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

MỞ ĐẦU

1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Nước sạch và vệ sinh môi trường là một nhu cầu cơ bản trong đời sống hằng ngày của mọi người, đang trở thành đòi hỏi bức bách trong việc bảo vệ Sức khỏe và cải thiện điều kiện sinh hoạt cho nhân dân, cũng như trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Đặc biệt là nước sạch, một yếu tố rất quan trọng vì chiếm đến 70% trọng lượng cơ thể con người. Hiện nay, những dịch bệnh lây truyền qua đường nước đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của nhiều quốc gia.

Theo báo cáo của chương trình Phát triển của Liên hợp quốc, ở Việt Nam 80% bệnh tật ở nông thôn là do ô nhiễm nước hoặc các bệnh truyền nhiễm qua đường nước gây ra. Trên thế giới hiện nay, mỗi ngày có 400 trẻ em chết vì các bệnh liên quan đến nguồn nước. Hiểu được vai trò của nước sạch, Nghị quyết Đại Hội Đảng lần thứ VIII đã chỉ rõ “ cải thiện việc cấp thoát nước ở đô thị, thêm nguồn nước sạch cho nông thôn”.

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

Nguyên nhân đầu tiên là, tuy Việt Nam có trữ lượng nước khá dồi dào, lượng mưa khá cao, hệ thống sông ngòi kênh mương dày đặc, nước ngầm cũng phong phú tại những vùng thấp, nhưng lượng nước phân bố không đều theo thời gian và không gian. Việc sử dụng ngày càng nhiều nước cho sản xuất Nông nghiệp và công nghiệp, dân số tăng nhanh làm tăng nhu cầu sử dụng nước. Nguyên nhân thứ 2 là một số nguồn nước hiện nay đang ngày càng bị ô nhiễm do các hoạt động sản xuất Nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt làm cho chất lượng nước ngày một xấu hơn. Chính vì thế, để có đủ nước cung cấp và đảm bảo an toàn sức khỏe, đòi hỏi công tác xử lý nước phải được đẩy mạnh và áp dụng dây chuyền công nghệ xử lý phù hợp.

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

Keo tụ là quá trình rất quan trọng trong dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp nói riêng và nước ô nhiễm nói chung. Quá trình keo tụ giúp loại bỏ các hạt lơ lửng do đó làm độ đục của nước giảm đi. Ngoài ra nó cũng góp phần làm tăng hiệu quả của các quá trình xử lý tiếp theo như lắng, lọc, khử trùng Hiện tại, trong công nghệ xử lý nước tập trung hiện nay thi người ta chỉ sử dụng các chất Hóa học làm chất keo tụ nước như phèn sắt, phèn nhôm, PAC và dư lượng các hóa chất này trong nước là nguy cơ tiềm ẩn ảnh hưởng đến Sức khỏe con người.

Để giảm bớt lượng các chất Hóa học hiện diện trong nguồn nước sử dụng hằng ngày, đề tài “ Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của một số loại thực vật ứng dụng trong xử lý nước” đã ra đời với mong muốn thay thế các hóa chất dùng trong công tác xử lý nước nói chung và keo tụ nước nói riêng bằng việc sử dụng một số loại thực vật làm chất keo tụ, góp phần giải quyết và nâng cao chất lượng nước cấp sinh hoạt ở các vùng nông thôn chưa có điều kiện tiếp cận với nguồn nước sạch.

1.2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

- Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ nước của một số loại thực vật sẵn có tại Việt Nam
- Xem xét tính khả thi của các loại thực vật trên khi áp dụng trên quy mô hộ gia đình ở một số vùng nông thôn Việt Nam.

1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu thực nghiệm xem xét tính khả thi trên nước đục nhân tạo.
- Nghiên cứu thực nghiệm trên một số nguồn nước mặt tự nhiên.

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu chỉ thực hiện trên nước đục nhân tạo và một số nguồn nước mặt tự nhiên thu nhận trên một số vị trí tại lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai và nước hồ.
- Nghiên cứu thử nghiệm trên mô hình với quy mô hộ gia đình.

1. 4PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

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

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

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

1.5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

1.5.1 Ý nghĩa khoa học

- Phương pháp mới giúp tận dụng được các nguồn nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên phục vụ công tác xử lý nước cấp.
- Giảm thiểu được các nguy cơ tiềm ẩn từ việc sử dụng các chất keo tụ hóa học.
- Xây dựng công nghệ xử lý nước hoàn toàn không sử dụng hóa chất nhân tạo.

1. 5.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Phương pháp giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho người dân .
- Thân thiện với môi trường.
- Là phương pháp đơn giản dễ áp dụng do đó có tính khả thi cao đối với các vùng nông thôn không có điều kiện tiếp cận với nguồn nước sạch.
Mục lục phía dưới


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 . MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

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

2.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC CẤP
2.1.1 Ưng dụng của nước cấp
2.1.2 Các yêu cầu chung về chất lượng nước
2.2 CÁC NGUỒN NƯỚC TỰ NHIÊN
2.2.1 Thành phần và chất lượng nước mưa
2.2.2 Thành phần và chất lượng nước bề mặt
2.2.3 Thành phần và chất lượng nước ngầm
2.3 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG NƯỚC
2.3.1 Các thông số đánh giá chất lượng nước
2.3.1.1 Các chỉ tiêu Vật lý
2.3.1.2 Các chỉ tiêu hoá học
2.3.1.3 Các chỉ tiêu vi sinh
2.3.2 Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống
2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC
2.4.1 Lựa chọn nguồn nước cho mục đích cấp nước
2.4.2 Các dạng sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp
2.4.3 Các phương pháp xử lý nước thiên nhiên
2.4.3.1 Quá trình keo tụ
2.4.3.2 Quá trình lắng.
2.4.3.3 Quá trình lọc nước.
2.4.3.4 Khử sắt và mangan
2.4.3.5 Làm mềm nước
2.4.3.6 Khử trùng nước.

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

3.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY CHÙM NGÂY
3.1.1 Nguồn gốc
3.1.2 Đặc điểm hình thái
3.1.3 Đặc điểm phân loại
3.1.4 Đặc điểm phân bố
3.1.5 Công dụng
3.1.6 Ứng dụng của chùm ngây trong xử lý nước
3.2 TỔNG QUAN VỀ CÂY DẦU MÈ
3.2.1 Nguồn gốc
3.2.2 Đặc điểm Sinh học
3.2.3 Công dụng
3.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC CÂY HỌ ĐẬU
3.3.1 Cây đậu cô ve
3.3.2 Cây đậu nành
3.3.3 Cây đậu xanh

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

4.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC NGHIỆM
4.2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
4.2.1 Giai đoạn 1: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu nước đục nhân tạo
4.2.2 Giai đoạn 2: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu nước mặt tự nhiên
4.2.3 Giai đoạn 3: đánh giá chất lượng nước mặt sau khi xử lý theo dây chuyền công nghệ keo tụ bằng thực vật, lọc qua cát và khử trùng bằng SODIS
4.3 MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
4.3.1 Mô hình Jartest
4.3.2 Mô hình bể lọc cát
4.3.3 Thí nghiệm SODIS
4.4 CÁC THÔNG SỐ QUAN TRẮC HIỆU QUẢ XỬ LÝ TRONG QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM
4.5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.5.1 Giai đoạn 1 và 2
4.5.1.1 Nhóm 1: dùng hạt cây chùm ngây làm chất keo tụ
4.5.1.2 Nhóm 2: dùng hạt cây dầu mè làm chất keo tụ
4.5.1.3 Nhóm 3: dùng các loại đậu làm chất keo tụ
4.5.1.4 Hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ bằng phương pháp keo tụ
4.5.1.5 Kết luận và thảo luận kết quả giai đoạn thực nghiệm 1 và 2
4.5.2 Giai đoạn 3 8

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

5.1 NƯỚC SẠCH TỪ MÔ HÌNH
5.1.1 Giới thiệu mô hình
5.1.2 Vận hành mô hình
5.1.3 Đánh giá mô hình
5.2 GÓP PHẦN “ XÓA ĐÓI GIẢM NGHÈO ” TỪ MÔ HÌNH
5.2.1 Bài toán dinh dưỡng
5.2.2 Bài toán kinh tế
5.3 CÔNG TÁC TUYÊN TRUYỀN MÔ HÌNH ĐẾN VỚI MỌI NGƯỜI
5.3.1 Xây dựng sổ tay hướng dẫn sử dụng mô hình
5.3.2 Tập huấn tuyên truyền viên
5.3.3 Tập huấn cho người sử dụng

CHƯƠNG 6 . KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ