Nghiên cứu ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng MF để xử lý nước sông suối cấp cho sinh hoạt

Được sự nhất trí của Ban chủ nhiệm khoa Môi trường trường đại học Nông lâm Thái Nguyên tôi tiến hành thực tập tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng MF

- -

LÒ VĂN HUYNH

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU LỌC HẤP PHỤ VÀ MÀNG LỌC

MF ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC SÔNG SUỐI CẤP CHO SINH HOẠT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khoa : Môi trường

Khóa học : 2014 - 2018

Thái Nguyên, năm 2018

- -

LÒ VĂN HUYNH

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU LỌC HẤP PHỤ VÀ MÀNG LỌC

MF ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC SÔNG SUỐI CẤP CHO SINH HOẠT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Khoa học môi trường

LỜI CẢM ƠN

Trường đại học Nông lâm với mục tiêu đào tạo được những kỹ sư không chỉ nắm vững lý thuyết mà còn phải thành thạo thực hành Được sự nhất trí của Ban chủ nhiệm khoa Môi trường trường đại học Nông lâm Thái

Nguyên tôi tiến hành thực tập tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng MF để xử lý nước sông suối cấp cho sinh hoạt”

Hoàn thiện đề tài này trước hết cho tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới

thầy giáo TS Nguyễn Thanh Hải đã tận tình hướng dẫn, định hướng và tạo

điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường, Ban chủ nhiệm đề tài NCKH đã giúp đỡ tôi thực tập và tiếp cận tài liệu nghiên cứu

Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo trong khoa Môi Trường, gia đình, bạn bè đã giúp tôi vượt qua những khó khăn, bỡ ngỡ ban đầu của quá trình thực hiện đề tài này

Trong suốt quá trình thực tập, mặc dù đã rất cố gắng nhưng do thời gian thực tập và kinh nghiệm bản thân còn hạn chế Vì vậy bản khóa luận này không tránh khỏi những thiếu sót Vậy tôi rất mong được sự giúp đỡ, góp ý chân thành của các thầy cô giáo và toàn thể các bạn bè để khóa luận tốt nghiệp của tôi được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018

Sinh viên

Lò Văn Huynh

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT vii

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.3 Yêu cầu 3

1.4 Ý nghĩa của đề tài 3

1.4.1.Ý nghĩa khoa học 3

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

2.1.1 Cơ sở lý luận của đề tài 4

2.1.2 Cơ sở pháp lý 9

2.1.3 Các tiêu chuẩn so sánh 10

2.2 Cơ sở thực tiễn 10

2.2.1 Hiện trạng môi trường nước trên thế giới 10

2.2.2 Hiện trạng môi trường nước ở Việt Nam 14

2.2.3 Sơ lược cơ bản của vùng Tây Bắc 18

2.2.4 Hiện trạng môi trường nước tỉnh Hà Giang 19

2.3 Tổng quan về vật liệu lọc hấp phụ và màng lọc MF 21

2.3.1 Tổng quan về vật liệu lọc hấp phụ 21

2.3.2 Tổng quan về màng lọc 24

2.3.3 Phân loại màng lọc 27

PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 29

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 29

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 29

3.2 Địa điểm nghiên cứu 29

3.3 Nội dung nghiên cứu 29

3.4 Phương pháp nghiên cứu 29

3.4.1 Phương pháp thu thập, kế thừa số liệu thứ cấp 29

3.4.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 30

3.4.3 Phương pháp lấy mẫu và phân tích 30

3.4.4 Phương pháp pháp phân tích mẫu nước 30

3.4.5 Phương pháp phân tích tổng hợp số liệu 31

PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32

4.1 Sơ lược về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang 32

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 32

4.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 36

4.2 Hiện trạng chất lượng và các nguồn gây ảnh hưởng chính đến chất lượng nước suối Tà Vải 38

4.2.1 Hiện trạng chất lượng nguồn nước suối Tà Vải 38

4.2.2 Các nguồn gây ảnh hưởng chính đến chất lượng nước mặt suối Tà Vải 39

4.3 Nghiên cứu ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ đa năng Zeolit-Diatomit và sử dụng màng lọc để xử lý nước sông suối 43

4.3.1 Đặc điểm của vật liệu lọc Zeolit-Diatomit ( ODM-2F ) 43

43

4.3.2.Nghiên cứu và lựa chọn màng lọc 44

4.3.3 Đặc điểm của màng lọc MF (Microfiltration) 48

4.3.4 Kết quả sau khi xử lý nước bằng bằng vật liệu lọc đa năng Zeolit-Diatomit kết hợp với màng lọc MF 50

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53

5.1 Kết luận 53

5.2 Kiến nghị 54

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1 Tài nguyên nước một số Quốc gia trên thế giới 11

Bảng 2.2 Kích thước hạt lọc được và áp suất lọc 26

Bảng 2.3 Các quá trình lọc màng với động lực là áp suất (màng áp lực) 27

Bảng 4.1 Kết quả phân tích mẫu nước tháng 09/2017 38

Bảng 4.2 Đặc tính kỹ thuật của vật liệu lọc đa năng ODM-2F 44

Bảng 4.3 Quá trình lọc màng MF với động lực là áp suất (màng áp lực) 46

Bảng 4.4 Kích thước mao quản và áp suất làm việc của màng MF 47

Bảng 4.5 Kết quả xác định chất lượng mẫu nước suối Tà Vải - Hà Giang 50

Bảng 4.6 Kết quả chất lượng nước sau khi đi qua hệ thống xử lý bằng vật liệu lọc Zeolit – Diatomit kết hợp với màng lọc MF 52

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Than hoạt tính 22

Hình 2.2 Hạt Silicagen 22

Hình 2.3 Hạt hút ẩm nhôm hoạt tính 23

Hình 2.4 Hạt Zeolit 24

Hình 2.5 Khả năng lọc của các kĩ thuật lọc màng 25

Hình 2.6 Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng 26

Hình 4.1 Hạt ODM-2F 43

Hình 4.2 Sơ đồ vận chuyển các chất trong nước qua màng lọc 45

Hình 4.3 Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng 46

Hình 4.4.Màng lọc MF 48

Hình 4.5 Khả năng giữ lại chất bẩn và vi sinh vật của màng lọc MF so với các loại bể lọc hạt đa lớp 49

Hình 4.6 Dây chuyền công nghệ xử lý nước suối 51

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

PHẦN 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Nước là khởi nguồn của sự sống trên trái đất, đồng thời cũng là nguồn

để duy trì sự sống tiếp tục tồn tại nơi đây Sinh vật không có nước sẽ không thể sống nổi và con người nếu thiếu nước cũng sẽ không tồn tại

Theo thống kê của Liên hiệp quốc, thì tình trạng thiếu nước nguyên nhân do nguồn tài nguyên nước trên thế giới phân bổ không đồng đều, gia tăng dân số nhưng nguồn nước lại giảm, sự lãng phí nước tăng cùng với mức sống của người dân tăng lên do sử dụng quá nhiều thiết bị gia dụng, nước bị thất thoát nghiêm trọng, chỉ số 55% lượng nước khai thác được sử dụng một cách thật sự, 45% còn lại bị thất thoát, rò rỉ trong các hệ thống phân phối hoặc

bị bay hơi trong tưới tiêu

Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên không thể thiếu được trong đời sống hàng ngày của con người cũng như trong các hoạt động kinh tế của xã hội Hiện nay, ngoài việc nghiên cứu sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước, việc nghiên cứu nâng cao chất lượng nước cấp sinh hoạt cần phải được chú trọng, đặc biệt là việc nước cấp sinh hoạt cho đồng bào và chiến sĩ vùng núi cao

Hà Giang là một tỉnh miền núi biên giới ở phía Bắc của Tổ quốc, có vị trí chiến lược đặc biệt quan trọng Đây là một trong những nơi có lượng mưa lớn nhất trong cả nước, tuy nhiên, do địa hình chia cắt, núi đá tai mèo nên lượng nước sinh thủy thấp, do đó đây cũng là nơi có tới 4 huyện vùng cao núi

đá là Đồng Văn, Mèo Vạc,Yên Minh và Quản Bạ thường xuyên thiếu nước về mùa khô

Địa hình phức tạp, nhiều dãy núi cao nguy hiểm, việc dẫn, giữ nước và khai thác tài nguyên nước trong khu vực tỉnh Hà Giang là tương đối khó khăn Thời gian thiếu nước sinh hoạt thường kéo dài từ tháng 10 cuối năm

trước đến tháng 4 năm sau Để có nước sinh hoạt, người dân phải đi bộ hàng chục km và hứng nước nửa ngày mới đủ nước sinh hoạt dùng trong 4-5 ngày cho gia đình Nước chủ yếu chỉ được dùng để uống và nấu ăn một cách rất hạn chế; nước sinh hoạt trong mùa khô càng thiếu thốn hơn

Đối với khu vực biên giới, nguồn cung cấp nước chính vẫn là nước suối với đặc điểm: lưu lượng dòng chảy nhỏ, không ổn định, bị tác động rõ rệt bởi các yếu tố lũ quét, mưa bão, Đặc biệt chất lượng nước luôn biến động giữa ngày mưa và không mưa, và khó kiểm soát do một phần lưu vực bổ cập nước

từ nước ngoài Các hoạt động khai thác khoáng sản trái phép vùng đầu nguồn các suối đã làm cho nồng độ nhiều chất ô nhiễm như SS, CN-, Fe, Mn, Zn,

Cu, Pb, Cd, tăng lên rõ rệt Mặt khác địa hình núi cao, phân bố dân cư không tập trung và nguồn điện thiếu thốn Đây là những yếu tố rất bất lợi cho việc cung cấp nước khu vực biên giới phía Bắc, nhất là cho các đơn vị quân đội

Chính vì vậy, đề tài nghiên cứu ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng

lọc MF để xử lý nước suối vùng biên giới Tây Bắc cấp nước cho sinh hoạt là

rất cấp thiết, thiết thực đem lại những hiệu quả lớn, phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường, đảm bảo an sinh xã hội, an ninh quốc phòng cho vùng Tây Bắc nói chung và lưu vực suối Tà Vải tỉnh Hà Giang nói riêng

Từ những vấn đề nêu trên được sự hướng dẫn trực tiếp của TS.Nguyễn

Thanh Hải, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:“Nghiên cứu ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng lọc MF để xử lý nước sông suối cấp cho sinh hoạt”

mang tính cấp thiết

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng lọc MF để sử dụng trong công nghệ xử lý nước suối

- Đề xuất công nghệ xử lý nước suối bằng vật liệu lọc Zeolit - Diatomit kết hợp với màng lọc MF để cấp nước cho sinh hoạt

1.3 Yêu cầu

- Nghiên cứu được ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng lọc MF để xử

lý nước sông suối cấp cho sinh hoạt

- Đề tài phải mang tính thực tiễn

- Số liệu phải chính xác, thiết thực

1.4 Ý nghĩa của đề tài

1.4.1.Ý nghĩa khoa học

Ứng dụng được vật liệu lọc hấp phụ và đề xuất công nghệ xử lý phù hợp nhằm tận dụng nguồn nước suối để có thể sử dụng cho mục đích sinh hoạt của người dân

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đưa ra cái nhìn khái quát về vật liệu lọc hấp phụ

Đề xuất công nghệ xử lý bằng vật liệu lọc Zeolit – Diatomit kết hợp với màng lọc MF đạt quy chuẩn về nước cấp cho sinh hoạt

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

2.1.1 Cơ sở lý luận của đề tài

2.1.1.1 Khái niệm và ý nghĩa của tài nguyên nước

a Khái niệm tài nguyên nước

Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể

sử dụng vào những mục đích khác nhau Nước được dùng trong các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước ngọt

Nước bao phủ 71% diện tích của trái đất trong đó có 97% nước trên Trái đất là nước muối, chỉ 3% còn lại là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng ở các cực Phần còn lại không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm và chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí

- Khái niệm nước mặt

Tài nguyên nước mặt: Là nước phân bố trên mặt đất, nước trong các đại dương, sông, suối, ao hồ, đầm lầy Đặc điểm của tài nguyên nước mặt chịu ảnh hưởng lớn từ điều kiện khí hậu và các tác động khác do hoạt động kinh tế của con người, nước mặt dễ bị ô nhiễm và thành phần hóa lý của nước thường

bị thay đổi, khả năng hồi phục trữ lượng của nước nhanh nhất ở vùng thường

có mưa

b Ý nghĩa của tài nguyên nước

 Nước cung cấp vào hoạt động sản xuất đảm bảo an ninh lương thực cho xã hội: Nước tưới tiêu, nước canh tác…

 Nước tạo ra năng lượng điện để cung cấp cho hoạt động nền kinh tế thông qua việc sử dụng động lực hay năng lượng dòng chảy của các con sông

làm quay các tuốc bin nước và máy phát điện, đây là nguồn năng lượng sạch

và chiếm 20% lượng điện của thế giới, đồng thời hạn chế được giá thành nhiên liệu và chi phí nhân công

 Làm ổn định địa tầng

2.1.1.2 Khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước

a Khái niệm môi trường

“Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật.”

b Khái niệm ô nhiễm môi trường

“Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật”

c Khái niệm ô nhiễm môi trường nước

“Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi của các tính chất vật lý

- hóa học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật Làm giảm độ đa dạng sinh học trong nước Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất” (Hoàng Văn Hùng, 2008)

Theo hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa: “Ô nhiễm nước là

sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi

cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã” (Lê Văn Khoa

và cs, 2001)

- Nguồn gốc gây ô nhiễm nước

Nguồn gốc gây ô nhiễm nước có thể là do tự nhiên hay nhân tạo

+ Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió bão,… hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết

của chúng

+ Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Từ sinh hoạt, từ các hoạt động công nghiệp

Các xu hướng chính thay đổi chất lượng nước khi bị ô nhiễm là:

+ Giảm độ pH của nước ngọt do bị ô nhiễm bởi: H2SO4, HNO3 từ khí quyển, tăng hàm Lượng SO42- và NO3- trong nước

+ Tăng hàm lượng các muối trong nước bề mặt và nước ngầm do chúng đi vào môi trường nước cùng với chất thải, từ khí quyển và từ các chất thải rắn

+ Tăng hàm lượng các chất hữu cơ, trước hết là các chất khó bị phân hủy bằng con đường sinh học (các chất hoạt động bề mặt, thuốc trừ sâu…)

+ Giảm nồng độ oxi hòa tan trong nước tự nhiên do các quá trình oxy hóa có liên quan với quá trình Eutrophication các nguồn chứa nước và khoáng các hợp chất hữu cơ

+ Tăng hàm lượng các ion trong nước trước hết là NO3-, PO43-,…

+ Giảm độ trong của nước: Tăng khả năng nguy hiểm của ô nhiễm nước tự nhiên do các nguyên tố đồng vị phóng xạ

d Khái niệm nước sạch

“Nước sạch là nước đảm bảo các chỉ tiêu như: nước trong, không màu, không mùi lạ, không chứa các mầm bệnh và các chất độc hại

e Khái niệm nước suối

“Nước suối là nước thiên nhiên, chảy qua các tầng địa chất có chứa một số nguyên tố, khí tự nhiên hay hợp chất khoáng”

g Các chỉ tiêu hóa lý

- Trị số pH : Là chỉ số đo độ hoạt động của các ion hiđrô (H+) trong dung dịch và vì vậy là độ axít hay bazơ của nó Trong các hệ dung dịch nước, hoạt

độ của ion hiđrô được quyết định bởi hằng số điện ly của nước (Kw) = 1,008 ×

10−14 ở 25 °C) và tương tác với các ion khác có trong dung dịch Do hằng số điện ly này nên một dung dịch trung hòa có pH xấp xỉ 7 Các dung dịch nước

có giá trị pH nhỏ hơn 7 được coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH lớn hơn

7 được coi là có tính kiềm

- Fe : Trong nước sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hoá trị 2 (Fe2+)

là thành phần của các muối hoà tan như: Fe(HCO3)2 ; FeSO4… hàm lượng sắt

có trong các nguồn nước phân bố không đồng đều Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước có mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh hưởng không tốt đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất

- Màu : Nước thiên nhiên thường không màu, màu của nước mặt chủ yếu do chất mùn, các chất hòa tan, keo hoặc do thực vật thối rữa Sự có mặt của một số ion kim loại (Fe, Mn), tảo, than bùn và các chất thải công nghiệp cũng làm cho nước có màu

- Tổng chất rắn lơ lửng ( TSS ) : khối lượng tổng chất rắn được giữ lại thông qua bộ lọc

- Độ đục: Độ đục của nước bắt nguồn từ sự hiện diện của một số chất

lơ lửng có kích thước thay đổi từ dạng phân tán thô đến dạng keo, huyền phù (kích thước 0,1 – 10mm) Trong nước các chất gây đục thường là: đất sét, chất hữu cơ, vô cơ, thực vật và các vi sinh vật bao gồm các loại phiêu sinh động vật

- Amoni: Amoni có công thức hóa học NH3, là chất khí không màu và

có mùi khai Trong nước, Amoni tồn tại dưới 2 dạng là NH3 và NH4+ Tổng

NH3 và NH4+ được gọi là tổng Amoni tự do Đối với nước uống, tổng Amoni

sẽ bao gồm amoni tự do, monochloramine (NH2Cl), dichloramine (NHCl2) và

trichloramine[7] Đây cũng là một chất thường dùng trong khâu khử trùng nước cấp, chúng được sử dụng dưới dạng các hóa chất diệt khuẩn chloramines nhằm tạo lượng clo dư có tác dụng kéo dài thời gian diệt khuẩn khi nước được lưu chuyển trong các đường ống dẫn

- Oxy hòa tan (DO)

DO là lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật nước (cá, lưỡng thê, thuỷ sinh, côn trùng v.v ) thường được tạo ra

do sự hoà tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo Nồng độ oxy tự do trong nước nằm trong khoảng 8 - 10 ppm, và dao động mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân huỷ hoá chất, sự quang hợp của tảo và v.v Khi nồng độ

DO thấp, các loài sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thuỷ vực

- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)

Biochemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hóa): Là lượng oxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian

Để Oxy hoá hết chất hữu cơ trong nước thường phải mất 20 ngày ở

20oC Để đơn giản người ta chỉ lấy chỉ số BOD sau khi Oxy hoá 5 ngày, ký hiệu BOD5 Sau 5 ngày có khoảng 80% chất hữu cơ đã bị oxy hoá

- Nhu cầu oxy hóa học (COD)

Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị oxy hóa có trong nước thải Chỉ tiêu nhu cầu sinh hóa BOD5 không đủ để phản ánh khả năng oxy hóa các chất hữu cơ khó bị oxy hóa và các chất vô cơ có thể bị oxy hóa có trong nước thải, nhất là nước thải công nghiệp Vì vậy, cần phải xác định nhu cầu oxy hóa học để oxy hóa hoàn toàn các chất bẩn có trong nước thải

- Mn: Mangan là một kim loại màu trắng bạc, có kí hiệu Mn và có số hiệu nguyên tử 25 Nó được tìm thấy ở dạng tự do trong tự nhiên (đôi khi kết hợp với sắt) và trong một số loại khoáng vật Các trạng thái oxi hóa phổ biến nhất của Mangan là +2, +3, +4, +6 và +7 Trong đó, trạng thái ổn định nhất là

Mn+2 Mangan là kim loại tương đối hoạt động Nó dễ bị oxi hóa trong không khí bởi các chất oxi hóa mạnh như O2, F2, Cl2 Trong nước, mangan tồn tại dưới dạng Mn4+ và Mn2+ trong các muối tan của clorua, sulfat, nitrat

- Coliform: được coi là vi khuẩn chỉ định thích hợp để đánh giá chất lượng nước uống, nước sinh hoạt và nước nuôi trồng thủy sản (dễ phát hiện

và định lượng), thường tồn tại trong thiên nhiên và không đặc hiệu cho sự ô nhiễm phân

- E.coli: là vi khuẩn đại tràng là một trong những loài vi khuẩn chính

ký sinh trong đường ruột của động vật máu nóng (bao gồm chim và động vật

có vú) Vi khuẩn này cần thiết trong quá trình tiêu hóa thức ăn và là thành

phần của khuẩn lạc ruột Sự có mặt của E coli trong nước là một chỉ thị thường gặp cho ô nhiễm phân E coli thuộc họ vi khuẩn Enterobacteriaceae

và thường được sử dụng làm sinh vật chỉ điểm cho các nghiên cứu về ô nhiễm nguồn nước ăn uống và sinh hoạt

2.1.2 Cơ sở pháp lý

- Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/06/2014

và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015

- Luật Tài nguyên nước số: 17/2012/QH13 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 26/12/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013

- Nghị định số 124/2011/NĐ - CP ngày 28/12/2011 của Chính Phủ về sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch

- Quyết định số 09/2005/QĐ - BYT ngày 11/03/2005 của Bộ trưởng Y

tế về việc ban hành tiêu chuẩn ngành: Tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch

- Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18/12/2006 của Bộ trưởng

Bộ Tài nguyên và Môi trường về bắt buộc áp dụng TCVN về môi trường

- Ngày 17/06/2009 Bộ Y tế đã ra Thông tư số 04/2009/TT-BYT ban hành “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống” kí hiệu là QCVN 01:2009/BYT

- QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống

- TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1: 2006) - Chất lượng nước - Lấy mẫu

- Nghị định 201/2013/NĐ- CP quy định chi tiết thi hành một số điều của luật tài nguyên nước

- QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt của Bộ Y Tế

- TCVN 6663-1:2008 – Chất lượng nước – Lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu nước sông suối

2.1.3 Các tiêu chuẩn so sánh

Để đánh giá chính xác chất lượng nước, tùy theo từng mục đích sử dụng loại nước mà có những tiêu chuẩn, quy chuẩn khác nhau Cụ thể trong khóa luận sử dụng các quy chuẩn để đánh giá chất lượng nước:

- QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt

- QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống

- QCVN 02:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt

2.2 Cơ sở thực tiễn

2.2.1 Hiện trạng môi trường nước trên thế giới

2.2.1.1 Tài nguyên nước trên thế giới

Nước bao phủ 71% diện tích của trái đất trong đó có 97% là nước mặn, còn lại là nước ngọt Trong 3% lượng nước ngọt trên trái đất thì có khoảng 3/4 lượng nước ngọt mà con người không sử dụng được vì nó nằm quá sâu trong lòng đất, bị đóng băng, ở dạng hơi trong khí quyển và ở dạng tuyết trên lục địa… Chỉ có 0,5% nước ngọt hiện diện trong sông, suối, ao, hồ

mà con người đã và đang sử dụng Tuy nhiên nếu ta trừ phần nước bị ô nhiễm ra thì chỉ có khoảng 0,003% là nước ngọt sạch mà con người có thể

sử dụng được và nếu tính ra trung bình mỗi người được cung cấp 879.000 lít nước ngọt để sử dụng (Miller, 1988)

Một phần nước ngầm và nước hồ có độ khoáng hóa khá cao Trên Thế giới nước tự nhiên có độ mặn cao nhất không nằm trong biển và đại dương, mà

ở hồ Chết, nơi người và động vật không thể chìm hoàn toàn trong nước được Chỉ có 2,31% tổng thể nước Trái Đất là nước ngọt, trong đó 85,9% nằm trong băng tuyết hai cực và núi cao, 13,5% nằm trong nước ngầm Sông ngoài chứa được 1.700 km3 nước, chiếm 0,0001% tổng lượng và 0,005% lượng nước ngọt

của Trái Đất

Bảng 2.1 Tài nguyên nước một số Quốc gia trên thế giới

(Nguồn: Nguyễn Thị Phương Loan, 2005)

Quốc gia

Tổng lượng

km3

Tỷ lệ so với toàn cầu

Bình quân diện tích

103 m3/km2

Bình quân đầu người

103 m3/người Brazin

405

183

88

22,2 9,6 6,1 5,9 4,7 4,1 0,98 0,4 0,7

332

917

135 23,5 2,6

102 9,1 2,4

102 3,7 5,6

2.2.1.2 Tình hình sử dụng nước trên thế giới

Nhu cầu sử dụng nước càng ngày càng tăng theo đà phát triển của nền công nghiệp, nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người Theo sự ước tính, bình quân trên toàn thế giới có chừng khoảng 40% lượng nước cung cấp được sử dụng cho công nghiệp, 50% cho nông nghiệp và 10% cho sinh hoạt Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng nước lại thay đổi tùy thuộc vào sự phát triển của mỗi quốc gia Ví dụ: Ở Hoa Kỳ, khoảng 44% nước được sử dụng cho công nghiệp, 47% sử dụng cho nông nghiệp và 9% cho sinh hoạt và giải trí (Chiras,1991) Ở Trung Quốc thì 7% nước được dùng cho công nghiệp, 87% cho nông nghiệp, 6% sử dụng cho sinh hoạt và giải trí (Chiras, 1991)

Nhu cầu về nước trong công nghiệp: Sự phát triển càng ngày càng cao của nền công nghiệp trên toàn thế giới càng làm tăng nhu cầu về nước, đặc biệt đối với một số ngành sản xuất như chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy, luyện kim, hóa chất…, chỉ 5 ngành sản xuất này đã tiêu thụ mất 90% lượng nước sử dụng cho công nghiệp

Nhu cầu về nước trong nông nghiệp: Sự phát triển trong sản xuất nông nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòi hỏi một lượng nước ngày càng cao Theo M.I.Lvovits (1974), trong tương lai

do thâm canh nông nghiệp mà dòng chảy cả năm của các con sông trên toàn thế giới có thể giảm đi khoảng 700km3/năm Phần lớn nhu cầu về nước được

thỏa mãn nhờ mưa ở vùng có khí hậu ẩm, nhưng cũng thường được bổ sung bởi nước sông hoặc nước ngầm bằng biện pháp thủy lợi nhất là vào mùa khô Người ta ước tính được mối quan hệ giữa lượng nước sử dụng với lượng sản phẩm thu được trong quá trình canh tác như sau: để sản xuất 1 tấn lúa mì cần đến 1.500 tấn nước, 1 tấn gạo cần đến 4.000 tấn nước và 1 tấn bông vải cần đến 10.000 tấn nước Sở dĩ cần một lượng lớn nước như vậy chủ yếu là do sự đòi hỏi của quá trình thoát hơi nước của cây, sự bốc hơi nước của lớp nước

mặt trên đồng ruộng, sự trực di của nước xuống các lớp đất bên dưới và phần nhỏ tích tụ lại trong các sản phẩm nông nghiệp Dự báo nhu cầu về nước trong nông nghiệp đến năm 2000 sẽ lên tới 3.400 km3/năm, chiếm 58% tổng nhu cầu về nước trên thế giới (M.I.Lvovits, 1974)

Nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí: Theo sự ước tính thì các cư dân sinh sống kiểu nguyên thủy chỉ cần 5-10 lít nước/người/ngày Ngày nay, do

sự phát triển của xã hội loài người ngày càng cao nên nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí cũng ngày càng tăng theo nhất là ở các thị trấn và các đô thị lớn, nước sinh hoạt tăng gấp hàng chục đến hàng trăm lần Theo sự ước tính

đó thì đến năm 2000, nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí sẽ tăng gần 20 lần

so với năm 1990, tức là chiếm 7% tổng nhu cầu nước trên thế giới (Cao Liêm

và bệnh tiêu chảy như tả, khiết lị, thương hàn,

Chương trình môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) cho biết biến đổi khí hậu và việc con người sử dụng nguồn nước phung phí là nguyên nhân chính khiến thế giới ngày càng tiếp tục khát nước Do không quản lý tốt việc sử dụng nguồn nước và tình trạng khai thác bừa bãi khiến nguồn nước ngầm ngày càng thiếu hụt Hơn nữa, sự gia tăng dân số kéo theo nhu cầu cần phải phát triển nghiệp, do đó việc tận dụng nguồn nước nhất là nguồn nước ngầm sẽ là một nguy cơ cạn kiệt trong tương lai Trước hết các Quốc gia phát triển phải trực diện với nạn gia tăng dân số vì không có khả năng ngăn cản mức sản sinh của người dân, các nước này sẽ là nạn nhân đầu tiên của khan hiếm nguồn nước

Trong bản báo cáo ra ngày 9/11/2007, chương trình phát triển của Liên Hợp Quốc (UNDP) đã đưa ra những con số đáng lo ngại: 1,1 tỷ người chưa được sử dụng nước sạch, 2,6 tỷ người vẫn chưa được tiếp cận tới dịch vụ nước sạch và vệ sinh liên quan chặt chẽ sức khỏe con người Kể cả những nước dồi dào cũng có thể không có dịch vụ cung cấp nước sạch tốt Ở Paraguay, hơn 40% dân số ở nông thôn không được tiếp cận tới nguồn nước được cải thiện như nước cấp qua hệ thống ống dẫn hay giếng nước có nắp đậy Nhưng ở Jordan khan hiếm nguồn nước thì 95% dân số tiếp cận được tới dịch vụ nước sạch

2.2.2 Hiện trạng môi trường nước ở Việt Nam

2.2.2.1 Tài nguyên nước và tình hình sử dụng nước ở Việt Nam

a Nước mặt

Tổng lượng nước mặt trên và đến lãnh thổ trên một năm là: 830-840 tỷ

m3, trong đó: Nội sinh là 310-315 tỷ m3 chiếm 37% Ngoại sinh là 520-525 tỷ

m3 chiếm 63%

Ở Việt Nam tài nguyên nước mặt (dòng chảy sông ngòi) tương đối phong phú, có mạng lưới sông suối khá dày đặc với 2372 con sông với dòng chảy quanh năm (với độ dài mỗi con sông hơn 10km) Tổng diện tích lưu vực sông là: 1.167.000 km2, trong đó phần lưu vực nằm ngoài lãnh thổ là: 835.422

km2, chiếm đến 72% Có 13 sông chính và sông nhánh lớn có diện tích lưu

vực từ 10.000 km2 trở lên; 166 con sông có diện tích lưu vực dưới 10.000

km2 Tuy nhiên, tài nguyên nước mặt biến đổi mạnh mẽ theo thời gian (dao động giữa các năm và phân bố không đều trong năm) và còn phân bố không đều giữa các hệ thống sông và các vùng (Bộ TN&MT 2006)

Việt Nam là một quốc gia có lượng mưa trung bình năm khá lớn tới trên 2000mm Ba phần tư lãnh thổ là đồi núi với độ che phu rừng hiện khoảng 29%, mạng lưới sông, suối, đầm, hồ ao, kênh mương khá dày có nước quanh năm Nhờ đó tài nguyên nước nhìn chung tương đối phong phú: hàng năm lượng nước mặt sản sinh nội địa đạt 32,5 tỷ m3/năm, nếu kể cả lượng nước bên ngoài lãnh thổ chảy vào khoảng 889 tỷ m3/năm, nước dưới đất có trữ lượng tiềm năng khoảng 48 tỷ m3/năm

Tuy nhiên lượng nước mặt có thể khai thác không thật khả quan, một mặt khả năng sử dụng lượng nước chảy từ ngoài lãnh thổ vào rất bấp bênh, thiếu chủ động và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, mặt khác nếu xét lượng nước cho phép sử dụng không được vượt quá 30% lượng nước đến nên ta thấy nhiều nơi không có đủ nước dùng Ví dụ lượng nước cần trong các tháng II –

IV của đồng bằng bắc bộ chiếm tới 43 – 53,8%, cá biệt tại phả lại chiếm 69 – 112% lượng nước đến… Trong vài thập niên đầu tiên của thế kỉ mới, nguy cơ thiếu nước sẽ đến với Đông Nam Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và cả châu thổ sông Hồng

Theo sự ước tính thì lượng nước mưa hằng năm trên toàn lãnh thổ khoảng

640 km3, tạo ra một lượng dòng chảy của các sông hồ khoảng 313 km3 So với nhiều nước, Việt Nam có nguồn nước ngọt khá dồi dào lượng nước bình quân cho mỗi đầu người đạt tới 17.000 m3/ người/ năm Do nền kinh tế nước ta chưa phát triển nên nhu cầu về lượng nước sử dụng chưa cao, hiện nay mới chỉ khai thác được 500 m3/người/năm nghĩa là chỉ khai thác được 3% lượng nước được

tự nhiên cung cấp và chủ yếu là chỉ khai thác lớp nước mặt của các dòng sông và phần lớn tập trung cho sản xuất nông nghiệp (Cao Liêm và Trần Đức Viên, 1990)

b Nước ngầm

Theo liệt kê của 4 tổ chức quốc tế: WRI, UNDP, UNEP, WB đăng trên sách World Resource xuất bản năm 2001 Việt Nam là quốc gia có tài nguyên nước dưới đất khá lớn, đứng thứ 34 so với 155 quốc gia và vùng lãnh thổ nhưng việc khai thác sử dụng nước dưới đất ở Việt Nam còn ở mức thấp so với nước mặt (<2%)

Tổng lượng nước dưới đất mà Việt Nam khai thác đến nay khoảng 1,85 tỷ m3, (Theo TS Đặng Đình Phúc, nguyên trưởng phòng quản lý – Cục quản lý Tài nguyên nước Bộ Tài nguyên và Môi trường) trong đó:

- Cấp nước cho các đô thị, các khu công nghiệp: 650 triệu m3

- Cấp nước sinh hoạt nông thôn: 650 triệu m3

- Nước tưới: 550 triệu m3 (riêng tưới cho cà phê Đắc Lắc: 350 triệu m3) Với tình trạng khai thác nước dưới đất ngày càng tăng như hiện nay trong khi nhận thức về vai trò của nước cũng như ý thức trách nhiệm của mọi người trong việc khai thác, sử dụng, bảo vệ nguồn nước chưa được đầy đủ thì thế giới

sẽ phải đối mặt với nguy cơ cạn kiệt, ô nhiễm các nguồn nước dưới đất

c Nước khoáng và nước nóng

Theo thống kê chưa đầy đủ thì ở Việt Nam có khoảng 350 nguồn nước khoáng và nước nóng, trong đó nhóm chứa Carbonic tập trung ở Nam Trung

Bộ, Đông Nam Bộ và Nam Tây Nguyên Nhóm chứa Sulfur Hydro ở Tây Bắc

và miền núi Trung Bộ Nhóm chứa Silic ở Trung và nam Trung bộ Nhóm chứa Sắt ở Đồng Bằng Bắc Bộ Nhóm chứa Brom, Iod và Bor có trong các trầm tích miền võng Hà Nội và ven biển vùng Quảng Ninh Nhóm chứa Fluor

ở Nam Trung Bộ Phần lớn nước khoáng cũng là nguồn nước nóng, gồm 63 điểm ấm với nhiệt độ từ 30oC– 40oC; 70 điểm nóng vừa với nhiệt độ từ 410C–

600C và 36 điểm rất nóng với nhiệt độ từ 600C – 1000C; Từ những số liệu trên cho thấy rằng tài nguyên nước khoáng và nước nóng của Việt Nam rất đa dạng

về kiểu loại và phong phú có tác dụng chữa bệnh, đồng thời có tác dụng giải khát và nhiều công dụng khác

2.2.2.2 Hiện trạng chất lượng nước

Chất lượng nước đang là vấn đề quan trọng tại Việt Nam Tình hình ô nhiễm nước do nước thải sinh hoạt kể cả ở đô thị vào nhiều vùng nông thôn đã lên mức báo động Hầu hết lượng nước thải hiện nay trực tiếp xuống cống rãnh,

ao hồ, đầm lầy mà không qua xử lý Đặc biệt là nước thải của các bệnh viện, cơ

sở y tế, các khu chăn nuôi là những nguồn gây ô nhiễm rất nghiêm trọng Chất lượng nước ở mức báo động do bị ảnh hưởng của nước thải từ các nhà máy công nghiệp, làng nghề, khai thác khoáng sản, nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản Việc lạm dụng phân bón và thuốc trừ sâu làm cho nước các ao hồ, sông suối bị tạo thành muối và ô nhiễm Nước ô nhiễm có thể ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm nông nghiệp và ngư nghiệp từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và khả năng cạnh tranh thương mại

Qua kết quả xét nghiệm 185 nguồn nước trên địa bàn 16 xã trong cả nước

đã thực hiện năm 2006 cho thấy: tỉ lệ nguồn nước đạt tiêu chuẩn vệ sinh chỉ đạt 1,1%; tỉ lệ đạt các chỉ tiêu về hóa lý là 58,47% ( các tiêu chuẩn thông thường gặp: pH:27%; Fe: 8,19%; Cl: 4,91%) Chỉ tiêu vi sinh vật chỉ đạt 1,1% ( trong đó 25,95% ô nhiễm vi sinh vật ở mức độ nhẹ và trung bình; 72,95% ô nhiễm ở mức

độ cao)

Mức độ ô nhiễm vi sinh vật nguồn nước có nơi vượt tiêu chuẩn cho phép đến vài nghìn lần khảo sát các yếu tố liên quan cho thấy: có 25,1% nguồn nước xây dựng gần nhà tiêu; 65,9% gần chuồng gia súc, hồ nước thải Ngoài ra còn có các yếu tố gây ô nhiễm như: dụng cụ lấy nước không đảm bảo, bơm hỏng tại các điểm tiếp súc, nền giếng hỏng… chiếm tỉ lệ khá cao Đối chiếu với số liệu thống

kê ( 77,11% nguồn nước hợp vệ sinh) với đánh giá của trung tâm y tế dự phòng

sẽ thấy độ vênh khá lớn giữa loại nước hợp vệ sinh và loại nước đủ tiêu chuẩn nước sạch

2.2.3 Sơ lược cơ bản của vùng Tây Bắc

Tây Bắc theo cách hiểu truyền thống là một tiểu vùng gồm các địa phương thuộc các tỉnh Điện Biên, Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình, Yên Bái và Lào Cai Ngày nay tiểu vùng này thuộc vào vùng Tây Bắc mở rộng bao gồm hầu hết các tỉnh miền núi và trung du Bắc Bộ và các huyện phía tây Nghệ An

và tây Thanh Hóa - Vùng có điều kiện tự nhiên khó khăn, khắc nghiệt nhất, nguy cơ tai biến môi trường cao nhất nhưng lại là nơi có địa chính trị quan trọng nhất

Các dãy núi chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, trong đó có dãy Hoàng Liên Sơn dài đến 180 km, rộng 30 km, cao từ 1500m trở lên, các đỉnh cao nhất như Phanxipăng 3142m, Yam Phình 3096m, Pu Luông 2.983m

Vùng Tây Bắc – phạm vi chỉ đạo trực tiếp của Ban chỉ đạo Tây Bắc gồm 12 tỉnh (Hà Giang, Lào Cai, Yên Bái, Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Hòa Bình, Cao Bằng, Bắc Cạn, Lạng Sơn, Phú Thọ, Tuyên Quang) và 21 huyện phía tây Nghệ An và tây Thanh Hóa Đây cùng là địa bàn sinh sống của trên 11,6 triệu người thuộc hơn 30 dân tộc anh em, trong đó có khoảng 63% là đồng bào các dân tộc thiểu số

Vùng Tây Bắc giàu có tiềm năng, với lợi thế phát triển nông, lâm nghiệp, thủy điện, khoáng sản, du lịch và kinh tế cửa khẩu Đây là nơi có nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên thiết yếu đối với sự phát triển bền vững của vùng và của cả nước Bên cạnh đó, đây còn là vùng có nguồn tài nguyên văn hóa – nhân văn to lớn và phong phú, đặc biệt là kho tàng tri thức bản địa

và di sản văn hóa vật thể và phi vật thể đặc sắc của đồng bào các dân tộc, như Thái, Mường, H’mông, Dao, Tày, Nùng Đây cũng là nơi có nhiều di tích lịch sử và danh thắng nổi tiếng thế giới Trong lịch sử cũng như hiện tại, vùng

Tây Bắc luôn luôn có vị trí địa lý – chính trị vô cùng quan trọng, liên quan mật thiết đến sự hưng thịnh, tồn vong của đất nước Tuy nhiên, hiện nay Tây Bắc là một trong những vùng đương đầu với những khó khăn gay gắt và phức tạp nhất

2.2.4 Hiện trạng môi trường nước tỉnh Hà Giang

2.2.4.1 Hiện trạng nước mặt tỉnh Hà Giang

Hà Giang là một trong những nơi có lượng mưa lớn nhất trong cả nước, tuy nhiên, do địa hình chia cắt, núi đá tai mèo nên lượng nước sinh thủy thấp,

do đó đây cũng là nơi có tới 4 huyện vùng cao núi đá là Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh và Quản Bạ thường xuyên thiếu nước về mùa khô Với địa hình phức tạp, nhiều dãy núi cao nguy hiểm, việc dẫn, giữ nước và khai thác tài nguyên nước trong khu vực tỉnh Hà Giang là tương đối khó khăn Thời gian thiếu nước sinh hoạt thường kéo dài từ tháng 10 cuối năm trước đến tháng 4 năm sau Để có nước sinh hoạt, người dân phải đi bộ hàng chục km và hứng nước nửa ngày mới đủ nước sinh hoạt dùng trong 4-5 ngày cho gia đình Nước chủ yếu chỉ được dùng để uống và nấu ăn một cách rất hạn chế; nước sinh hoạt trong mùa khô càng thiếu thốn hơn

Chất lượng nước sông suối khu vực biên giới tỉnh Hà Giang có xu hướng giảm sút Theo Báo cáo Hiện trạng môi trường tổng thể tỉnh Hà Giang giai đoạn 2011-2015 của Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Giang năm 2016, kết quả quan trắc cho thấy chất lượng nước sông Lô khu vực cửa khẩu Thanh Thủy có thông

số TSS tại 02 đợt quan trắc năm 2011, đợt 1 năm 2012 và đợt 1 năm 2013 vượt giới hạn cho phép của Cột B1 QCVN08:2008/BTNMT, thông số kim loại nặng như Zn (từ 0,15 đến 0,2 mg/L), Fe(từ 0,3 đến 1 mg/L), coliform,… cao gấp nhiều lần tại các vị trí khác trên sông Lô và phụ lưu sông Lô Báo cáo cũng cho thấy rằng các hoạt động sản xuất từ phía Trung Quốc đã gây ảnh hưởng nhất định tới chất lượng nước sông Lô khu vực cửa khẩu Thanh Thủy làm cho một số

thông số TSS, Zn, Fe, Coliform tại khu vực này cao hơn vị trí khác trên cùng lưu vực sông Lô Trên suối Đỏ chảy vào sông Chảy, hàm lượng Pb khoảng 0,13 đến

0,17 mg/L, Zn là 0,15 đến 3,5 mg/L, Fe từ 0,28 đến 2,34 mg/L,… vượt quy định

cho phép đối với nguồn nước A1 hoặc A2 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT – Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước mặt nhiều lần [5]

2.2.4.2 Tình hình nhu cầu nước sạch tại địa phương

Trung đoàn 877 thuộc Bộ Chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang được ra đời

để làm nhiệm vụ bảo vệ vùng biên cương của Tổ quốc Từ ngày đó đến nay, trải qua quá trình xây dựng phát triển và cùng nhiều lần chia tách, sát nhập đến tháng 2/2015, Bộ Quốc phòng chính thức quyết định tái thành lập Trung đoàn 877 Với truyền thống vẻ vang, hiện nay Trung đoàn 877 đang thi đua giành thành tích cao nhất trong việc huấn luyện lực lượng dự bị động viên và chiến sĩ mới Tuy nhiên hiện nay với điều kiện thực tế mới tái thành lập, trung đoàn hiện đang rất thiếu thốn về nguồn nước sạch phục vụ cho cuộc sống người lính trong trung đoàn Toàn bộ Trung đoàn quân số khoảng 1000 người nhưng chỉ có một nguồn nước duy nhất là 01 giếng nước trong trung đoàn, do

đó việc cung cấp nước là thiếu so với nhu cầu của Trung đoàn 877 Trên địa bàn gần với Trung đoàn 877 có suối Tà Vải, với lưu lượng nước ổn định, tuy nhiên nước suối còn nhiều chất hữu cơ, rác, cây mục nên để có thể khai thác

sử dụng thêm làm nước sinh hoạt thì cần phải qua xử lý

Trung đoàn 877 thuộc Bộ Chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang có nguồn cấp nước chủ yếu từ suối Tà Vải Suối Tà Vải có lưu lượng nước tối thiểu 2m3/s, địa hình dốc

Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang trực thuộc Bộ chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang nằm tại phường Ngọc Hà, thị xã Hà Giang Trường được thành lập với mục đích huấn luyện số lượng chiến sĩ mới hàng năm bổ sung quân số cho tỉnh Hà Giang từ 500 đến 800 chiến sĩ Sinh hoạt của các học viên ở đây

được chính quyền địa phương là Ban chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang và UBND tỉnh rất quan tâm, tuy vậy do điều kiện địa hình đóng quân ở khu vực khó khăn, đời sống của các chiến sĩ còn nhiều vất vả, nhất là nhu cầu về nguồn nước sạch Cả trường hiện nay chỉ có 1 nguồn nước giếng khoan duy nhất tuy nhiên trữ lượng nước giếng ít và chất lượng nguồn nước kém, nước giếng thường vàng, có mùi hôi tanh nhiều, hơn nữa trữ lượng lại ít nên không

đủ nhu cầu sử dụng của đơn vị

Qua đó thấy rõ nguồn nước sạch với một khối lượng ổn định khoảng 50

m3/h là nhu cầu cấp thiết để phục vụ cho sinh hoạt, đời sống hàng ngày cho các chiến sĩ tại Trung đoàn 877 và Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang

Vì vậy việc nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý nước phục vụ cho dân

sinh và đảm bảo mục tiêu quốc phòng an ninh là nhiệm vụ cần thiết

2.3 Tổng quan về vật liệu lọc hấp phụ và màng lọc MF

2.3.1 Tổng quan về vật liệu lọc hấp phụ

2.3.1.1 Khái niệm về vật liệu lọc hấp phụ

Hấp phụ, trong hóa học là quá trình xảy ra khi một chất khí hay chất lỏng bị hút trên bề mặt một chất rắn xốp hoặc là sự gia tăng nồng độ của chất này trên bề mặt chất khác

Vật liệu lọc hấp phụ là vật liệu xốp có tính hấp phụ như: than hoạt tính, silicagen, nhôm oxit, zeolit, sắt oxit…

2.3.1.2 Một số vật liệu hấp phụ phổ biến

Than hoạt tính là một thuật ngữ chung để gọi tên một dãy các vật liệu cacbon có độ xốp cao và do đó có một bề mặt riêng rất lớn 500-1500m2/g Than xốp chứa 88 - 98% than tuỳ theo điều kiện chế tạo, thu được bằng cách than hoá nguyên liệu hữu cơ (vd: than mỏ, gỗ, sọ dừa, xương, xenlulose, tre, nứa, mùn cưa ) và hoạt hoá sản phẩm nhận được ở khoảng 900oC Hoạt hoá

là quá trình cho than phản ứng với hơi nước, khí cacbonic, kẽm clorua, v…v…

Hình 2.1 Than hoạt tính

Silicagen: Là một chất hấp phụ có thành phần chủ yếu là silic oxit có cấu trúc rất xốp Người ta cho rằng silicagen hạt chứa rất nhiều quả cầu nhỏ SiO2, các quả cầu này tụ lại với nhau, sắp xếp không theo một trật rự nào về mặt hình học khoảng không giữa các quả cầu nhỏ chính là lỗ xốp, tổng diện bề mặt ngoài của các quả cầu là diện tích bề mặt của silicagel Độ xốp của silicagel đạt tới 50-60%, diện tích bề mặt đạt tới 800 m2/g Thường được chế tạo bằng cách kết tủa SiO2 từ dung dịch thủy tinh lỏng Tính chất của silicagel phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nồng độ, pH, nhiệt độ, Hạt keo càng nhỏ thì điện tích bề mặt và nhóm chức càng lớn

Hình 2.2 Hạt Silicagen

Nhôm oxit: Là vật liệu màu trắng ngà không tan trong nước nhưng tan trong axit đặc, khi nung ở nhiệt độ cao nó chuyển sang dạng thù hình khác và không tan trong axit Nhôm oxit tồn tại dưới nhiều dạng thù hình Khi loại bỏ nước của nhôm hydroxit dạng orto hay meta hay nung nhôm oxithydrat sẽ tạo thành Al2O3 tinh thể Sản xuất công nghiệp Nhôm oxit thường dùng quặng bauxit Nhôm oxit được sử dụng làm chất sấy khô, chất mang xúc tác xử lý phân đoạn dầu mỏ, khử mùi hấp phụ một số chất đặc thù như fluor, asen…