sinh vật, động, thực vật luôn có các mối quan hệ khăng khít vớicác yếu tố và quá trình vật lý, hóa học Các chu trình này có là nền tảng cho sựsống trên trái đất Sự hiểu biết về các chu trình này cũng là cơ sở khoa học đểxây dựng các công nghệ xử lý nước thải “sinh thái nhất” hiện nay là công nghệsinh học Có thể nói đây là sự “bắt chước” có ý thức tự nhiên nhưng ở trình độ vànăng suất rất cao, cao hơn nhiều so nó vốn có trong tự nhiên

Chu trình hiếu khí

Sự hình thành và phân hủy các hợp chất hữu cơ xảy ra trong tự nhiên dưới điềukiện hiếu khí và yếm khí Trong chu trình hiếu khí (hình 3.4), oxy phân tử được

sử dụng làm chất oxy hóa các chất hữu cơ

Trong chu trình carbon ở điều kiện hiếu khí có sự chuyển hóa của khí carbonictrong tế bào thực vật thành chất hữu cơ và sự chuyển hóa ngược là từ các chấthữu cơ thành khí carbonic Các chất hữu cơ trong cơ thể động thực vật chếttrước tiên bị phân nhỏ thành các hợp chất trung gian hoặc nguyên liệu trước khihình thành sản phẩm bền cuối cùng là khí carbonic Rất nhiều loại vi sinh dịdưỡng tham gia vào quá trình trên, chúng có thể sử dụng năng lượng hóa họchay quang năng Do sản phẩm phân hủy của quá trình hiếu khí ở dạng rất bền(CO2, H2O), đồng nghĩa với tồn tại ở mức năng lượng thấp nên năng lượng sinh

ra trong quá trình đó lớn, tốc độ xảy ra quá trình nhanh Trong chu trình hiếu khícũng như yếm khí, các nguyên tố N, P, S luôn tham gia vào, chúng luôn là một

bộ phận không tách rời của hai chu trình lớn trên

Chu trình yếm khí

Theo Fair, Geyer [R Crites, G Tchobanoglous Small and decentralized

wastewater management systems, WCB/McGraw-Hill, 1998] chu trình yếm khí cóthể mô tả như ở hình 3.5

Trong môi trường thiếu hoặc không có ôxi phân tử, các loại vi sinh yếm khí, tùynghi sẽ phân hủy các chất hữu cơ Các sản phẩm trung gian của quá trình phânhủy yếm khí nói chung có tính khử như amoniac, sunfua hyđro, axit hữu cơ Sảnphẩm sau cùng của phân hủy yếm khí là metan, CO2, NH4 , H2S