Đánh giá hiệu quả xử lý nước sinh hoạt của các cơ sở cấp nước tập trung tại thị xã đông triều tỉnh quảng ninh và đề xuất giải pháp cải thiện

Vì vậy, để hiện trạng chất lượng nước cấp sinh hoạt và đánh giá hiệu quả xử lý tại thị xã Đông Triều tỉnh Quảng Ninh luận văn “Đánh giá hiệu quả xử lý nước sinh hoạt của các cơ sở cấp n

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Văn Tú

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC SINH HOẠT CỦA CÁC CƠ SỞ CẤP NƯỚC TẬP TRUNG TẠI THỊ XÃ ĐÔNG TRIỀU TỈNH QUẢNG NINH

VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Văn Tú

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC SINH HOẠT CỦA CÁC CƠ SỞ CẤP NƯỚC TẬP TRUNG TẠI THỊ XÃ ĐÔNG TRIỀU TỈNH QUẢNG NINH

VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của

TS Phạm Thị Thúy, Khoa Môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về luận văn của mình

HỌC VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Văn Tú

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn Thạc sĩ này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới quý Thầy cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) đã tận tình dạy bảo, truyền đạt, giúp đỡ cho tôi kiến thức nền tảng trong suốt thời gian học tập và hoàn thiện luận văn

Tôi đặc biệt xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Phạm Thị Thúy, Giảng viên

Bộ môn Công nghệ môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, người trực tiếp đã hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn theo quy định của nhà trường

Trong quá trình nghiên cứu của mình, tôi xin cảm ơn các cán bộ, nhân viên Công ty Cổ phần nước sạch Quảng Ninh, Xí nghiệp nước Đông Triều đã hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi, hợp tác trong quá trình làm luận văn

Tôi chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã khích lệ, động viên, chia sẻ tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 09 tháng 09 năm 2019

Học viên

Nguyễn Văn Tú

i

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT _ iii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v

MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3 1.1 Khái quát chung về nước sinh hoạt _ 3 1.1.1 Nước sinh hoạt _ 3 1.1.2 Các chất ô nhiễm trong nước sinh hoạt _ 4 1.1.3 Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước 4 1.1.4 Ảnh hưởng ô nhiễm nước sinh hoạt đên sức khỏe con người _ 6 1.2 Nước sinh hoạt ở Việt Nam _ 8 1.2.1 Hiện trạng chất lượng nước sinh hoạt ở Việt Nam 8 1.2.2 Hiện trạng quản lý nước sinh hoạt tại Việt Nam 12 1.2.3 Một số phương pháp xử lý nước sinh hoạt trên thế giới và Việt Nam 13 1.2.4 Giải pháp đối phó với thiếu nước và xâm nhập mặn _ 19 1.3 Thực trạng tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh và các nhà máy xử lý nước trên địa bàn thị xã Đông Triều _ 21 1.3.1 Thực trạng tài nguyên nước của tỉnh Quảng Ninh _ 21 1.3.2 Các nhà máy xử lý nước cấp trên địa bàn thị xã Đông Triều _ 21 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU _ 28 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu _ 28 2.2 Nội dung nghiên cứu _ 28 2.3 Phương pháp nghiên cứu 28 2.3.1 Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu _ 28 2.3.2 Phương pháp điều tra khảo sát và lấy mẫu thực địa 28 2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 33 2.3.4 Phương pháp đánh giá hiệu quả xử lý của các nhà máy cấp nước sinh hoạt

34

ii

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN _ 39 3.1 Hiện trạng các nguồn nước, hệ thống cung cấp và xử lý nước sinh hoạt tại thị xã Đông Triều 39 3.1.1 Hiện trạng cung cấp nước trên địa bàn thị xã Đông Triều _ 39 3.1.2 Hiện trạng các nguồn nước cấp sinh hoạt tại thị xã Đông Triều 39 3.2 Đánh giá chất lượng nước tại hệ thống xử lý nước cấp của các nhà máy xử lý nước cấp thị xã Đông Triều 41 3.2.1 Hiện trạng chất lượng nước nguồn đầu vào của các nhà máy xử lý nước cấp

41

3.2.2 Hiện trạng chất lượng nước cấp của các nhà máy xử lý nước cấp _ 46 3.3 Đánh giá hiệu quả xử lý của các nhà máy cấp nước sinh hoạt _ 49 3.3.1 Nhóm tiêu chí về kỹ thuật 50 3.3.2 Nhóm tiêu chí về kinh tế _ 50 3.3.3 Nhóm tiêu chí về môi trường _ 51 3.3.4 Nhóm tiêu chí về xã hội _ 51 3.4 Đề xuất một số giải pháp cải tạo công nghệ xử lý, quản lý và giám sát chất lượng nước 54 3.4.1 Giải pháp quản lý 54 3.4.2 Đề xuất một số giải pháp cải tạo công nghệ xử lý, quản lý và giám sát chất lượng nước _ 55 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TTNSHVSMTNT Trung tâm Nước sinh hoạt Vệ sinh môi trường nông thôn

iv

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Vị trí các điểm lấy mẫu tại mạng lưới thu gom nước cấp và hệ thống xử lý

nước cấp tại thị xã Đông Triều 29 Bảng 2.2: Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu nước thô trong nghiên cứu [4] 31Bảng 2.3: Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu nước cấp trong nghiên cứu [4] 33Bảng 2.4: Các tiêu chí đánh giá và thang điểm đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử

lý nước cấp 35Bảng 2.5: Điều kiện áp dụng đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý 38Bảng 3.1: Kết quả điều tra sử dụng các nguồn nước của người dân trên địa bàn thị xã

Đông Triều 40Bảng 3.2: Kết quả cảm quan về màu sắc, mùi, vị của người dân trên địa bàn thị xã

Đông Triều về chất lượng nước cấp 40Bảng 3.3: Kết quả phân tích các mẫu nước thô (nước nguồn đầu vào) tại các đơn vị

được khảo sát 41Bảng 3.4: Kết quả phân tích chất lượng nước thành phẩm tại các đơn vị được khảo sát

46Bảng 3.5: Thang điểm đánh giá của Nhà máy nước Mạo Khê - Đông Triều thông qua

các tiêu chí 51

v

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cơ chế xử lý trong hệ BAC (a) và hệ O3- BAC (b) 14

Hình 1.2 Bể lọc sinh học uBCF tại Nhà máy nước Vĩnh Bảo, Công ty Cấp nước Hải Phòng 15

Hình 1.3 Sơ đồ lắp đặt hệ thống RO: a) Single pass và multiple pass; b) Single stage và multiple stage 20

Hình 1.4 Mô hình tái sử dụng nước 20

Hình 3.1: Hàm lượng TSS trong các mẫu nước được khảo sát 45

Hình 3.2: Hàm lượng COD trong các mẫu nước được khảo sát 45

Hình 3.3: Hàm lượng BOD5 trong các mẫu nước được khảo sát 46

1

MỞ ĐẦU

Tỉnh Quảng Ninh là một tỉnh đang phát triển năng động tại khu vực phía Bắc với hệ thống sông ngòi, nước ngầm, nước mặt đa dạng phục vụ cho các mục đích phát triển kinh tế xã hội và đáp ứng nhu cầu chất lượng nước ăn uống, nước sinh hoạt cho nhân dân trên địa bàn Chính vì vậy việc xem xét đánh giá chất lượng nước sinh hoạt

từ nước nguồn đầu vào tới nước thành phẩm tại các đơn vị cung cấp nước trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh là yếu tố quan trọng

Về hiện trạng nguồn nước sinh hoạt tại Quảng Ninh hiện nay nguồn nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt trên địa bàn tỉnh thuộc các lưu vực sông Trung Lương (Đông Triều); Thác Nhoòng, Mằn (Hoành Bồ); Đá Bạc (Hạ Long); Tiên Yên (Tiên Yên); Bình Liêu (Bình Liêu); Ba Chẽ (Ba Chẽ); Đầm Hà (Đầm Hà); Hà Cối (Hải Hà); Đồng Mô, Pắc Hooc (Bình Liêu); các hồ chứa cung cấp nước cho các nhà máy nước với tổng dung tích hồ khoảng 239,82 triệu m3 gồm các hồ Bến Châu, Khe Chè (Đông Triều); Yên Lập (Quảng Yên); Cao Vân (Cẩm Phả); Kim Tinh, Đoan Tĩnh, Tràng Vinh, Vạn Gia (Móng Cái); Trường Xuân, C4, Chiến Thắng (Cô Tô); Mắt Rồng, Khe Mai (Vân Đồn) Để cung cấp nước cho người dân trên địa bàn toàn tỉnh hiện có 29 nhà máy nước và trạm cấp nước đang vận hành cấp cho 14 đô thị và vùng lân cận với tổng công suất thiết kế 194.700 m3/ngày - đêm Tổng lượng nước cấp cho sinh hoạt tại 14 huyện/thị xã/thành phố trên địa bàn tỉnh là 57,869 triệu m3/năm, tỷ lệ cấp nước sinh hoạt đô thị đạt 91,12% [10]

Các nguồn nước mà người dân sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày thường được lấy từ: Hệ thống cung cấp nước tại các nhà máy, xí nghiệp nước, cơ sở cấp nước tập

trung (nước máy), nước mưa, nước giếng khơi, nước máng lần, nước giếng khoan…

Theo tính toán của ngành nước tỉnh, tổng nhu cầu dùng nước của 14 đô thị và các khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh theo các giai đoạn đến năm 2020 là 457.100m3/ngày - đêm; đến năm 2025 là 743.600m3/ngày - đêm; đến năm 2030 là 1.062.100m3/ngày - đêm Như vậy, với công suất cấp nước của các nhà máy nước như hiện nay thì khả năng cấp nước còn thiếu so với nhu cầu sử dụng nước trên địa bàn tỉnh Cụ thể: Đến năm 2020 thiếu 269.300m3/ngày-đêm; đến năm 2025 thiếu 555.800m3/ngày-đêm [10]

Hiện nay, hệ thống cấp nước tập trung do Công ty cổ phần nước sạch Quảng Ninh quản lý bao gồm hệ bao gồm 20 nhà máy và 187 cơ sở cấp nước tập trung với 19 giếng ngầm và tổng lượng nước mặt khai thác: 162.700 m3/ngđ (tỷ lệ nước mặt: 86,6

%), tổng lượng nước ngầm khai thác: 26.3500 m3/ngđ (tỷ lệ nước ngầm:13,4 %) phục

vụ cấp nước các khu vực Đông Triều, Uông Bí, Quảng Yên, Hạ Long, Hoành Bồ, Cẩm Phả, Vân Đồn, Tiên Yên, Ba Chẽ, Hải Hà, Đầm Hà, Móng Cái [10]

2

Tuy nhiên, nguồn nước giếng đào, giếng khoan trên địa bàn được kiểm tra, giám sát đạt vệ sinh ngoại cảnh 35.733/115.201 (chiếm 31%) Trung tâm Y tế tuyến huyện hệ thống Labo xét nghiệm chưa đạt yêu cầu của thông tư 50/2015/TT-BYT ngày 11 tháng 12 năm 2015 của Bộ Y tế quy định kiểm tra vệ sinh chất lượng nước ăn uống, sinh hoạt nên chưa đánh giá được thực tế chất lượng nguồn nước này [10]

Đối với hệ thống nước máng lần, tự chảy được kiểm tra, giám sát và đạt vệ sinh ngoại cảnh 2.134/4.612 hệ thống (chiếm 46,3%), cũng chưa đánh giá được thực tế chất lượng nguồn nước này Do đó, số lượng và chất lượng nước cung cấp từ nhiều cơ s ở cấp nước hiện đang bi ̣ giảm sút nên hàng năm sẽ có m ột số người đã được hưởng nước sạch sẽ trở thành người chưa được hưởng nước sạch Thêm vào đó , việc quản lý bền vững công trình cấp nước sau khi xây dựng còn yếu , các mô hình quản lý công trình cấp nước tập trung mới là thử nghiệm, chưa có tổng kết, đánh giá tính phù hợp

Vì vậy, để hiện trạng chất lượng nước cấp sinh hoạt và đánh giá hiệu quả xử lý

tại thị xã Đông Triều tỉnh Quảng Ninh luận văn “Đánh giá hiệu quả xử lý nước sinh

hoạt của các cơ sở cấp nước tập trung tại thị xã Đông Triều tỉnh Quảng Ninh và đề xuất giải pháp cải thiện” được lựa chọn nhằm đề xuất các giải pháp cải thiện góp

phần nâng cao hiệu quả của công tác quản lý chất lượng nước sinh hoa ̣t nhằm đảm bảo sức khỏe cộng đồng, không để dịch bệnh phát sinh

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn tập trung vào các nội dung sau:

- Hiện trạng chất lượng nước sinh hoạt tại thị xã Đông Triều tỉnh Quảng Ninh;

- Đánh giá hiệu quả công nghệ hệ thống xử lý nước cấp tại các cơ sở cung cấp nước sinh hoạt tại thị xã Đông Triều;

- Đề xuất các giải pháp bảo vệ nguồn nước sinh hoạt thị xã Đông Triều tỉnh Quảng Ninh

3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Khái quát chung về nước sinh hoạt

Khái niêm nước sinh hoạt: là nước được sử dụng hàng ngày cho nhu cầu sinh hoạt như tắm, giặt giũ, nấu nướng, rửa,vệ sinh… thường không sử dụng để ăn, uống trực tiếp [7]

QCVN 02:2009/BYT: Áp dụng đối với nước sinh hoạt dùng trong các hoạt động sinh hoạt thông thường hoặc dùng cho chế biến thực phẩm tại các cơ sở chế biến thực phẩm

Đối tượng áp dụng: Các cơ quan, tổ chức, cá nhân và hộ gia đình khai thác, kinh doanh nước sinh hoạt bao gồm cả các cơ sở cấp nước tập trung dùng cho mục đích sinh hoạt (công suất 1000m3/ngày.đêm trở lên)

Áp dụng với nước dùng để ăn uống, nấu nướng: QCVN 01:2009/BYT:

Đối tượng áp dụng: Các cơ quan, tổ chức, cá nhân và hộ gia đình khai thác, kinh doanh nước ăn uống bao gồm cả các cơ sở cấp nước tập trung dùng cho mục đích sinh hoạt (công suất 1000m3/ngày.đêm trở lên)

Áp dụng đối với nước dùng để uống trực tiếp: Tiêu chuẩn 6-1:2010/BYT

QCVN 01:2009/BYT áp dụng với nước máy thành phố với 109 chỉ tiêu, mỗi chỉ tiêu đều có mức độ đánh giá cụ thể Trên các chỉ tiêu đó mà các cơ quan chức năng

có thể đánh giá và kiểm tra chất lượng nguồn nước và tiêu chuẩn xây dựng nhà máy, trạm cấp nước, đồng thời là cơ sở để người tiêu dùng tự kiểm tra đánh giá chất lượng nguồn nước mà gia đình mình đang sử dụng

1.1.1 Nước sinh hoạt

Các loại nguồn nước sinh hoạt được sử dụng phổ biến nhất hiện nay:

 Nguồn nước ngầm hay còn gọi là giếng khoan, giếng đào:

- Nước giếng khoan là nước được lấy (khoan) từ các mạch nước ngầm sâu trong lòng đất, qua các tầng địa chất Nước này thường có nhiều nguyên tố khoáng, khó kiểm soát được chất lượng do tùy thuộc vào mạch nước khoan được

- Nước giếng đào: Tương tự như nước giếng khoan nhưng thay vì khoan thì được đào đất lên, thường có độ nông hơn so với nước giếng khoan

 Nguồn nước mưa:

- Các hộ gia đình hiện nay, đặc biệt là ở các khu vực nông thôn thường lưu trữ nước mưa để sử dụng cho các nhu cầu sinh hoạt hàng ngày Tuy nhiên nguồn nước mưa thường có tính axit và hiện nay ô nhiễm môi trường nặng nề dẫn đến chất lượng nước mưa không đảm bảo

4

 Nguồn nước máy đã qua xử lý của nhà máy nước:

- Nguồn nước này thường được sử dụng nhiều ở các khu vực thành phố, một số khu vực ngoại thành, tỉnh lẻ

- Nước cấp là ngầm sau đó đi qua hệ thống xử lý nước của các nhà máy thường

là lọc thô qua bể lắng, khử sắt sau đó qua khử trùng bằng clo để cung cấp nước cho các hộ dân cư

1.1.2 Các chất ô nhiễm trong nước sinh hoạt

Sử dụng nước có kim loại nặng nội tạng sẽ bị ảnh hưởng vô cùng nghiêm trọng Sỏi dễ hình thành trong thận, mật

Hệ thần kinh trung ương bị nhiễm độc, tuỷ xương bị rối loạn hoạt động, gây tai biến não, cao huyết áp đối với những người sử dụng nguồn nước nhiễm chì để ăn uống

Crom khiến thận bị viêm, ung thư phổi và viêm gan

Mangan khiến thận, hệ thống tuần hoàn bị thương tổn, thậm chí tử vong nếu ngộ độc nặng

Sử dụng nước có lượng natri vượt quá mức cho phép sẽ khiến tỷ lệ mắc bệnh tim mạch tăng cao

Thuốc bảo vệ thực vật gây ra tình trạng nhiễm độc gan

Xương bị ảnh hưởng xấu bởi nước nhiễm kali hoặc cadimi

Chất cực độc là asen Asen là nguyên nhân gây ra 20 bệnh khác nhau trong đó phần lớn là các bệnh nguy hiểm đến tính mạng Sử dụng nước nhiễm asen là cơ hội để các tế bào ung thư xuất hiện và phát triển: ung thư da, bang quang, phổi, bệnh bowen…[13]

Ngoài ra, thường xuyên dùng nước trong chum, vại, bể chứa nước mưa lâu ngày… làm tăng nguy cơ nhiễm khuẩn đường tiêu hóa gây ra các bệnh như tiêu chảy, kiết lỵ Còn chưa kể đến nhiều loại vi khuẩn, vi rút sinh sống và phát triển trong nguồn nước nhiễm bẩn từ đó lây truyền dịch bệnh cho người và động vật

1.1.3 Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước

Môi trường nước bị ô nhiễm do nhiều nguyên nhân khác nhau gồm nguyên nhân khách quan như thiên tai, lũ lụt, hạn hán, tuyết tan, nhưng nguyên nhân chủ quan chủ yếu do xả thải từ các vùng dân cư khu công nghiệp, các phương tiện giao

5

thông vận tải đường biển Tuy nhiên ta có thể liệt kê một số nguyên nhân cơ bản gây ô nhiễm nguồn nước như sau

a Ô nhiễm do sinh hoạt của người dân

- Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan trường học,chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (cacbonhydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (P, N), chất rắn và vi trùng Tùy theo mức sống và lỗi sống mà lượng nước thải và tải lượng các chất có trong nước thải của mỗi người trong một ngày là khác nhau Nhìn chung mức sống cao thì lượng thải và tải lượng thải càng cao Đặc trưng của nước thải sinh hoạt thường là chứa nhiều tạp chất khác nhau trong đó khoảng 58% là các chất hữu cơ, 42% là các chất vô cơ và một lượng lớn vi sinh vật thông thường Các chất vô cơ phân bố ở dạng tan nhiều hơn

so với chất hữu cơ Các chất hữu cơ phân bố nhiều ở dạng keo và không tan Phần lớn các vi khuẩn này trong nước thải thường ở các dạng vi khuẩn gây bệnh tả lị, thương hàn [14]

b Ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp

- Bao gồm các loại phân bón hóa học, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, kích thích sinh trưởng, là những nguồn gây ô nhiễm đáng kể Tổng số các chất thải nông nghiệp xả thải vào nguồn nước khá lớn, đặc biệt là những vùng nông nghiệp phát triển

- Nước tiêu: khoảng 2/3 lượng nước tưới cho cây trồng bị tiêu hao do bốc hơi trên mặt lá, phần còn lại chảy ra các kênh dẫn hoặc thấm xuống nước ngầm nằm ở phía dưới Hiện tượng hòa tan các muối có trong phân bón và sự cô đặc do bay hơi, phần nước còn lại thường có độ mặn cao từ 3 đến 10 lần so với độ mặn trước đó trong nước Những ion chủ yếu trong nước sau khi tưới gồm Ca2+, Mg2+, Na+ , HCO3-, SO42-,

Cl- , NO3-, NH3, [3]

- Chất thải động vật: Phân và nước tiểu của động vật là nguồn gây ô nhiễm khá lớn đối với nguồn nước, đặc tính ô nhiễm của chất thải động vật là chứa hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy mang nhiều vi sinh vật gây bệnh

- Nước chảy tràn trên mặt đất: Nước chảy tràn trên mặt đất do nước mưa hoặc

do thoát nước từ đồng ruộng là nguồn ô nhiễm nước sông, hồ, nước rửa trôi qua đồng ruộng có thể cuốn theo thuốc trừ sâu, phân bón [3]

Các nguồn nguyên nhân gây ô nhiễm trên nhìn chung đều xuất phát từ ý thức và trách nhiệm của người dân chưa được cao

6

c Ô nhiễm do hoạt động công nghiệp

- Tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa ngày càng phát triển kéo theo hàng loạt các khu công nghiệp được thành lập ngày càng nhiều và chưa được xử lý triệt để Nước thải công nghiệp chứa các chất hóa học độc hại (kim loại nặng như Pb, Cd, Hg, Cr,…), các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học (phenol, chất hoạt động bề mặt,…),chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học từ các cơ sở sản xuất công nghiệp thực phẩm Nước thải công nghiệp không có đặc điểm chung mà phụ thuộc vào đặc điểm của từng ngành sản xuất Nước thải của các xí nghiệp chế biến thực phẩm (đường, sữa, thịt, tôm, cá, nước ngọt, bia ) chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy Nước thải của các xí nghiệp thuộc

da ngoài các chất hữu cơ còn có kim loại nặng Nước thải của các xí nghiệp ắc quy có nồng độ axit, chì cao Nước thải nhà máy bột giấy chứa nhiều chất rắn lơ lửng, phenol [3]

Trung bình mỗi ngày trên trái đất có khoảng 2 triệu tấn chất thải sinh hoạt đổ ra sông hồ và biển cả, 70% lượng chất thải công nghiệp không qua xử lý bị trực tiếp đổ vào các nguồn nước tại các quốc gia đang phát triển Đây là thống kê của Viện Nước quốc tế (SIWI) được công bố tại Tuần lễ Nước thế giới (World Water Week) khai mạc tại Stockholm, thủ đô Thụy Điển ngày 5/9 [17]

1.1.4 Ảnh hưởng ô nhiễm nước sinh hoạt đên sức khỏe con người

Nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm hay nói cách khác nước nhiễm bẩn là một trong những nguyên nhân chính gây ra nhiều căn bệnh nguy hiểm cho con người theo thống kê nguồn nước chiếm 80% nguyên nhân gây bệnh cho con người tại Việt Nam

có đến 200.000 người mắc bệnh ung thư do sử dụng nước ô nhiễm Hiện tại, 5/10 bệnh

truyền nhiễm gây dịch có tỷ lệ mắc cao nhất liên quan đến nước và vệ sinh (cúm, tiêu

chảy, lỵ trực trùng, lỵ amip, viêm gan A) Mỗi năm có khoảng 1 triệu ca mắc tiêu chảy,

40.000 - 50.000 lượt bị lỵ trực khuẩn, thương hàn… Đặc biệt, bệnh tay chân miệng có nguy cơ bùng phát tại nhiều địa phương Bệnh giun sán cao dao động trong khoảng 50

- 90% dân số [5] Tỷ lệ nhiễm giun đũa, tóc cao ở học sinh tiểu học Các bệnh do muỗi truyền như SXH, sốt rét Các bệnh do các trung gian khác như sán lá gan, bệnh sán lá phổi Ô nhiễm nước là sự vượt quá tiêu chuẩn cho phép của một số thành phần trong nước dẫn đến chất lượng nước không đáp ứng được các mục đích sử dụng khác nhau ảnh hưởng xấu đến đời sống của con người và sinh vật Chung sống với nguồn nước ô nhiễm có thể coi như đang sống chung với tử thần có thể gây ra các bệnh:

7

Nhóm bệnh do vi sinh vật: Có thể gây thành các vụ dịch với nhiều người mắc

Do vi khuẩn (tiêu chảy, tả lỵ, thương hàn…), virus (bại liệt, viêm gan A, rotavirus, các

enterovirus), ký sinh trùng (giun sán), đơn bào (Entamoeba historitica, Cryptosporidium pavum…)

Nhóm bệnh không do vi sinh vật: Các hóa chất có trong tự nhiên hoặc do ô nhiễm nguồn nước: kim loại nặng, các hợp chất vô cơ, hữu cơ, hóa chất bảo vệ thực vật, hoạt chất phóng xã có trong nước; các hóa chất phát sinh trong quá trình xử lý nước; ngoài ra còn có các vấn đề sức khỏe do thiếu hoặc thừa các chất vi lượng trong nước, ví dụ thiếu hoặc thừa fluor

Có 7 dấu hiệu có thể nhận biết nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm [3]:

- Nguồn nước có mùi tanh, hôi, thậm chí khai, nước có các màu như vàng nhẹ, nâu đỏ, đục… Đây là dấu hiệu cơ bản nhất cho thấy nguồn nước này đã bị ô nhiễm sắt, phèn và một số tạp chất, kim loại nặng khác;

- Nước bốc mùi nặng khiến người dùng khó thở, gây hiện tượng buồn nôn Đây

là dấu hiệu cơ bản cho thấy nguồn nước bị nhiễm phenol, clo ở mức độ nặng;

- Nước có mùi thum thủm như mùi trứng thối là do nước nhiễm hợp chất H2S

- Nước đun sôi kết tủa cặn trắng dưới đáy nồi, bám thành từng mảng trong các dụng cụ chứa nước, các thiết bị vệ sinh Đây là dấu hiệu cơ bản của nguồn nước nhiễm cứng, hay chứa hàm lượng Ca, Mg cao vượt mức;

- Hiện tượng nước bám mảng bám màu đen trong các dụng cụ chứa, bồn rửa mặt

8

1.2 Nước sinh hoạt ở Việt Nam

1.2.1 Hiện trạng chất lượng nước sinh hoạt ở Việt Nam

Thực trạng quản lý, phát triển cấp nước và giải pháp đảm bảo, nâng cao chất lượng nước sạch các đô thị Việt Nam

Trong những năm qua, cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội (KT-XH) của đất nước, hệ thống đô thị được mở rộng cả về quy mô và số lượng Theo số liệu thống kê của Bộ Xây dựng, đến cuối năm 2014, cả nước có 774 đô thị, bao gồm: 2 đô thị đặc biệt, 15 đô thị loại I, 21 đô thị loại II, 42 đô thị loại III, 65 đô thị loại IV và 629 đô thị loại V; trong đó có khoảng 100 đô thị là trung tâm KT-XH quan trọng của các vùng miền Tỷ lệ đô thị hóa năm 2014 đạt khoảng 34,5% với dân số đô thị khoảng 31 triệu người Cùng với phát triển hệ thống đô thị, hệ thống hạ tầng kỹ thuật nói chung và hệ thống công trình cấp nước nói riêng từng bước được đầu tư xây dựng đồng bộ, góp phần phát triển KT - XH và cải thiện đời sống của người dân [1]

 Một số giải pháp quản lý, phát triển cấp nước và đảm bảo chất lượng nước sạch: Hoàn thiện cơ chế chính sách Rà soát, đánh giá việc thực hiện các văn bản quy phạm pháp luật, tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuâ ̣t liên quan đ ến lĩnh vực cấp nước Nghiên cứu, sửa đổi, bổ sung các quy định liên quan đến quản lý cấp nước tại các khu

đô thị mới, khu chung cư; trách nhiệm của đơn vị cấp nước bán buôn và bán lẻ; hợp tác công tư lĩnh vực cấp nước; trách nhiệm và xử lý vi phạm của các bên liên quan trong hợp đồng dịch vụ cấp nước Nghiên cứu xây dựng Luật cấp nước nhằm nâng cao tính pháp lý lĩnh vực cấp nước và đảm bảo cung cấp nguồn nước sạch cho nhu cầu thiết yếu của con người và sự phát triển KT - XH

Rà soát, sửa đổi QCVN 01:2009/BYTL do Bô ̣ Y tế chủ trì nh ằm giám sát chất lượng nước ăn uống và sinh hoạt phù hợp với điều kiện KT-XH và đảm bảo sức khỏe của người dân, cũng như không gây biến động về giá nước [9]

Tổ chức điều tra, khảo sát, đánh giá trữ lượng, chất lượng nguồn nước đặc biệt khả năng khai thác nguồn nước phục vụ công tác quy hoạch, khai thác sử dụng và bảo

vệ nguồn nước; Đối với TP Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và Cà Mau cần quản lý việc cấp phép khai thác và khai thác hợp lý nguồn nước ngầm Rà soát, đánh giá việc triển khai thực hiện các quy hoạch cấp nước quy mô vùng liên tỉnh, vùng tỉnh và thành phố trực thuộc Trung ương

Triển khai thực hiện kế hoạch cấp nước an toàn Tăng cường kiểm soát, bảo vệ nguồn nước, hệ thống cấp nước; đảm bảo chất lượng nước theo quy định và nâng cao chất lượng dịch vụ cấp nước Tăng cường công tác phối hợp liên ngành trong hoạt

9

động thanh tra, kiểm tra, giám sát chất lượng nước tại các nhà máy, cơ sở cấp nước, bể ngầm chứa nước tại các khu chung cư Với sự hỗ trợ của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), tiếp tục phối hợp với các Bộ ngành liên quan đề xuất nghiên cứu xây dựng Chương trình quốc gia về cấp nước an toàn và báo cáo Thủ tướng Chính phủ xem xét, phê duyệt

Đẩy mạnh việc triển khai thực hiện Chương trình quốc gia chống thất thoát, thất thu nước sạch như đầu tư, cải tạo các tuyến ống cũ, rò rỉ và các trang thiết bị quản lý

hệ thống cấp nước; trong đó tập trung ở các đô thị lớn như TP Hà Nội, TP Hồ Chí Minh

Triển khai thực hiện Đề án “Huy động các nguồn lực đầu tư xây dựng hệ thống cấp, thoát nước và xử lý chất thải rắn sinh hoạt đô thị” đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 1196/QĐ-TTg ngày 23/7/2014, nhằm thu hút nguồn vốn đầu tư cho lĩnh vực cấp nước và hỗ trợ đầu tư cấp nước theo mô hình hợp tác công tư (PPP)…

Đào tạo, phát triển và nâng cao chất lượng nguồn nhân lực Trước tiên, tập trung đào tạo, nâng cao năng lực về quản lý, vận hành, bảo dưỡng, bảo trì hệ thống cấp nước cho đơn vị cấp nước, bao gồm cả đơn vị quản lý cấp nước tại các khu đô thị mới, khu chung cư Sau đó, tổ chức nghiên cứu, tái cấu trúc doanh nghiệp cấp nước đáp ứng yêu cầu phát triển cấp nước và nâng cao chất lượng dịch vụ cấp nước

Tổ chức truyền thông nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ nguồn nước, công trình cấp nước và có ý thức sử dụng nước tiết kiệm

 Thực trạng chất lượng nước sinh hoạt khu vực nông thôn Việt Nam:

Vấn đề lớn của nước sạch nông thôn nước ta sau Chương trình MTQG nước sạch và VSMT nông thôn là quản lý kém hiệu quả, đặc biệt ở vùng miền núi, vùng sâu, vùng xa, vì chủ yếu tập trung vào khâu đầu tư, quy mô công trình cấp nước manh mún (quy mô thôn, xóm; đầu tư thiếu tính đồng bộ) nên suất đầu tư cao, hiệu quả vận hành thấp

Muốn tăng tính bền vững công trình, cần cải tiến mô hình quản lý sau đầu tư, chuyển đổi sang mô hình dịch vụ thay vì bao cấp như trước đây, chất lượng nước bảo đảm quy chuẩn, đáp ứng nhu cầu người sử dụng bao gồm cả nhu cầu phục vụ phát triển nông nghiệp sạch

Xã hội hóa cấp nước nông thôn đang được triển khai mạnh mẽ tại một số khu vực và địa phương Các chính sách do Trung ương và địa phương ban hành về xã hội hóa cấp nước đang phát huy tác dụng, với nhiều DN quan tâm, tham gia đầu tư vào lĩnh vực này

Công trình cấp nước tập trung hoạt động hiệu quả chủ yếu ở vùng đồng bằng, Nhà nước không thể trợ giúp nông dân thông qua các DN nhà nước, vì thu lợi nhuận là mục tiêu chính và trước hết của DN, bởi vậy phải thực hiện các hỗ trợ của Nhà nước thông qua các dịch vụ công

Hiện nay, các dịch vụ cấp nước sạch nông thôn còn yếu, đặc biệt các hộ nghèo

ít được hưởng lợi Chúng ta đang tiến hành xã hội hóa nước sạch nông thôn, Nhà nước

và nhân dân cùng làm, phát triển nước sạch thành một thị trường tiềm năng Tuy nhiên điều này chỉ mới thành công ở một số tỉnh, thành, ở những khu vực mà người dân sẵn sàng chi trả tiền sử dụng nước sạch, tới đây cần nhân rộng các mô hình này ra nhiều địa phương

Một vấn đề khác là, chi phí sản xuất nước sạch tại nông thôn cao hơn đô thị, nhưng nhu cầu sử dụng thiếu tính ổn định Chúng ta còn yếu trong công tác tiếp thị để tăng nhu cầu sử dụng nước ở nông thôn Tình trạng này sẽ dẫn đến nguy cơ công trình cấp nước sạch nông thôn thu không đủ bù chi, nếu kéo dài thì sẽ dẫn đến nhiều vấn đề

và điều tất yếu xảy ra đó là công trình thiếu tính bền vững

 Vấn đề nông dân với nước sạch

Một thực tế là, nông dân tại một số vùng còn quá nghèo, chưa sẵn sàng/chưa đủ khả năng để chi trả tiền sử dụng nước sạch hoặc để tự xây dựng được công trình cấp nước nhỏ lẻ hộ gia đình đảm bảo chất lượng nước Một hạn chế cố hữu nữa đó là, nông dân nước ta thụ động, chờ đợi sự hỗ trợ từ ngân sách, trừ một số vùng đặc biệt có vốn

xã hội hóa cao

Mặt khác, nước ta đang bị ảnh hưởng lớn của biến đổi khí hậu, tình trạng hạn hán, xâm nhập mặn, lũ, lụt gây ảnh hưởng đến đời sống người dân và người nông dân chiếm phần lớn trong số người bị thiệt hại trực tiếp khi có thiên tai xảy ra Vì vậy vấn

đề nước sạch chính là ổn định an sinh xã hội và là một phần của công tác hỗ trợ khẩn cấp về phòng chống thiên tai

11

Theo số liệu năm 2017, với hơn nửa dân số nông thôn (56,5%) sử dụng nước từ công trình nhỏ lẻ hộ gia đình và 55% công trình cấp nước tập trung nông thôn do cô ̣ng đồng quản lý, vận hành thì việc chú ý đến công tác truyền thông, tập huấn quản lý vận hành cho người nông dân là hết sức cần thiết

Phát triển nước sạch nông thôn bền vững trong xây dựng nông thôn mới, con đường đúng đắn không phải là xóa bỏ hoàn toàn công trình cấp nước nhỏ lẻ hộ gia đình, mà cần quan tâm để đảm bảo chất lượng nước đối với công trình cấp nước nhỏ

lẻ, đặc biệt tại những vùng trình độ dân trí hạn chế, chưa thể hoặc không có khả năng phát triển công trình cấp nước tập trung

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại thiết bị xử lý nước hộ gia đình được giới thiệu với nhiều công nghệ có thể xử lý triệt để các vấn đề ô nhiễm nguồn nước, tuy nhiên, chúng ta đang thiếu giải pháp tổng thể trong công tác quản lý chất lượng nước cho mảng cấp nước nhỏ lẻ này Nước sạch nông thôn còn thiếu các thể chế dựa vào cộng đồng như HTX và các tổ chức nghề nghiệp của nông dân phụ trách việc cung cấp các dịch vụ công

Trong quá trình xây dựng nông thôn mới, khoảng cách về tỷ lệ sử dụng nước sạch giữa thành thị và nông thôn được thu hẹp lại, tuy nhiên vấn đề chất lượng nước sạch ở nông thôn và thành thị cần được thống nhất thành một quy chuẩn

Vấn đề xã hội hóa nước sạch nông thôn cần có cái nhìn toàn diện hơn để phát triển không chỉ ở vùng có điều kiện kinh tế thuận lợi Các nguyên nhân gây cản trở cho việc xã hội hóa cấp nước nông thôn không thể chỉ giải quyết bằng các biện pháp tình thế, mà có thể phải thay đổi ngay từ trong đường lối cải cách

Không thể chỉ dựa vào việc kêu gọi các DN tham gia hoạt động từ thiện Cần có một đường lối xã hội hóa công cuộc cải cách ngành nước sạch, không lẫn lộn xã hội hóa với thị trường hóa và tư nhân hóa Xã hội hóa là huy động sự tham gia của quần chúng Phát triển mạnh xã hội dân sự để huy động người dân tham gia vào việc cung cấp nước sạch chính là áp dụng quan điểm quần chúng của Đảng ta

Với nhiệm vụ cấp nước sạch nông thôn phải đảm bảo tính bền vững trong điều kiện môi trường nước tại nông thôn đang bị ảnh hưởng lớn bởi các hình thức thời tiết cực đoan do biến đổi khí hậu, do hậu quả phát triển “kinh tế nóng” gây ra nên có các hoạt động bảo vệ môi trường (bao bồm cả môi trường nước) gắn liền Nhà nước, DN và các cộng đồng nông thôn cùng chung tay bảo vệ và nâng cao chất lượng môi trường

Kinh nghiệm của một số nước trên thế giới cho thấy, nếu giao việc bảo vệ môi trường cho các tổ chức nông dân thì có thể biến việc bảo vệ môi trường trở thành những hoạt động kinh tế tạo việc làm và thu nhập cho nông dân Việc phát triển du lịch nông thôn cũng góp phần nâng cao được chất lượng môi trường

12

1.2.2 Hiện trạng quản lý nước sinh hoạt tại Việt Nam

Đến nay, cả nước có gần 100 doanh nghiệp cấp nước, quản lý trên 500 hệ thống cấp nước lớn, nhỏ tại các đô thị toàn quốc với tổng công suất cấp nước đạt 7 triệu

m3/ngày, đêm tăng trên 800.000 m3/ngày, đêm so với năm 2011; tỷ lệ dân cư thành thị được cung cấp nước qua hệ thống cấp nước tập trung đạt 80%, tăng 4% so với năm 2011; tỷ lệ thất thoát, thất thu bình quân khoảng 25,5% giảm 4,5% so với năm 2010 (30%); mức sử dụng nước sinh hoạt bình quân đạt 105 lít/người/ngày, đêm [11]

Để đảm bảo chất lượng nước, Bộ Xây dựng đã đưa việc thực hiện cấp nước an toàn vào quy định pháp luật và hướng dẫn tổ chức triển khai thực hiện tại các đô thị toàn quốc Với sự hỗ trợ của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), sự phối hợp của các Bộ ngành liên quan, việc thực hiện kế hoạch cấp nước an toàn tại các địa phương đã đạt được những thành công bước đầu Đối với nhà máy nước, trạm cấp nước tập trung có quy mô lớn tại đô thị, các đơn vị cấp nước đã quản lý, giám sát chặt chẽ chất lượng nước cấp và cơ bản đảm bảo yêu cầu quy định Điển hình là Công ty Xây dựng và Công nghiệp Thừa Thiên - Huế là đơn vị cấp nước tiên phong công bố thực hiện kế hoạch cấp nước an toàn, đảm bảo uống nước tại vòi Ngoài ra, Công ty áp dụng thí điểm thành công công nghệ tiên tiến, hiện đại để nước đạt chất lượng cao đầu tiên tại Việt Nam

Bên cạnh những thành tích nêu trên, việc cấp nước vẫn còn gă ̣p nh ững khó khăn, thách thức do tốc độ đô thị hóa tăng nhanh, cộng với sự gia tăng dân số, nên việc đầu tư phát triển cấp nước chưa đáp ứng kịp thời yêu cầu, phạm vi bao phủ dịch vụ cấp nước còn thấp (chỉ có khoảng 80% dân số thành thị được cấp nước qua hệ thống cấp nước tập trung), chất lượng dịch vụ cấp nước cũng chưa ổn định Chất lượng nước của một số trạm cấp nước quy mô nhỏ tại khu đô thị mới, khu chung cư hay tại giếng khoan khai thác quy mô nhỏ lẻ còn hạn chế, chưa đạt yêu cầu quy định như: chỉ số clo

dư thấp, ô nhiễm asen, amôni, chỉ tiêu vi sinh và một số chỉ tiêu khác Mạng lưới đường ống cấp nước đô thị trải qua nhiều giai đoạn đầu tư đã cũ, rò rỉ, gây tỷ lệ thất thoát nước cao, thậm chí có thể có sự xâm nhập của chất thải

Nguồn nước đã và đang bị suy thoái cả về chất lượng và trữ lượng Nguồn nước mặt bị ô nhiễm do chất thải, nước thải sinh hoạt và sản xuất; ngoài ra còn chịu tác động biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn đặc biệt trong mùa khô, nước mặn xâm nhập sâu vào đất liền hàng chục km, khu vực chịu ảnh hưởng mạnh là vùng đồng bằng sông Cửu Long và vùng duyên hải miền Trung Nguồn nước ngầm khai thác quá mức cho phép dẫn đễn ô nhiễm nguồn nước một số nơi TP Hà Nội và gây sụt lún ở TP Hồ Chí Minh và TP Cà Mau

13

Chất lượng nước cấp của các nhà máy nước tuân thủ theo QCVN 01:2009/BYT với tổng số 109 chỉ tiêu phải xét nghiệm Ngoài TP Hà Nội, Hồ Chí Minh và Quảng Ninh, các tỉnh/thành phố khác chưa có phòng thí nghiệm và đủ các trang thiết bị để xét nghiệm 109 chỉ tiêu Hơn nữa, việc tuân thủ đầy đủ Quy chuẩn này đòi hỏi mô ̣t nguồn kinh phí lớn đ ể đầu tư trang thiết bị và có thể gây biến động về giá nước do tăng chi phí xét nghiệm

Giá nước sạch tại các đô thị được ban hành theo hướng tiệm cận, với nguyên tắc tính đúng, tính đủ, nhưng nhìn chung còn thấp so với yêu cầu đặt ra Giá bán nước sạch chưa bao gồm đầy đủ các chi phí đầu tư đảm bảo cấp nước an toàn, giảm thất thoát nước, khấu hao một số hạng mục đầu tư công trình; lợi nhuận doanh nghiệp thấp; việc điều chỉnh giá nước chưa phù hợp với sự biến động giá của thị trường Nhìn chung, giá tiêu thụ nước sạch chưa thực sự khuyến khích được doanh nghiệp tư nhân tham gia đầu tư phát triển cấp nước

Nhiệm vụ đặt ra cho lĩnh vực cấp nước đến năm 2020 là rất lớn, đó là tỷ lệ dân

số thành thị được cấp nước sạch đối với đô thị loại IV trở lên đạt 90%, đô thị loại V đạt 70%; tỷ lệ thất thoát; thất thu nước sạch dưới 18% đối với đô thị loại IV trở lên, dưới 25% đối với các đô thị loại V; cấp nước liên tục 24 giờ đối với các đô thị loại IV trở lên; chất lượng nước đạt quy chuẩn quy định Dự kiến, nhu cầu vốn đầu tư phát triển cấp nước giai đoạn 2014 - 2020 khoảng 70.000 tỷ đồng, bình quân vào khoảng 10.000 tỷ đồng/năm [11]

1.2.3 Một số phương pháp xử lý nước sinh hoạt trên thế giới và Việt Nam

a Lọc sinh học với than hoạt tính dạng hạt (BAC)

Than hoạt tính dạng bột (PAC) hay dạng hạt (GAC) từ lâu đã được sử dụng rộng rãi như một loại vật liệu hấp phụ Than hoạt tính bột PAC có thể đưa vào nước để tiền xử lý các hợp chất hữu cơ, khử màu… Than hạt GAC thường được đưa vào sau bể lọc cát, để loại bỏ các chất hữu cơ, các chất ô nhiễm vết còn lại trong nước

Trước kia việc sử dụng phương pháp sinh học trong xử lý nước cấp thường hạn chế do lo ngoại đưa các vi sinh vật vào nước Tuy nhiên do ngày càng nhiều chất hữu

cơ, dinh dưỡng dư được phát hiện trong nước, các phương pháp lý - hóa tốn kém và có nguy cơ sinh ra các sản phẩm phụ, trong khi nhiều chất có thể phân hủy được bằng sinh học, và nhu cầu mới trong việc xử lý các chất hữu cơ phân hủy được bằng sinh học - sản phẩm của quá trình ozone hóa, người ta bắt đầu áp dụng phương pháp lọc sinh học trong xử lý nước cấp

bể lọc hai lớp vật liệu thông thường, trừ khi trong nước xử lý có chứa Clo hay Cloramines Một số nhà máy nước bổ sung 4 - 5 mg/L Clo vào nước rửa ngược (3 lần rửa lại 1 lần cho Clo) để kiểm soát sự phát triển của các vi sinh vật trong bể lọc và tránh việc tăng dần tổn thất áp lực trong mỗi chu kỳ [15]

Hệ BAC tổng hợp các quá trình tương tác giữa 4 yếu tố: các hạt than, vi sinh vật, các chất ô nhiễm, oxy hòa tan (Hình 1.1a) Các bon hoạt tính có diện tích tiếp xúc lớn, nhiều lỗ rỗng, có khả năng hấp phụ oxy hòa tan, các chất hữu cơ trong nước Với BAC, các bon hoạt tính được sử dụng như vật liệu mang, nơi dính bám và phát triển hệ màng vi sinh Trong điều kiện môi trường thích hợp (nhiệt độ, dinh dưỡng,…), các vi sinh vật này phát triển và tạo thành BAC, có khả năng hấp thụ và chuyển hóa các chất hữu cơ, dinh dưỡng trong nước Vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để hô hấp, phân hủy chất ô nhiễm

BAC cho phép kiểm soát các sản phẩm hữu cơ phân hủy sau ozon hóa (hầu hết

là các chất phân hủy được bằng sinh học), ngăn cản sự phát triển màng vi sinh vật trong đường ống, tiết kiệm Clo khử trùng, loại bỏ tốt hơn các chất ô nhiễm vô cơ như Amoni, nhờ quá trình nitrat hóa sinh hóa, giúp giảm thiểu sự tiêu thụ Clo khử trùng và

sự phát triển màng vi sinh trong đường ống cấp nước BAC giảm nguy cơ tạo ra những chất hữu cơ khó xử lý, gây mùi vị bất lợi trong nước thương phẩm và tạo sản phẩm phụ DBPs khi khử trùng nước bằng Clo ở bước tiếp theo

Hình 1.1 Cơ chế xử lý trong hệ BAC (a) và hệ O 3 - BAC (b)

15

Các thông số cơ bản thiết kế hệ BAC: tốc độ lọc 8-15 m/h; thời gian lưu nước 6-30 min (khử mùi: 8-10 min, xử lý CODMn: 12-15 min) Hàm lượng oxy hòa tan cần không chế: DO>1 mg/L (tương đương tỷ lệ khí/nước = 4-6/1) Chiều dày lớp vật liệu lọc than hoạt tính: 1.5-3 m, đường kính hạt than 0,4-2,5mm Các thông số rửa bể lọc: (1) Rửa khí kết hợp với nước: cường độ rửa ngược 7-11 L/(m2·s), thời gian rửa 8-20 min, cường độ sục khí 14 L/(m2·s), thời gian sục khí 5 min; (2) Rửa nước kết hợp nước rửa bề mặt: cường độ rửa ngược 7-11 L/(m2·s), thời gian rửa 8-20 min, cường độ rửa bề mặt 1.7 L/(m2·s), thời gian rửa bề mặt 5 min [16]

Ở Việt Nam, công nghệ BAC bắt đầu được quan tâm Trong chương trình hợp tác giữa Công ty Cấp nước Hải Phòng và Cục nước Kitakyushu - Nhật Bản, hệ thống BAC dòng chảy từ dưới lên (uBCF) lần đầu tiên được nghiên cứu áp dụng tại Nhà máy Nước Vĩnh Bảo, và hiện đang được nghiên cứu áp dụng cho một số nhà máy nước khác Ở đây BAC được sử dụng như một công đoạn tiền xử lý, loại bỏ Ammonia và các hợp chất hữu cơ Nước nguồn chứa nhiều cặn, sét, độ đục cao và biến động là những trở ngại để đạt hiệu suất xử lý cao của uBCF

Hình 1.2 Bể lọc sinh học uBCF tại Nhà máy nước Vĩnh Bảo,

Công ty Cấp nước Hải Phòng

b Lọc sinh học kết hợp với ozone hóa (O3 - BAC)

Lọc sinh học không loại bỏ được hết các chất ô nhiễm, nhất là các chất khó phân hủy sinh học Các chất này có nguy cơ tạo các sản phẩm phụ gây ung thư khi khử trùng bằng Clo Để nâng cao hiệu suất xử lý, trước BAC, người ta áp dụng phương pháp ozone hóa 3 quá trình sau sẽ diễn ra trong hệ: ozone hóa, hấp phụ, và phân hủy sinh học Trong hệ O3-BAC, ban đầu các chất hữu cơ sẽ được oxy hóa bởi chất oxy hóa mạnh là ozone, tạo các phân tử nhỏ hơn Các phân tử nhỏ có thể phân hủy sinh học này được hấp phụ sau đó lên than hoạt tính và được phân hủy bởi vi sinh vật Oxy tạo thành từ phản ứng của ozone sẽ làm tăng hàm lượng oxy hòa tan trong nước và giúp quá trình phân hủy sinh học trong BAC (Hình 1.1b)

16

Màng vi sinh vật từ BAC có thể bong ra và trôi cùng với nước Những nghiên cứu trên nhiều hệ O3-BAC cho thấy, không có vi sinh vật gây bệnh trong hệ Tuy nhiên vấn đề này vẫn cần được tiếp tục nghiên cứu và cần kiểm soát tốt

Trạm xử lý kết hợp ozone hóa và BAC được áp dụng lần đầu tiên ở Amstaad, Đức năm 1961 Thành công của ứng dụng này đã được nhân rộng ra khắp nước Đức những năm 70 và châu Âu sau đó Năm 1976, Cục BVMT Mỹ (US EPA) đưa ra quy định than hoạt tính phải được áp dụng để xử lý nước cấp cho khu đô thị với dân số trên 150.000 người Cuối những năm 90 của thế kỷ trước Mỹ bắt đầu áp dụng tiêu chuẩn phải dùng lọc sinh học để loại bỏ các chất hữu cơ sinh ra sau ozone hóa (EPA, 1997) Các nhà máy áp dụng công nghệ ozone hóa - BAC được xây dựng ở Nhật từ những năm 1988-1992 [19]

c Khử trùng và kiểm soát sản phẩm phụ sau khử trùng

 Clo và các hợp chất của Clo

Clo được sử dụng phổ biến trên khắp thế giới để khử trùng nước cấp Đây là chất ôxy hoá mạnh, dù ở dạng nguyên chất hay hợp chất, tự do hay liên kết Clo tác dụng với nước tạo ra phân tử axit HOCl, là chất khử trùng rất mạnh Tùy theo pH, Clo

có thể tồn tại trong nước dưới dạng Cl2, HOCl hay OCl- Quá trình tiêu diệt mầm bệnh xảy ra theo cơ chế: Clo hay hợp chất của Clo khuyếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật, phản ứng với men bên trong tế bào, và phá hoại quá trình trao đổi chất, dẫn đến sự diệt vong của tế bào Clo cũng ngăn cản sự phát triển trở lại của vi sinh vật trong đường ống, bể chứa,… Tác dụng tốt với liều lượng nhỏ, giá cả hợp lý, dễ kiếm, dễ sử dụng, là các ưu điểm làm cho Clo được sử dụng làm chất khử trùng nước phố biến trên thế giới hàng trăm năm và cho đến ngày nay

Hạn chế của phương pháp Clo hóa là vấn đề an toàn khi làm việc với Clo Bên cạnh các thiết bị an toàn, công nhân phải được tập huấn tốt, tuân thủ quy trình chuẩn, cùng với các biện pháp phòng ngừa rủi ro nghiêm ngặt khi vận chuyển, lưu giữ, vận hành và bảo dưỡng các thiết bị Clo Một nhược điểm khác của Clo là tác dụng với các chất hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên (NOMs), các hợp chất hữu cơ nhân tạo có trong nước thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc trừ sâu,… tạo nên các sản phẩm phụ như THMs, HAAs, có liên quan đến nguy cơ ung thư

Nước Javen (NaOCl), Dioxit Clo (ClO2), hay Cloramins là các chất diệt trùng thay thế Clo, hoặc được sử dụng như chất diệt trùng thứ cấp sau ozone, UV, để giảm thiểu những rủi ro của Clo Javen có thể được điều chế tại chỗ bằng điện phân muối

ăn Nước Javen có ưu điểm là an toàn hơn Clo rất nhiều, nguyên liệu sẵn có, độ tin cậy

2NaClO2 + Cl2→ 2ClO2 + 2NaCl 5NaClO2 + 4HCl → 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O Cloramines, nhất là Monocloramine, được sử dụng làm chất khử trùng hệ thống cấp nước đã khoảng 70 năm nay trên thế giới Những thập kỷ gần đây, hóa chất này được sử dụng nhiều hơn, do tồn tại lâu trong mạng lưới cấp nước, nhờ đó duy trì được lượng Clo hoạt tính dư ở cuối mạng lưới Cloramines được tạo thành khi cho Ammonia vào nước đã chứa Clo hoạt tính tự do (HOCl hoặc OCl-) Chính vì vậy, việc chuyển từ Clo sang dùng Cloramins với các trạm xử lý hiện nay không phải là vấn đề khó Tùy theo pH, Cloramins có thể tồn tại dưới dạng Tricloramine (pH<3), Dicloramine (pH = 4-7), Monocloramine (pH>7), trong đó Monocloramine có tác dụng diệt trùng mạnh hơn cả Khả năng diệt trùng của Dicloramine thấp hơn của Monocloramine khoảng 3-5 lần, và thấp hơn của Clo từ 20-25 lần Cloramins không gây mùi khó chịu trong nước như Clo, và cũng tác dụng ít hơn với các chất hữu cơ so với Clo [21]

Cloramines làm tăng nguy cơ mắc bệnh về máu và gây hại cho cá, do chất này

dễ dàng xâm nhập vào hệ tuần hoàn, tác dụng với hồng cầu và gây thiếu máu Do vậy cần kiểm soát nồng độ Cloramines trong nước cấp dưới 0,5mg/L (tiêu chuẩn của Mỹ),

và không dùng Cloramines khử trùng nước thải Cloramines có trọng lượng phân tử rất nhỏ, hầu như không tồn tại ở dạng ion, do vậy khó loại bỏ nhờ các thiết bị lọc nước hộ gia đình, kể cả màng RO, trao đổi ion, thậm chí đun sôi… Có thể hấp phụ Cloramines bằng than hoạt tính, đặc biệt là than hoạt tính xúc tác (than đã được xử lý bề mặt, cho tác dụng với các hợp chất chứa N như Ammonia, Urea ở 700-900oC) Cloramines khi

có than hoạt tính xúc tác sẽ được chuyển hóa thành Clorua (Cl-) [22]

 Ozone

Ozone bắt đầu được sử dụng để khử trùng nước cấp từ 1910, và cho đến nay ngày càng được áp dụng nhiều hơn, nhất là khi có sức ép ngày càng tăng về việc tránh

hình thành DBPs trong nước và yêu cầu kiểm soát Cryptosporidium, Giardia Chất khí

ozone được điều chế tại chỗ từ oxy, bằng phương pháp phóng điện qua không khí hoặc

để khử trùng và loại bỏ các chất ô nhiễm vi lượng, bền vững như dược phẩm, hay để phá vỡ các cấu trúc phân tử bền vững trong tiền xử lý bùn Thụy Sĩ, Pháp, Đức chuẩn

bị áp dụng tiêu chuẩn mới, yêu cầu các trạm xử lý nước thải lớn phải xử lý bậc 4, để loại bỏ các chất ô nhiễm vết, và ozone là một phương pháp ưu thế được áp dụng [24]

Thời gian tiếp xúc nước với ozone được thiết kế 8 - 12 phút, với liều lượng

ozone 0.5 - 2 mg/L Gần đây, do yêu cầu kiểm soát Giardia và Cryptosporidium, người

ta phải cân nhắc tăng thời gian tiếp xúc và liều lượng ozone lên Buồng tiếp xúc ozone phải kín, tránh người vận hành tiếp xúc trực tiếp với hơi ozone dư trước khi ozone thoát ra ngoài không khí và chuyển hóa hết Có thể sử dụng các hóa chất khử để hấp thụ hết ozone dư (hydrogen peroxide, thiosulfate, bisulfite) Hiệu suất oxy hóa sẽ được tăng lên rõ rệt nếu sử dụng kết hợp hydrogen peroxide (H2O2) cùng với ozone H2O2

tác dụng với phân tử O3, tăng cường quá trình tạo gốc hydroxyl tự do•OH, là chất oxy hóa mạnh hơn phân tử ozone gấp nhiều lần Quá trình này chủ yếu sử dụng, với tỷ lệ

H2O2/O3 = 0.3/1 (mg/mg), khi cần oxy hóa các chất tồn dư trong nước (VOCs, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, khử màu, mùi, vị…) chứ không phải để diệt trùng Một sản phẩm phụ của quá trình ozone hóa là bromate (BrO3-), chất có khả năng gây ung thư, nếu nước nguồn chứa bromide [18]

Năm 1990, khoảng 40 nhà máy ở Mỹ áp dụng công nghệ ozone Đến năm 1998,

đã có 114 nhà máy công suất trên 3000 m3/ngày sử dụng công nghệ này Chi phí của

hệ ozone hóa thường khoảng 4.000 - 6.000 USD/kg ozone được điều chế Một trạm xử

lý nước công suất 50.000 m3/ngày với liều lượng ozone 5 mg/L sẽ cần đầu tư 1-1,5 triệu USD cho hệ ozone hóa (thiết bị điều chế, bể tiếp xúc, …), tương đương suất đầu

tư 0,5-0,75 triệu VND/m3 công suất [20]

 Tia cực tím (UV)

Tia UV được sử dụng để khử trùng nước cấp, nước thải nhờ tác dụng diệt trùng của tia sáng với bước sóng 250 - 270 nm Thời gian tiếp xúc vài giây đủ để vô hiệu hóa các vi sinh vật có trong nước Năng lượng UV phá cấu trúc ADN của vi sinh vật

và ngăn chúng sinh sôi Từ những năm 50 đến nay, UV được sử dụng để khử trùng ở

19

trên 500 nhà máy nước ở Mỹ, trên 1.500 nhà máy ở châu Âu, với công suất nhỏ (phổ biến) đến công suất lớn (ngày càng nhiều hơn) Tiêu chuẩn về liều lượng UV: của Mỹ

là 38 mW.s/cm2; của Nauy là 16 mW.s/cm2, của Áo là 30 mW.s/cm2, đủ để vô hiệu

hóa bào tử vi khuẩn chỉ thị Để vô hiệu hóa đơn bào như Giardia, cần liều lượng lớn

hơn (140 - 160 mW.s/cm2) [18]

Chi phí đầu tư cho hệ UV của Nhà máy nước công suất 5000 m3/ngày khoảng 200.000 USD (với liều lượng UV 16-30 mW.s/cm2), tương đương suất đầu tư 0,9 triệu VND/m3 công suất Chi phí vận hành (giá thị trường Mỹ) 100 VND/m3 Các nhà máy công suất lớn sẽ có chi phí thấp hơn Công nghệ đèn LED là hướng đi mới, giúp giảm tiêu thụ điện năng của UV UV và ozone được coi là hai trong số ít các công nghệ cho

phép kiểm soát được Cryptosporidium hiện nay Tuy nhiên, UV không có tác dụng

oxy hóa các chất ô nhiễm trong nước [25]

1.2.4 Giải pháp đối phó với thiếu nước và xâm nhập mặn

a Xử lý nước lợ, nước biển bằng công nghệ màng

Thị trường của công nghệ màng đang tăng trưởng tốt Năm 2015, thị trường của

xử lý nước cấp, nước thải đô thị và công nghiệp bằng công nghệ màng là 3,9 tỷ USD Năm 2019, giá trị thị trường này ước tính sẽ là 5 tỷ USD (Asian Water, 4/2016) [27] Các hướng nghiên cứu, phát triển hiện nay đang tập trung vào các giải pháp như: giảm mức tiêu thụ năng lượng của thẩm thấu ngược (RO) bằng cách sử dụng các vật liệu mới (màng với hạt nano của LG NanoH2O, màng với ống nano các bon của nanOasis, màng graphen của Oak Ridge,…), sử dụng các vật liệu mới, bền hơn cho màng MF,

UF, NF (ví dụ như màng NF sợi rỗng SMTC - Evoqua) Đặc biệt màng gốm có một triển vọng lớn, nhờ mức tiêu thụ năng lượng ít hơn, gọn, bền hơn (Metawater, Meidensha,…) Đã xuất hiện một số công nghệ màng mới như kết hợp thẩm thấu chuyển tiếp (FO) với màng RO áp lực thấp, làm nước bay hơi bằng nhiệt (từ năng lượng mặt trời, đốt chất thải,…) và cho dịch chuyển hơi nước qua màng (chứa khí) rồi ngưng tụ (Memstill, TNO) [23]

Trong công nghệ màng, cần đặc biệt lưu ý việc thu hồi năng lượng (trong các dòng dịch sau màng còn dư áp lực), và việc xử lý dịch thải (chứa hàm lượng muối cao, nhiều chất ô nhiễm) Để thu hồi năng lượng dòng ra sau màng, người ta sử dụng hệ lọc màng nhiều bậc (Hình 1.3), với bơm tăng áp, turbin hoặc piston, kết hợp bơm tiền xử

lý UF với bơm RO trong hệ thu hồi năng lượng, Đối với xử lý dịch thải, do công nghệ RO hay cô đặc dịch thải đòi hỏi nhiều năng lượng, hướng công nghệ mới xử lý dịch thải hiện nay là thẩm thấu chuyển tiếp (FO), với ưu điểm tiêu thụ ít năng lượng, nhiệt độ làm việc thấp, tránh phải sử dụng các vật liệu chịu nhiệt Dịch thải chứa nhiều chất có ích, có thể sử dụng để sản xuất phân bón, nguyên liệu trong công nghiệp dược phẩm, hóa chất, xây dựng,

20

Hình 1.3 Sơ đồ lắp đặt hệ thống RO:

a) Single pass và multiple pass; b) Single stage và multiple stage

b Xử lý nước thải và tái sử dụng

Tái sử dụng nước thải ngày càng phổ biến, để giảm lượng nước ngọt khai thác

từ nguồn, nhất là trong cấp nước công nghiệp, tưới cây, cấp nước cho một số mục đích trong đô thị Giá trị thị trường toàn cầu của xử lý và tái sử dụng nước thải năm 2019 là

29 tỷ USD Công nghệ màng ngày càng chiếm ưu thế trong thị trường xử lý nước thải

để tái sử dụng Mỹ, Singapore, các nước Trung Đông, Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn Độ

đã ưu tiên phát triển và có nhiều thành tựu trong xử lý, tái sử dụng nước thải cho các mục đích khác nhau Việc sản xuất nước ăn uống, nước cấp công nghiệp NEWater từ nước thải của Singapore đã làm thay đổi cơ bản tình hình an ninh nguồn nước của quốc gia này Hiện NEWater đã đáp ứng 30% nhu cầu nước toàn quốc, và Singapore đang phấn đấu nâng tỷ lệ này lên 40% vào năm 2020 [26]

Hình 1.4 Mô hình tái sử dụng nước

21

1.3 Thực trạng tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh và các nhà máy xử lý nước trên địa bàn thị xã Đông Triều

1.3.1 Thực trạng tài nguyên nước của tỉnh Quảng Ninh

Theo số liệu năm 2014 trên trang chủ tỉnh Quảng Ninh thống kê thì nước mặt: Lượng nước các sông khá phong phú, ước tính 8.776 tỷ m3 phát sinh trên toàn lưu vực Dòng chảy lên tới 118 l/s/km2 ở những nơi có mưa lớn Cũng như lượng mưa trong năm, dòng chảy của sông ngòi ở Quảng Ninh cũng chia làm 2 mùa rõ rệt Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9 có lượng nước chiếm 75 - 80% tổng lượng nước trong năm, mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4 có lượng nước chiếm 20 - 25% tổng lượng nước trong năm

Nước ngầm: Theo kết quả thăm dò, trữ lượng nước ngầm tại vùng Cẩm Phả là 6.107 m3/ngày, vùng Hạ Long là 21.290 m3/ngày Lợi dụng địa hình, Quảng Ninh đã xây dựng gần 30 hồ đập nước lớn với tổng dung tích là 195,53 triệu m3, phục vụ những mục đích kinh tế - xã hội của tỉnh như hồ Yên Lập (dung tích 118 triệu m3), hồ Chúc Bài Sơn (11,5 triệu m3), hồ Quất Đông (10 triệu m3) Nếu cộng tất cả, Quảng Ninh có từ 2.500 đến 3000 ha mặt nước ao, hồ, đầm có điều kiện nuôi trồng thuỷ sản [10]

1.3.2 Các nhà máy xử lý nước cấp trên địa bàn thị xã Đông Triều

a Nhà máy nước Mạo Khê - Đông Triều

- Tên cơ sở: Nhà máy nước Mạo Khê - Đông Triều (khu xử lý nước Đông

Triều) được UBND tỉnh bàn giao cho Công ty Thi công và cấp nước Quảng Ninh (tiền thân của Công ty Cổ phần nước sạch Quảng Ninh) theo Quyết định số 3694/QĐ-UB ngày 02/10/2001 và được Công ty quản lý điều hành cho đến nay Hiện nay nhà máy hoạt động ổn định với công suất thiết kế 2.350 m3/ngày đêm góp phần đáp ứng nhu cầu cung cấp nước cho thị xã Đông Triều, từng bước hoàn thiện quy hoạch cấp nước sạch tại các đô thị tỉnh Quảng Ninh

Cùng với quá trình sản xuất đáp ứng nhu cầu cung cấp nước sạch cho thị xã Đông Triều của tập thể cán bộ công nhân viên trong công ty Việc quan trắc, kiểm tra các tác động môi trường phải được tiến hành định kỳ theo quy định Đảm bảo kiểm soát các tác động tiêu cực trong quá trình hoạt động của Công ty Tiếp tục có các giải pháp thực hiện để ngăn ngừa sự suy thoái cũng như bảo vệ môi trường trong khu vực công ty và vùng lân cận

Nhà máy có công suất thiết kế xử lý 2.350m3 nước thô đầu vào trong ngày đêm, công suất theo giờ 96,9m3/h Hiện tại Nhà máy đang cấp nước sạch cho các hộ dân thuộc thị xã Đông Triều

22

 Quy trình vận hành của nhà máy như sau:

- Nước sau khi lọc tự chảy qua máng hòa trộn Clo về bể khử trùng, tại đây bổ sung hóa chất khử trùng Clo trước khi dẫn về bể chứa nước thành phẩm

- Nước từ bể chứa nước sạch, nước tự chảy hoặc được bơm đi đến các mạng lưới tiêu thụ của khu vực phường Đông Triều và các xã lân cận

 Các công trình của Nhà máy:

- Trạm bơm nước thô (Trạm bơm cấp 1) có nhiệm vụ bơm cấp nước thô từ giếng thu về trạm xử lý nước cấp qua đường ống DN200 Nguồn cấp từ 3 giếng 541A, 548A và 548B

- Nhà chứa và pha hóa chất:

+ Nhà điều hành và nhà kho có diện tích 12 m2 và các thùng pha hóa chất, bơm định lượng

+ Nhà có kết cấu tường xây gạch chỉ, vữa xi măng M75 Mái lợp tôn màu + Kho chứa gồm 02 thùng pha hóa chất NaOH để nâng pH và hoạt động luân phiên, 1 máy điện phân Javen từ muối ăn

Các thùng pha hóa chất là thùng inox, có dạng hình trụ, trên nắp thùng có nắp đặt hệ thống cánh khuấy và máng rót

- Thiết bị làm thoáng: thiết bị làm thoáng có tác dụng cung cấp không khí tự nhiên hỗ trợ quá trình khử Fe2+ thành Fe3+

 Quản lý tháp tải trọng cao:

- Nước tại Đông Triều có pH thấp nên các sàn tung bị ăn mòn, không khí tại cửa xả phía dưới có tính axit do đó có biện pháp bảo vệ ống tại vị trí cửa xả

23

- Bể lắng: do đặc thù nguồn nước ngầm đảm bảo các thông số về độ đục nên không dùng các hóa chất làm trong nước bởi vậy bể lắng ít bị đóng cặn, do đó bể lắng cũng có tác dụng bổ sung oxy cho quá trình khử sắt

+ Quản lý bể lắng: thường xuyên vệ sinh thành bể tránh rêu bám vào thành bể Định kỳ hàng năm tiến hành rửa bể, xử lý cặn bám vào thành bể

- Bể lọc áp lực:

+ Cấu tạo: bình hình trụ đứng, đường kính phụ thuộc vào tốc độ lọc và công suất trạm xử lý, đáy trên và đáy dưới dạng chỏm cầu Thân hình trụ đứng, chế tạo bằng vật liệu composite cốt sợi thủy tinh Cửa vào và ra là ống dẫn nước có cùng đường kính nằm trên đỉnh lắp trên, dưới đáy của 2 chỏm cầu và phụ thuộc vào công suất trạm bơm Dàn thu nước phía dưới gồm 1 ống trung tâm, các ống xương cá khoan lỗ chạy dọc theo ống trung tâm Van xả khí đặt tại đỉnh chóp nắp cửa nạp liệu lọc để xả khí trong quá trình vận hành

+ Quá trình lọc: Bình lọc áp lực, theo nguyên tắc lọc xuôi Nước thô đi qua cột trụ sẽ được cấp và trộn khí oxy lấy từ không khí đi qua van cấp, phễu thu chảy và bình lọc

Trong bình lọc, nước từ trên xuống dưới qua lớp vật liệu lọc, qua sàn thu xuống đáy bình Nước xuống đến đáy bình có hàm lượng sắt nhỏ hơn 0,5 mg/l được loại sạch các cặn lơ lửng

Từ đáy bình nước sạch tiếp tục chảy theo ống thu nước sạch vào tuyến ống chung dẫn vào mạng lưới cấp nước sạch Van xả khí sẽ mở trong giai đoạn đầu khi mới cấp nước vào, bình lọc để xả khí ra ngoài Toàn bộ khí dư sẽ thoát hết qua van xả khí nước cấp đầy bình lọc

Trong quá trình lọc trong bình luôn đầy nước, van xả khí tự đóng kín Van xả khí tại bình trộn liên tục mở để xả khí thừa ra ngoài

Các cặn bẩn được giữ lại phần phía trên của lớp cát lọc thạch anh và được xả ra ngoài khi rửa lọc

Khi bình lọc làm việc các van ở trạng thái như sau: van cấp nước thô mở, van thu nước sạch mở

Quá trình rửa lọc: đóng van cấp nước thô của bình cần rửa lọc Mở van xả rửa lọc của bình cần rửa Nước sạch từ đáy bình lọc còn lại tự động quay lại qua van thu nước sạch của bình thứ nhất vào đáy bình lọc

24

Nước sạch qua sàn thu nước sục lớp cát lọc từ dưới lên trên, đẩy cặn bẩn vào phễu thu qua van xả cặn ra ngoài

Thời gian rửa lọc: 10 phút

Đóng van thu nước sạch, mở van xả lọc đầu, đóng van xả cặn, mở van cấp nước thô để xả lọc đầu Xả lọc đầu khoảng 5 đến 10 phút

Đóng van xả lọc đầu Mở van thu nước sạch Bình lọc áp lực trở lại trạng thái lọc bình thường Lọc lại quá trình lọc như trên để rửa lọc bình tiếp theo

- Bể chứa nước sạch: Bể chứa nước sạch có dung tích 500m3 có tác dụng làm

bể điều hòa xử lý nước trước khi cấp đi sử dụng đồng thời đảm bảo thời gian lưu tiếp xúc với hóa chất khử trùng (tối thiểu 30 phút) Cán bộ vận hàng theo dõi thường xuyên mức nước trong bể để có chế độ điều phối tránh hiện tượng tràn bể

Trên nóc bể chứa nước sạch cần sếp sỏi để duy trì nhiệt độ ổn định cho nước, không để các cây có rễ cứng mọc để tránh hiện tượng rễ cây làm nứt nóc bể Đồng thời

bể bố trí các ống thông hơi, cửa xả tràn trên nóc và xung quanh Các cửa xả phải có nắp đậy tránh sự sâm nhập của các sinh vật lạ

- Trạm bơm tiêu thụ: có nhiệm vụ bơm cấp nước sạch từ bể chứa đến mạng lưới cấp nước của thị xã Đông Triều Trạm gồm khu nhà mái che cho 3 bơm ly tâm công suất P = 15kw, Q = 70m3/h, chiều cao đẩy tối đa H = 40m Các máy bơm hoạt động luận phiên để đảm bảo lượng nước cấp cho các hộ tiêu thụ

Công trình xử lý nước thải: công trình thu gom nước thải gồm các van xả đáy tại các bể phản ứng, bể lắng và van thu nước rửa từ bể lọc Toàn bộ nước thải sẽ dẫn

về hệ thống xử lý bùn cặn trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

b Nhà máy nước Miếu Hương

Tên cơ sở: Nhà máy nước Miếu Hương được UBND tỉnh bàn giao cho Công ty

Thi công và cấp nước Quảng Ninh (tiền thân của Công ty Cổ phần nước sạch Quảng Ninh) theo Quyết định số 1242/QĐ-UB ngày 17/4/2007 và được Công ty quản lý điều hành cho đến nay Hiện nay nhà máy hoạt động ổn định với công suất thiết kế 3.000

m3/ngày - đêm góp phần đáp ứng nhu cầu cung cấp nước cho thị xã Đông Triều, từng bước hoàn thiện quy hoạch cấp nước sạch tại các đô thị tỉnh Quảng Ninh

 Quy trình vận hành của nhà máy như sau:

- Nước thô đầu vào lấy từ đập trên sông Trung Lương, qua công trình thu và trạm bơm cấp 1 về nhà máy

25

- Tại nhà máy, nước thô được bổ sung hóa chất khử trùng sơ bộ bằng Clo tại đầu ra đường ống cấp, sau đó hòa trộn định lượng với phèn (chất keo tụ) tại bể trộn, nước từ bể trộn sau thời gian lưu tự chảy sang bể lắng

- Tại bể lắng chất rắn lơ lửng của quá trình keo tụ được lắng đọng theo trọng lực, nước sau lắng tự chảy sang bể lọc (kiểu lọc đứng) để tiếp tục xử lý chất rắn lơ lửng và bông keo tụ Nước sau khi lọc tự chảy về bể chứa nước sạch

- Nước tại bể chứa nước sạch được bổ sung thêm hóa chất khử trùng bằng dung dịch Clo trước khi được bơm tăng áp đến mạng lưới tiêu thụ

 Các công trình của Nhà máy:

- Nước thô đầu vào được bơm lên Trạm xử lý và hòa trộn định lượng với phèn (chất keo tụ) tại bể trộn, sau đó tự chảy sang bể lắng

- Nước sau bể lắng tự chảy sang bể lọc (kiểu lọc nhanh) để tiếp tục xử lý chất rắn lơ lửng và bông keo tụ

- Nước sau khi lọc tự chảy qua máng hòa trộn Clo về bể khử trùng, tại đây bổ sung hóa chất khử trùng Clo trước khi dẫn về bể chứa nước thành phẩm

- Nước từ bể chứa nước sạch được bơm đi đến các mạng lưới tiêu thụ của các

hộ dân trên địa bàn xã Bình Khê và các vùng lân cận

- Công trình thu nước: Nguồn nước được qua hệ thống có lắp đặt các lưới chắn rác loại B40 đặ ở phía ngoài cửa thu có tác dụng ngăn cản rác trôi nổi có kích thước lớn không trôi và cửa thu nước Sau đó nước từ công trình thu nước được bơm qua trạm bơm nước cấp (Trạm cấp 1)

- Trạm bơm nước cấp: gồm 2 trạm, trạm 1 cấp nước cho nhà máy xi măng Hoàng Thạch; trạm 2 cấp nước thô cho khu xử lý 3.000m3/ngày đêm Trạm bơm nước cấp (trạm bơm cấp 1) có nhiệm vụ bơm cấp nước thô từ giếng thu về trạm xử lý nước cấp qua đường ống DN300 Các máy bơm hoạt động luân phiên, trung bình trong 1 thời điểm luôn có 2 máy hoạt động để đảm bảo lượng nước thô cấp cho trạm xử lý nước cấp

- Nhà chứa và pha hóa chất: nhà điều hành và nhà kho chứa máy bơm và các thùng pha hóa chất Nhà có kết cấu tường xây gạch chỉ, vữa xi măng M75, mái bằng Kho chứa gồm 4 thùng pha hóa chất (02 thùng pha hóa chất keo tụ PAC, 2 thùng pha hóa chất NaOH Các thùng pha hóa chất là các thùng composit, có dạng hình trụ, trên nắp thùng có lắp đặt hệ thống cánh khuấy và máng rót

26

- Thiết bị lọc không van tự rửa: thiết bị lọc được thiết kế để vận hàng hoàn toàn tự động Quá trình lọc, rửa ngược tự động xảy ra trong thiết bị Không có sử dụng van điện, đồng hồ đo lưu lượng, thiết bị điều kiển và đồng hồ hiển thị Quá trình rửa ngược xảy ra tự động khi có sự chênh lệch áp suất tĩnh của nước thô và nước sau lọc Toàn bộ lượng nước cần cho giai đoạn rửa ngược vật liệu lọc chứa trong ngăn chứa của thiết bị lọc, do vậy không cần phải sử dụng bơm cấp nước rửa lọc, bơm gió rửa lọc

Thiết bị hoạt động hoàn toàn tự động theo nguyên lý thủy lực, không cần bật tắt, không cần kiểm tra bất cứ bộ phận nào do đó không cần nhân viên vận hành

 Nguyên lý làm việc và cấu tạo của Bể lọc tự rửa:

Khi lọc, nước từ máng 1 chảy vào máng 2 sau đó thông qua ống 3 đến trên bề mặt vật liệu lọc chảy trên bản khuyếch tán 4 và phân bổ đều trên tầng lọc 5 sau đó tự lọc xuống Nước sau lọc qua tầng đỡ 6 và vào hệ thống 7, chảy từ phía dưới sau đó thông qua vách chảy lên đến két nước rửa lọc Khi mực nước trong két nước rửa lọc cao hơn phễu thu nước sạch qua ống đến bể chứa nước sạch

Ở bể lọc không có van, trong quá trình lọc nước, tạp chất không ngừng tăng lên, tổn thất áp lực cũng tăng theo, do đó mực nước ở ống xiphong ngược không ngừng lên cao Khi mực nước lên đỉnh của ống, khi đó tổn thất áp lực lên đến 1,5 đên 2m thì nước chảy từ ống xiphong xuống ống 16, ống hút khí cũng không ngừng giảm, từ đó chân không của ống tăng, lúc này mực nước trong ống xiphong tăng lên rất nhanh và lên đến đỉnh ống Khi đó ống 13 được thoát hết khí rất nhanh

Sau khi ống xiphong hình thành, áp lực nước trên bề mặt vật liệu lọc giảm, nước ở két nước rửa lọc theo vách chảy vào ngăn lọc qua ống xiphong chảy ra ngoài theo ống 16 và hình thành sự rửa vật liệu

Nước rửa qua ống xiphong chảy vào hố 17 thoát qua ống 18 chảy vào cống thoát nước Khi rửa lọc, nước trong két 10 hạ thấp đến vị trí cuối ống 15, lúc đó không khí qua ống 15 và ống 13 làm vỡ chân không và quá trình lọc ngưng khi đó lại bắt đầu quá trình lọc tiếp theo

Trong thời gian rửa bể lọc, để tránh lượng nước chảy theo nước rửa, có thể dùng động cơ hay thủy lực tự động khống chế nước chảy vào bể lọc Khi rửa, hệ thống

tự động ngừng cấp nước, kết thúc hệ thống tự mở van cho nước vào

- Hòa trộn hóa chất khử trùng Clo: hóa chất Clo sử dụng là dạng lỏng Tác dụng của chất khử trùng Clo là loại bỏ thành phần vi sinh vật trong nước sau quá trình

xử lý vật lý có kết hợp hóa học