HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MƠI TRƯỜNG
----------------------
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
“ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ NƯỚC CẤP
SINH HOẠT THÀNH PHỐ TUYÊN QUANG,
TỈNH TUYÊN QUANG”
Hà Nội - 2021
HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MƠI TRƯỜNG
----------------------
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
“ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ NƯỚC CẤP
SINH HOẠT THÀNH PHỐ TUYÊN QUANG,
TỈNH TUYÊN QUANG”
Người thực hiện
: LƯƠNG QUANG THÁI
Lớp
: LTK62KHMT
Khóa
: 62
Nghành
: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Giảng viên hướng dẫn : ThS. NGUYỄN THỊ THU HÀ
Hà Nội - 2021
LỜI CẢM ƠN
Sau tháng ngày học tập, rèn luyện trên giảng đường đại học, khóa luận
tốt nghiệp là bước đi cuối cùng của quãng đường sinh viên cũng là kết quả
của q trình rèn giũa đó. Từ trang giấy trắng viết lên bao tri thức, kĩ năng và
cả cách sống là nhờ sự chỉ bảo, giảng dạy nhiệt tình của quý thầy cô. Trước
tiên, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Quý thầy cô Khoa Môi trường Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã là những người lái đị cần mẫn dạy tơi
những kiến thức bổ ích trong thời gian qua. Lời cảm ơn đặc biệt được trân
trọng gửi tới giảng viên ThS. Nguyễn Thị Thu Hà (Bộ môn Công nghệ Môi
trường, khoa Môi trường) đã tận tâm hướng dẫn giúp tơi hồn thành khóa
luận tốt nghiệp của mình.
Tiếp đó tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc tới Cơng ty cổ phần
Cấp thốt nước Tun Quang cùng các cộng sự đã quan tâm, giúp đỡ tôi trong
thời gian nghiên cứu đề tài.
Và cuối cùng là lời cảm ơn dành cho gia đình, bạn bè đã luôn sát cánh,
động viên tôi trong những năm tháng qua. Do kiến thức cịn hạn hẹp nên
khơng thể tránh khỏi sự thiếu sót trong bài khóa luận, tơi rất mong nhận được
sự góp ý của q thầy cơ và các bạn để hoàn thiện hơn năng lực của bản thân.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 22 tháng 02 năm 2021
Sinh viên thực hiện
Lương Quang Thái
i
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
MỤC LỤC ......................................................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ iv
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................... v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. vi
TÓM TẮT CỦA KHÓA LUẬN ..................................................................... vii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1
2. Mục đích và yêu cầu nghiên cứu................................................................... 2
2.1. Mục đích nghiên cứu .................................................................................. 2
2.2. Yêu cầu nghiên cứu .................................................................................... 2
Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.............................. 3
1.1. Yêu cầu về chất lượng nước cấp sinh hoạt ................................................ 3
1.1.1. Các quy định hiện hành về nước cấp sinh hoạt....................................... 3
1.1.2. Các thông số đánh giá chất lượng nước cấp sinh hoạt ............................ 6
1.2. Hiện trạng cấp nước sinh hoạt.................................................................. 15
1.2.1. Tình hình cấp nước sạch trên tồn thế giới ........................................... 15
1.2.2. Tình hình cấp nước sạch tại Việt Nam.................................................. 16
1.2.3. Tình hình cấp nước sạch tại Tuyên Quang ........................................... 18
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
......................................................................................................................... 20
2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 20
ii
2.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 20
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 20
2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 20
2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp ................................................... 20
2.4.2. Phương pháp thu thấp số liệu sơ cấp..................................................... 21
2.4.3. Phương pháp đánh giá chất lượng nước cấp sinh hoạt ......................... 22
2.4.4. Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu ................................................ 23
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 24
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội thành phố Tuyên Quang.................... 24
3.1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên thành phố Tuyên quang .......................... 24
3.1.2. Tình hình kinh tế-xã hội ........................................................................ 26
3.2. Hiện trạng hệ thống cấp nước sinh hoạt thành phố Tuyên Quang........... 29
3.2.1. Hiện trạng khai thác nước cấp sinh hoạt ............................................... 29
3.2.2. Hiện trạng xử lý nước cấp sinh hoạt ..................................................... 34
3.2.3. Hiện trạng phân phối và sử dụng nước cấp sinh hoạt ........................... 40
3.3. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý hệ thống cấp nước sinh hoạt
tại thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang .............................................. 46
3.3.1. Kết quả đạt được và tồn tại trong thực trạng quản lý ........................... 46
3.3.2. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý ........................... 47
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 49
1. Kết luận ....................................................................................................... 49
2. Kiến nghị ..................................................................................................... 50
iii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Các mục tiêu phát triển cấp nước đơ thị ......................................... 17
Bảng 1.2: Tình trạng hoạt động của các trạm cấp nước sinh hoạt .................. 18
Bảng 2.1: Phân bố số phiếu điều tra về sử dụng nước cấp sinh hoạt thành phố
Tuyên Quang ................................................................................................... 21
Bảng 2.2: Danh sách mẫu đánh giá chất lượng nước cấp sinh hoạt trước và
sau xử lý .......................................................................................................... 22
Bảng 3.1: Hiện trạng chất lượng nước mặt và nước ngầm trước khi xử lý .... 33
Bảng 3.2: Chất lượng nước sau xử lý của Cơng ty cổ phần Cấp thốt nước
Tun Quang (Kết quả ngày 31/12/2020)....................................................... 39
Bảng 3.3: Tính tốn nhu cầu sử dụng nước sạch ............................................ 40
Bảng 3.4: Hiện trạng sử dụng nước sinh hoạt của người dân trên địa bàn thành
phố Tuyên Quang ............................................................................................ 41
Bảng 3.5: Nhu cầu nước cấp trên địa bàn thành phố Tuyên Quang ............... 42
Bảng 3.6: Giá bán nước sạch tại thành phố Tuyên Quang của Công ty cổ phần
cấp thoát nước Tuyên Quang .......................................................................... 44
iv
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Các quy định về chất lượng nước cấp sinh hoạt ............................... 5
Hình 1.2: Quy trình cơng nghệ xử lý nước mặt cho mục đích sinh hoạt ........ 13
Hình 1.3: Quy trình cơng nghệ xử lý nước ngầm cho mục đích sinh hoạt ..... 14
Hình 3.1: Vị trí thành phố Tun Quang ........................................................ 24
Hình 3.2: Bản đồ đường giao thơng và địa hình thành phố Tun Quang ..... 28
Hình 3.3: Sơ đồ quy trình và thiết bị xử lý nước ngầm hoạt động tại cơ sở ... 35
Hình 3.4: Quy trình cơng nghệ và thiết bị xử lý nước mặt tại cơ sở .............. 36
Hình 3.5: Hệ số sử dụng nước trên địa bàn thành phố Tuyên Quang............. 43
Hình 3.6: Tương quan giữa hiện tượng mất nước và khoảng cách đến nguồn
cấp ................................................................................................................... 45
v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BTNMT
: Bộ tài nguyên Môi trường
BYT
: Bộ y tế
CTR
: Chất thải rắn
HT
: Hệ thống
MT
: Môi trường
MTQG
: Môi trường quốc gia
NXB
: Nhà xuất bản
PTNT
: Phát triển nông thôn
QCVN
: Quy chuẩn Việt Nam
TNHH
: Trách nhiệm hữu hạn
UBND
: Ủy ban nhân dân
VSMT
: Vệ sinh Môi trường
vi
TÓM TẮT CỦA KHÓA LUẬN
Nghiên cứu áp dụng các phương pháp: Điều tra thu thập thông tin thứ
cấp, sơ cấp (65 hộ dân/13 xã phường, khảo sát thực tế về nguồn nước, các hệ
thống, tổ chức quản lý); phương pháp đánh giá chất lượng nước trước và sau
khi xử lý bằng việc lấy mẫu trực tiếp, phân tích để đối chiếu với những tiêu
chuẩn, quy chuẩn hiện hành. Kết quả cho thấy:
Hệ thống cấp nước của Công ty cổ phần Cấp thoát nước Tuyên Quang
đã khai thác để cung cấp nước sinh hoạt từ hai nguồn: Nguồn nước ngầm
được khai thác từ 11 giếng khoan quanh thành phố được đẩy về trụ sở cơng ty
nơi có trạm II để xử lý và nguồn nước mặt được lấy từ dịng sơng Lô chạy cắt
qua thành phố đẩy về trạm Minh Xuân tại phường Minh Xuân xử lý. Nguồn
nước ngầm với tổng công suất 17.500 m3/ ngày đêm và nguồn nước mặt công
suất 5000m3/ ngày đêm đã cung cấp lượng nước sinh hoạt lớn đạt tiêu chuẩn,
quy chuẩn hiện hành để phục vụ cho 25.800 hộ dân với tỉ lệ 97,8% dân số của
thành phố.
Mặc dù nguồn nước mặt và nước ngầm cấp cho cơng ty cịn ơ nhiễm về
hữu cơ, vi sinh vật và amoni, tuy nhiên sau quá trình xử lý chất lượng nước
cấp đảm bảo chặt chẽ QCVN 01-1:2018/BYT về nước cấp sinh hoạt, đảm bảo
cấp cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của người dân. Tuy nhiên, trong
q trình hoạt động hệ thống cịn nhiều hạn chế về sự rò rỉ đường ống, tốc độ
khắc phục sự cố còn yếu kém cùng với người dân chưa ý thức được bảo vệ tài
sản và ý thức chung. Giải pháp được đặt ra là phải có biện pháp quản lý đúng
đắn, nâng cao tay nghề và tuyên truyền nâng cao nhận thức của người dân.
vii
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ở Việt Nam hiện nay, sử dụng nước sạch, đặc biệt ở khu vực nông thôn
luôn được Đảng và Nhà nước ta rất quan tâm chú trọng. Chính phủ đã ban
hành nhiều cơ chế, chính sách để thực hiện mục tiêu quốc gia về nước sạch
cho người dân nơng thơn. Từ đó, các cơng trình cấp nước sạch được đầu tư
xây dựng ở nhiều nơi, người dân trên cả nước đã được tiếp cận với các nguồn
nước sạch, phục vụ nhu cầu sinh hoạt và đời sống. Cơng trình nước sạch
nơng thơn là hạ tầng quan trọng, cung cấp nước sinh hoạt, góp phần cải thiện
đời sống, nâng cao sức khỏe người dân, bảo đảm an sinh xã hội, phát triển
kinh tế - xã hội khu vực nơng thơn. Thời gian qua, Chính phủ đã tập trung
nhiều nguồn lực để phát triển mạng lưới cấp nước sạch nông thôn, nhất là tại
các địa bàn vùng sâu, vùng xa, vùng có điều kiện kinh tế - xã hội khó khăn và
đặc biệt khó khăn. Việc bảo vệ, sử dụng, khai thác hiệu quả, bền vững, gắn
với huy động các nguồn lực ngoài ngân sách cùng Nhà nước đầu tư phát triển,
khai thác cơng trình cấp nước sinh hoạt là rất cần thiết (Nguyễn Quang Huy,
2018)
Thành phố Tuyên Quang là thành phố trực thuộc tỉnh Tun Quang, là
tỉnh miền núi nằm ở phía Đơng Bắc cách thủ đơ Hà Nội 165 km, với tổng
diện tích tự nhiên 11.921ha; có 13 xã, phường (UBND tỉnh Tuyên Quang,
2017). Với mục tiêu đẩy mạnh hoạt động sản xuất, kinh doanh đáp ứng nhu
cầu nước sạch cho khách hàng, Cơng ty cổ phần Cấp thốt nước Tun Quang
đã xây dựng trạm xử lý nước mặt công suất 5.000 m3 nước/ngày đêm tại
phường Minh Xuân (thành phố Tuyên Quang) để bổ sung nguồn cung cấp
nước cho thành phố Tuyên Quang, Trạm xử lý nước mặt khởi công xây dựng
từ tháng 9-2018, đến nay đã hoàn thiện và phục vụ đời sống nhân dân (Báo
Tuyên Quang, 2019). Tuy nhiên, quá trình quản lý khai thác hệ thống cấp
1
nước sinh hoạt đã bộc lộ một số tồn tại dẫn đến hiệu quả quản lý hệ thống cấp
nước chưa cao, lượng nước bị thất thốt cịn nhiều, chất lượng nước cấp chưa
ổn định. Chính vì vậy, tơi lựa chọn đề tài “Đánh giá hiện trạng và đề xuất
giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý nước cấp sinh hoạt thành phố Tuyên
Quang, tỉnh Tuyên Quang” sẽ làm rõ vấn đề trên và tạo cơ sở đề xuất một số
giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý chất lượng nước của hệ thống cấp nước
sinh hoạt, đảm bảo phục vụ tốt hơn cho người dân trên địa bàn thành phố.
2. Mục đích và yêu cầu nghiên cứu
2.1. Mục đích nghiên cứu
- Đánh giá được thực trạng quản lý các hệ thống cấp nước sinh hoạt
trên địa bàn thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang.
- Đề xuất được một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý các hệ
thống cấp nước sinh hoạt trên địa bàn thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên
Quang.
2.2. Yêu cầu nghiên cứu
- Đánh giá được tổng quan tình hình cấp nước sạch trên thế giới và ở
Việt Nam.
- Các số liệu điều tra, thu thập được phải chính xác, có độ tin cậy, phẩn
ánh đúng hiện trạng cấp nước trên địa bàn nghiên cứu.
- Nêu tổng quan về thành phố Tuyên Quang và mạng lưới cấp nước của
thành phố, từ đó đánh giá cơng tác quản lý hệ thống.
- Các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý chất lượng nước của hệ
thống cấp nước sinh hoạt được đề xuất phải cụ thể, phù hợp với điều kiện của
thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang.
2
Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Yêu cầu về chất lượng nước cấp sinh hoạt
1.1.1. Các quy định hiện hành về nước cấp sinh hoạt
Nước cấp sinh hoạt có thể được sử dụng từ một trong số các nguồn:
nước mặt, nước mưa, nước dưới đất (nước ngầm)... hoặc kết hợp từ nhiều
nguồn trong số các nguồn trên. Được xử lý hoặc sử dụng trực tiếp trước khi
cấp cho một cụm dân cư hoặc một hộ dân cư, sử dụng cho mục đích sinh
hoạt: ăn uống, vệ sinh, các mục đích sản xuất khác tại hộ gia đình. Hiện nay
có nhiều quy định khác nhau song song tồn tại để đánh giá chất lượng nước
cấp sinh hoạt phụ thuộc vào nguồn cấp và đặc điểm sử dụng nước cấp sinh
hoạt. Ví dụ, để đánh giá chất lượng cấp sinh hoạt có nguồn gốc từ nước mặt
(ao, hồ, sơng, suối...) hoặc nước ngầm… Bộ Tài Nguyên và Môi Trường đã
đưa ra các quy chuẩn quy định giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước
mặt, nước ngầm. Các quy chuẩn này áp dụng để đánh giá và kiểm soát chất
lượng của nguồn nước, làm căn cứ cho việc bảo vệ và sử dụng nước một cách
phù hợp:
QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất
lượng nước mặt quy định giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt.
Quy chuẩn này áp dụng cho các trường hợp: Đánh giá và quản lý chất lượng
của nguồn nước mặt, làm căn cứ cho việc bảo vệ và sử dụng nước một cách
phù hợp; Làm căn cứ để lập, phê duyệt quy hoạch sử dụng nước theo các mục
đích sử dụng xác định; Đánh giá sự phù hợp của chất lượng nước mặt đối với
quy hoạch sử dụng nước đã được phê duyệt; Làm căn cứ để kiểm soát các
nguồn thải vào nguồn tiếp nhận, đảm bảo nguồn nước mặt ln phù hợp với
mục đích sử dụng; Làm căn cứ để thực hiện các biện pháp cải thiện, phục hồi
chất lượng nước.
3
Trong đó, khi sử dụng QCVN 08-MT:2015/BTNMT cần lưu ý khi
nước mặt cấp trực tiếp cho mục đích sinh hoạt, cần sử dụng cột A1 để đánh
giá (cấp sinh hoạt khơng xử lý), trong khi nếu có ít nhất một biện pháp xử lý
trước khi sử dụng thì dùng cột A2 (cấp sinh hoạt có xử lý).
QCVN 09-MT:2015/ BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất
lượng nước dưới đất. Quy chuẩn này quy định giá trị giới hạn các thông số
chất lượng nước ngầm, áp dụng để đánh giá và giám sát chất lượng nguồn
nước ngầm, làm căn cứ để định hướng cho các mục đích sử dụng nước khác
nhau trong đó có cấp sinh hoạt.
Bên cạnh các quy định về chất lượng nguồn cấp cho mục đích sinh hoạt
với nguyên tắc đánh giá chất lượng nguồn tài nguyên nước cho mục đích sinh
hoạt hoặc các mục đích tương tự, đối với các cơ sở cấp nước, cần sử dụng các
quy định của Bộ y tế về chất lượng nước cấp sinh hoạt. Trong đó, kể từ năm
2009, 02 QCVN dưới đây được sử dụng để đánh giá chất lượng nước cấp sinh
hoạt:
QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước ăn uống quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước
dùng để ăn uống, nước dùng cho các cơ sở để chế biến thực phẩm (sau đây
gọi tắt là nước ăn uống). Quy chuẩn này áp dụng đối với 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 có cơng suất từ 1.000
m3/ngày đêm trở lên (sau đây gọi tắt là cơ sở cung cấp nước).
QCVN 02: 2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước sinh hoạt, quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước sử
dụng cho mục đích sinh hoạt thông thường không sử dụng để ăn uống trực
tiếp hoặc dùng cho chế biến thực phẩm tại các cơ sở chế biến thực phẩm (sau
đây gọi tắt là nước sinh hoạt). Đối tượng áp dụng là các cơ quan, tổ chức, cá
4
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 có cơng suất dưới 1.000
m3/ngày đêm (sau đây gọi tắt là cơ sở cung cấp nước); Các cá nhân và hộ gia
đình tự khai thác nước để sử dụng cho mục đích sinh hoạt.
Nguồn cấp
BTNMT quy định
Nước mặt
Nước dưới đất
Các nguồn cấp
QCVN 08-MT
QCVN 09-MT
nước khác
Nước cấp
BYT quy định
Cấp ăn uống
Cấp sinh hoạt
Cơ sở cấp nước
QCVN 01:2009/BYT
QCVN 02:2009/BYT
QCVN 01-1:2018/BYT
Hình 1.1: Các quy định về chất lượng nước cấp sinh hoạt
Việc xây dựng tiêu chuẩn giúp cho các nhà chức trách và các nhà điều
hành đạt được các tiêu chuẩn về chất lượng nước đáp ứng sự mong đợi của
người sử dụng và các nguyên tắc phát triển bền vững. Phạm vi mà các tiêu
chuẩn nêu ra sẽ bao gồm việc đánh giá chất lượng và các chỉ số hoạt động đo
lường kết quả dịch vụ, do đó góp phần quản lý và điều hành việc đánh giá
dịch vụ một cách tốt hơn. Các tiêu chuẩn sẽ góp phần bảo tồn nước bằng cách
tăng hiệu quả của dịch vụ phân phối nước và giảm sự rị rỉ trong hệ thống dịch
vụ nước, do đó ngăn cản được sự thất thốt nước khơng cần thiết.
Tuy nhiên, rõ ràng là một nguồn nước cấp cho mục đích sinh hoạt đơi
khi được sử dụng đa mục đích tại các hộ gia đình, cơ quan, trường sở, nhà
máy, vì vậy để hợp nhất các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước cấp, khi
5
đánh giá chất lượng nước cấp cho mục đích sinh hoạt chúng ta sử dụng
QCVN 01-1:2018/BYT. Quy chuẩn này áp dụng đối với tổ chức, cá nhân thực
hiện một phần hoặc tất cả các hoạt động khai thác, sản xuất, truyền dẫn, bán
buôn, bán lẻ nước sạch theo hệ thống cấp nước tập trung hoàn chỉnh (sau đây
gọi tắt là đơn vị cấp nước); các cơ quan quản lý nhà nước về thanh tra, kiểm
tra, giám sát chất lượng nước sạch; các phòng thử nghiệm và tổ chức chứng
nhân các thông số chất lượng nước. Với quy định như vậy, QCVN này đã
thống nhất được các khái niệm về nguồn cấp nước sinh hoạt để sử dụng định
nghĩa nước cấp trong phạm vi mới. Bên cạnh đó, quy chuẩn này khơng áp
dụng đối với nước uống trực tiếp tại vịi, nước đóng bình, đóng chai, nước
khống thiên nhiên đóng bình, đóng chai, nước sản xuất ra từ các bình lọc
nước, hệ thống lọc nước và các loại nước không dùng cho mục đích sinh hoạt,
1.1.2. Các thơng số đánh giá chất lượng nước cấp sinh hoạt
a. Các chỉ tiêu về lý học
- Nhiệt độ: nhiệt độ của nước cấp phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường,
có ảnh hưởng đến độ pH, đến các q trình hóa học và sinh học trong nước.
- Độ màu và độ đục của nước cấp phụ thuộc vào các tạp chất trong
nước (mùn, vi sinh vật, hữu cơ, ion kim loại…) ảnh hưởng trực tiếp đến mỹ
quan của nước cấp và ảnh hưởng gián tiếp do độ độc hại của hóa chất. Đây là
thành phần dễ dàng loại bỏ trong nước cấp bằng các biện pháp cơ học.
- Mùi vị: Nước có thể ngửi, nếm để đánh giá mùi vị. Nước thiên nhiên
có mùi đất hay mùi tanh, nước sau khi xử lý có các hợp chất của Clo có mùi
hắc do nhiễm Clo hoặc Clophenol.
- Tổng hàm lượng chất rắn (TS): Các chất rắn trong nước có thể là
những chất tan hoặc khơng tan, bao gồm cả những chất vô cơ lẫn các chất hữu
cơ.
6
- Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS): Các chất rắn lơ lửng (các
chất huyền phù) là những chất rắn không tan trong nước.
- Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan (TDS): Các chất rắn hòa tan là
những chất tan được trong nước, bao gồm cả chất vô cơ lẫn chất hữu cơ.
- Độ dẫn điện: Nước có độ dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 200C có độ
dẫn điện là 4,2μS/m ( tương ứng điện trở 23,8MΩ/cm). Độ dẫn điện tăng theo
hàm lượng chất khống hịa tan trong nước và dao động theo nhiệt độ.
- Tính phóng xạ: Tính phóng xạ của nước là do sự phân huỷ các chất
phóng xạ trong nước tạo nên. Khi bị nhiễm bẩn phóng xạ từ nước thải và
khơng khí thì tính phóng xạ của nước có thể vượt quá giới hạn cho phép gây
tác động vào cơ thể sống qua đường hơ hấp hoặc tiêu hố, gây tác hại cho cơ
thể do tính ion hố mạnh.
b. Các chỉ tiêu hố học
- Độ pH của nước: Độ pH là chỉ số đo độ hoạt động của các ion H+
trong dung dịch, thường được dùng để biểu thị tính axit hay tính kiềm của
nước.
- Độ kiềm: Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion
hydrocacbonat (HCO3-), hyđroxyl (OH-) và anion muối của các axit khác. Độ
kiềm là một chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước.
- Độ cứng: Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion
canxi và magiê có trong nước. Dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ
gây lãng phí xà phòng do canxi và magiê phản ứng với các axit béo tạo thành
các hợp chất khó tan. Trong sản xuất, nước cứng có thể tạo lớp cáu cặn trong
các lị hơi hoặc gây kết tủa ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
- Hàm lượng Oxy hòa tan (DO): Là lượng oxy hồ tan trong nước cần
thiết cho sự hơ hấp của các sinh vật nước. DO trong nước phụ thuộc nhiều
7
yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi
sinh, thủy sinh vật.
- Nhu cầu Oxy trong nước gồm có nhu cầu oxy hóa học (COD) và nhu
cầu oxy sinh hóa (BOD): Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hố
học trong nước bao gồm cả vơ cơ và hữu cơ. COD giúp phần nào đánh giá
được lượng chất hữu cơ trong nước có thể bị oxid hóa bằng các chất hóa học
(tức là đánh giá mức độ ơ nhiễm của nước). Nhu cầu Oxy sinh hóa (BOD) là
lượng oxy cần thiết để vi khuẩn có trong nước phân hủy các chất hữu.
- Một số chỉ tiêu hóa học khác trong nước
+ Các hợp chất Clorua: Clo tồn tại trong nước dưới dạng Cl - . Nói
chung ở mức nồng độ cho phép thì các hợp chất clo khơng gây độc hại, nhưng
với hàm lượng lớn hơn 250 mg/l làm cho nước có vị mặn.
+ Các hợp chất Sulfat: Ion SO42- có trong nước do khống chất hoặc có
nguồn gốc hữu cơ. Với hàm lượng lớn hơn 250 mg/l gây tổn hại cho sức khỏa
con người
+ Amoniac: Trong nước, bề mặt tự nhiên của vùng khơng ơ nhiễm
amoniac chỉ có ở nồng độ vết (dưới 0,05 mg/l).
+ Nitrat (NO3-): Gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt và thuỷ
sản. Trẻ em uống nước có nồng độ nitrat cao có thể ảnh hưởng đến máu gây
bệnh xanh xao.
+ Kim loại nặng: Kim loại nặng (Asen, chì, Crơm(VI), Cadimi, Thuỷ
ngân...) có mặt trong nước do nhiều nguyên nhân như: trong quá trình hồ tan
các khống sản, các thành phần kim loại có sẵn trong tự nhiên hoặc sử dụng.
trong các cơng trình xây dựng, các chất thải cơng nghiệp.
+ Khí hịa tan như: CO2, O2, H2S... Nước ngầm: Khơng có O2, nếu pH
<5,5 thường chứa nhiều CO2, đây là khí có tính ăn mịn kim loại và ngăn cản
8
việc tăng pH của nước. Nước ngầm có thể chứa H2S đến vài chục mg/l, H2S >
0,5mg/l làm cho nước có mùi khó chịu. Nước mặt: H2S hình thành do sự phân
hủy chất hữu cơ trong nước, do đó hàm lượng H2S trong nước cao chứng tỏ
nguồn nước bị nhiễm bẩn và có nhiều chất hữu cơ chưa phân hủy hồn tồn
tích tụ ở đáy thủy vực. Khi pH tăng thì H2S chuyển sang dạng HS- và S2-.
c. Các chỉ tiêu sinh học
- Coliform: Coliform trong nước cho thấy các sinh vật gây bệnh khác
có thể tồn tại trong đó. Số liệu Coliform cung cấp cho chúng ta thông tin về
mức độ vệ sinh của nước và điều kiện vệ sinh môi trường xung quanh.
- E.coli: là loại trực khuẩn đường ruột, có thời gian bảo tồn trong nước
gần giống những vi sinh vật gây bệnh khác. Sự có mặt của E.Coli chứng tỏ
nguồn nước đã bị nhiễm bẩn phân rác và có khả năng tồn tại các loại vi trùng
gây bệnh khác.
1.1.3. Công nghệ khai thác và xử lý nước cấp sinh hoạt
a. Khai thác nước mặt
Nước mặt bao gồm các nguồn nước trong các ao, đầm, hồ chứa, sơng
suối. Do kết hợp từ các dịng chảy trên bề mặt và thường xun tiếp xúc với
khơng khí nên các đặt trưng của nước mặt là: chứa khí hịa tan, đặc biệt là
oxy, chứa nhiều chất rắn lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa trong các ao,
đầm, hồ, do xảy ra quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại tương đối
thấp và chủ yếu ở dạng keo, có hàm lượng chất hữu cơ cao, có sự hiện diện
của nhiều loại tảo, chứa nhiều vi sinh vật.
Do tính chất nước nguồn nhiễm nhiều tạp chất hữu cơ từ nhiều thành
phần, tạo nên độ đục khơng ổn định, vì vậy công nghệ xử lý nước cần chú
trọng giai đoạn tiền xử lý: phản ứng + lắng ngay từ đầu quy trình, nhằm phá
9
hủy các liên kết hóa học, tạo cặn hữu ích. Sau đó, giai đoạn khử trùng là bắt
buộc trước khi cung cấp nước cho sinh hoạt.
Thường đó là cơng trình thu nước sơng, phải được đặt ở đầu nguồn
nước, phía trên khu dân cư và khu công nghiệp theo chiều chảy của sơng. Vị
trí hợp lý nhất là nơi bờ sơng và lịng sơng ổn định có điều kiện địa chất cơng
trình tốt, có đủ độ sâu cần thiết để lấy nước trực tiếp từ sông không phải dẫn
đi xa. Thường cơng trình thu được bố trí ở phía lõm của bờ sơng, tuy nhiên
phía lõm thường bị xói lở nên cần phải gia cố bờ. Cơng trình thu nước sơng
thường chia ra các loại sau đây:
Cơng trình thu nước bờ sơng
Cơng trình thu nước lịng sơng
Cơng trình thu nước hình đấu
b. Khai thác nước ngầm
Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, được
tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của
nguồn nước mặt, nước mưa. Đối với hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn
nước ngầm ln là nguồn nước được ưa thích. Bởi vì, các nguồn nước mặt
thường bị ơ nhiễm và lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động
theo mùa. Nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi các tác động của con
người. Có rất nhiều phương pháp để khai thác nước ngầm, tùy thuộc vào
nhiều yếu tố: nhu cầu cấp nước, tiêu chuẩn dùng nước, đặc điểm của nguồn
nước ngầm, các điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội… mà chúng ta lựa
chọn công nghệ sao cho phù hợp. Các cơng trình thu nước ngầm:
* Giếng khơi: là cơng trình thu nước ngầm mạch nơng, có đường kính
0,8–2m và chiều sâu 3–20m, phục vụ cấp nước cho một gia đình hay một số
đối tượng dùng nước nhỏ. Khi cần lượng nước lớn hơn thì có thể xây dựng
10
một nhóm giếng khơi nối vào giếng tập trung bằng các ống xi phơng, hoặc
giếng có đường kính lớn với các ống nan quạt có lỗ, đặt trong lớp đất chứa
nước để tập trung nước về giếng.
Nước chảy vào giếng có thể từ đáy hoặc từ thành bên qua các khe hở ở
thành hoặc qua các ống bê tông xốp dùng làm thành giếng. Thành giếng có
thể xây bằng gạch, bê tông xỉ, bê tông đá hộc, đá ong… tùy theo vật liệu địa
phương. Khi gặp đất dễ sụt lở người ta dùng các khẩu giếng bằng bê tông,
gạch, ống sành… với chiều cao 0,5–1m rồi đánh tụt từng khẩu giếng xuống
cho nhanh chóng và an tồn. Các khẩu giếng nối với nhau bằng vữa xi măng.
* Đường hầm ngang thu nước: là loại cơng trình thu nước ngầm mạch
nơng với công suất lớn hơn vài chục đến vài trăm mét khối ngày; gồm một hệ
thống ống thu nước nằm ngang đặt trong lớp chứa nước, có độ dốc để tự chảy
về giếng tập trung. Trên đường ống cứ khoảng 25–50m lại xây dựng một
giếng thăm để kiểm tra nước chảy, lấy cặn và thông hơi. Ống thu nước thường
chế tạo bằng sành hoặc bê tơng có lỗ d=8mm hoặc khe với kích thước 10–
100mm. Ngồi ra có thể xếp đá dăm, đá tảng thành hành lang thu nước, xung
quanh có lớp bọc bằng đá dăm, cuội, sỏi để ngăn cát chui vào.
* Giếng khoan: là cơng trình thu nước ngầm mạch sâu với công suất lớn
từ 5–500 l/s, sâu vài chục đến vài trăm mét, có đường kính 100–600mm.
Giếng khoan có thể là giếng hồn chỉnh (khoan đến lớp đất cách nước); giếng
khơng hồn chỉnh (khoan đến lưng chừng lớp đất chứa nước); giếng có áp và
giếng khơng có áp… Khi cần thu lượng nước lớn người ta dùng một nhóm
giếng khoan. Trong trường hợp này các giếng sẽ bị ảnh hưởng lẫn nhau khi
làm việc đồng thời.
c. Khai thác nước mưa
Nước mưa là một nguồn nước tự nhiên quý báu, được nhiều nơi trên
thế giới sử dụng như một nguồn cấp nước sinh hoạt quan trọng, đặc biệt là tại
11
các vùng nông thôn các nước đang phát triển. Nước mưa được thu từ mái nhà,
trên các triền dốc tự nhiên và trên một số đường phố. Nước mưa có đặc điểm
là rẻ tiền, dồi dào, nhất là trong mùa mưa nước tương đối sạch. Nhược điểm
của việc khai thác nước mưa là lượng mưa thường phân bố không đều, mưa
tập trung chủ yếu vào mùa mưa. Việc thu hứng nước mưa tập trung ở một
diện tích rộng cũng rất khó. Nước mưa được xem như một nguồn cung cấp
nước sinh hoạt ăn uống chính ở nhiều vùng nơng thơn, hoang mạc, rừng núi,
hải đảo. Tuy nhiên, khi có hệ thống nước đường ống thì nguồn nước mưa chỉ
được xem như một nguồn cung cấp phụ. Theo sự ước tính thì lượng nước
mưa hằng năm trên tồn lãnh thổ khoảng 640 km3, trong khi đó, 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
dịng sơng và phần lớn tập trung cho sản xuất nông nghiệp (Cao Liêm và Trần
Đức Viên, 1990).
d. Các công nghệ xử lý nước cấp sinh hoạt phổ biến
Hiện nay công nghệ xử lý nước cấp sinh hoạt phổ biến được nhiều nhà
máy nước áp dụng gồm hai công nghệ:
* Công nghệ áp dụng cho xử lý nguồn nước mặt
Quy trình xử lý nước cấp sinh hoạt gồm 5 bước:
Bước 1: Bơm nước: Nước được bơm từ dịng sơng thơng qua song chắn
rác để loại bỏ cặn bã, cát và các vật cản lớn đi theo dòng nước vào bể chứa.
Bước 2: Thực hiện q trình keo tụ:Cơng đoạn keo tụ tạo bơng giúp kết
dính các tạp chất thành hạt lớn làm lắng đọng dưới đáy bể. Hóa chất thường
được sử dụng là PAC (có thành phần chính là phèn nhơm). PAC có vai trò tạo
ra nguồn nước chất lượng cao làm cho quá trình lắng đọng diễn ra nhanh và
hiệu quả hơn.
12
Bước 3: Xử lý bùn: Sau thời gian lắng đọng nước hồn tồn loại bỏ tạp
chất phía trên cịn đối với lớp cặn bã (bùn) lắng xuống dưới được bơm ra
ngoài. Bùn lắng đọng được nén làm sử dụng phân bón. Nước đã được lắng
tiếp tục được xử lý qua hóa chất tại bể lắng.
Bước 4: Lọc nhanh: Q trình xử lý nước cấp diễn ra ở bể trung gian
tiếp xúc sử dụng hóa chất để loại bỏ tạp chất và sinh vật bằng chất khử trùng.
Tại bể lọc sẽ loại bỏ hồn tồn tạp chất cịn sót lại.
Bước 5: Khử trùng: Thêm dung dịch NaOCl qua bể tiến xúc nhằm khử
trùng hoàn toàn các chất độc hại và vinh sinh vật cịn sót lại được chứa trong
bể chứa và sẽ tiếp tục được khử trùng khi đưa vào tring hệ thống cấp nước
sinh hoạt hằng ngày.
Hình 1.2: Quy trình cơng nghệ xử lý nước mặt cho mục đích sinh hoạt
(Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thủy, 2000).
13
* Công nghệ áp dụng cho xử lý nước ngầm
Nước ngầm sau khi được bơm lên khỏi mặt sẽ cho lên bể thoáng để xử
lý hết H2S và các loại khí độc trong nước. Q trình này sẽ đồng thời hòa tan
oxy và tại hệ thống xử lý sẽ nâng pH của nước lên. Ở bể làm thống này,
khơng khí sẽ được thổi vào và với vật liệu đệm bố trí ở dưới sẽ làm tăng khả
năng hịa tan vào nước. Trong quá trình này, NaOH cũng được châm vào để
đẩy nhanh quá trình thủy phân xảy ra. Sau khi sử lý sơ cấp tại bể làm thoáng
nước được dẫn vào bể lắng. Tại bể lắng nước đã được hòa tan oxy và pH đã
được nâng lên phù hợp để quá trình phân hủy diễn ra thuận lợi.
Hình 1.3: Quy trình cơng nghệ xử lý nước ngầm cho mục đích sinh hoạt
(Nguồn:Trịnh thị Thanh 2004).
Chất kết tủa ở đây là Fe(OH3)- sẽ được lắng xuống bể sau khi hình
thành kết tủa, trong quá trình lắng xuống các hạt kết tủa bé li ti sẽ dính lại với
14
nhau tạo thành các bông cặn lớn hơn và dễ dàng lắng xuống đáy bể hơn. Phần
nước còn lại sau khi xử lý tách cặn sẽ được đưa sang bể chứa trung gian.
Bể chứa trung gian là nơi châm các loại thuốc khử trùng như clorin.
Các hóa chất này được châm vào nhờ một loại bơm định lượng. các vi sinh
vật trong nước sẽ bị loại bỏ nhờ các hóa chất khử trùng này.
Sau khi xử lý sinh vật nước được đưa sang bể lọc áp lực để loại bỏ
hoàn tồn các chất cặn cịn sót lại và sau đó nước được chuyển sang bể chứa
sạch. Một hệ thống cấp nước sạch sẽ có nhiệm vụ cấp nước và điều áp, dẫn
nước đến khu vực có nhu cầu sử dụng.
1.2. Hiện trạng cấp nước sinh hoạt
1.2.1. Tình hình cấp nước sạch trên toàn thế giới
Khi con người bắt đầu trồng trọt và chăn ni thì đồng ruộng dần dần
phát triển ở miền đồng bằng màu mỡ, kề bên lưu vực các con sơng lớn. Lúc
đầu cư dân cịn ít và nước thì đầy ắp trên các sơng hồ, đồng ruộng, cho dù có
gặp thời gian khơ hạn kéo dài thì cũng chỉ cần chuyển cư khơng xa lắm là tìm
được nơi ở mới tốt đẹp hơn. Vì vậy, nước được xem là nguồn tài nguyên vô
tận và cứ như thế qua một thời gian dài, vấn đề nước chưa có gì là quan trọng.
Tình hình thay đổi nhanh chóng khi cuộc cách mạng công nghiệp xuất hiện và
càng ngày càng phát triển như vũ bão. Hấp dẫn bởi nền công nghiệp mới ra
đời, từng dịng người từ nơng thơn đổ xơ vào các thành phố và khuynh hướng
này vẫn cịn tiếp tục cho đến ngày nay. Ðô thị trở thành những nơi tập trung
dân cư q đơng đúc, tình trạng này tác động trực tiếp đến vấn đề về nước
càng ngày càng trở nên nan giải.
Nhu cầu 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 qn trên tồn 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.
15
Tuy nhiên, nhu cầu nước sử dụng lại thay đổi tùy thuộc vào sự phát triển của
mỗi quốc gia. Thí 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 cơng nghiệp, 87%
cho cơng nghiệp, 6% sử dụng cho sinh hoạt và giải trí (Chiras, 1991).
Ngồi ra, cịn rất nhiều nhu cầu khác về nước trong các hoạt động của
con người như giao thông vận tải, giải trí ở ngồi trời ... nhu cầu này cũng
ngày càng tăng theo đà sự phát triển của xã hội.
Hiện trạng này đã làm rung hồi làn chuông cảnh báo đến các nhà chức
trách lãnh đạo, các cơ quan ban ngành và các tổ chức vệ sinh môi trường hiện
nay trên toàn thế giới. Yêu cầu đặt ra là phải có hướng giải quyết triệt để về
vấn đề vệ sinh môi trường và xử lý nguồn nước sinh hoạt phục vụ kịp thời và
đảm bảo sức khỏe cho cộng đồng.
1.2.2. Tình hình cấp nước sạch tại Việt Nam
Việt Nam là nước nằm trong vùng nhiệt đới ẩm có lượng mưa tương
đối lớn trung bình từ 1800mm–2000mm nhưng phân bố không đồng đều mà
tập trung chủ yếu vào mùa mưa từ tháng 4,5 đến tháng 10 . Tổng sản lượng
nước mặt trung bình vào mùa mưa hàng năm là 800 tỷ m3, phần lớn là do
sông Hồng và sông Cửu Long cung cấp. Như vậy so với nhiều nước, Việt
Nam có nguồn nước ngọt khá dồi dào lượng nước bình quân cho mỗi đầu
người đạt tới 17.000m3/ 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 dịng sơng và
phần lớn tập trung cho sản xuất nơng nghiệp
Tính đến tháng 10 năm 2020, Việt Nam có 833 đô thị bao gồm hai đô
thị đặc biệt là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh (thành phố trực thuộc trung
16