Đánh giá hiện trạng chất lượng nước ngầm và đề xuất giải pháp xử lý nước ngầm tại đảo Tam Hải, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018 87 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGẦM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM TẠI ĐẢO TAM HẢI, HUYỆN NÚI THÀNH, TỈNH QUẢNG NAM ASSESSING REALITY OF GROUNDWATER QUALITY AND PROPOSING A GROUNDWATER TREATMENT SOLUTION FOR TAM HAI ISLAND, NUI THANH DISTRICT, QUANG NAM PROVINCE Lê Thị Xuân Thuỳ, Nguyễn Tấn Thành Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng; ltxthuy@dut.udn.vn Tóm tắt - Bài báo trình bày kết quả khảo sát về tình hình sử dụng nước và hiện trạng chất lượng nước ngầm tại xã đảo Tam Hải, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiện trạng chất lượng các nguồn nước cấp cho sinh hoạt ăn uống tại khu vực này chưa đảm bảo mục đích cấp nước cho sinh hoạt. Để xử lý nước ngầm tại khu vực nghiên cứu, nhóm tác giả đã đề xuất mô hình lọc nước ngầm với khả năng lọc 64L/h; các thông số về màu, mùi, chỉ số pecmanganat, hàm lượng Fe, độ cứng của nước sau lọc nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 02:2009/BYT. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đã xác định thời gian cần thiết để tiến hành súc rửa hoặc thay mới các lớp vật liệu là 32 ngày, tương ứng với thể tích nước được lọc là 15m3. Abstract - This article presents the survey results of water use and groundwater quality in Tam Hai island commune, Nui Thanh district, Quang Nam province. Research results show that the quality of all supplies for drinking and domestic needs fails to ensure the purpose of supplying water for basic daily activities. To improve the quality of ground water in in the area under study, the authors have proposed a groundwater filtration model with a purification capacity of 64L/h; water subsequent to filteration show its parameters of colour, odour, pecmanganate index, Fe concentration and water hardness which lie within limit allowance from QCVN. 02: 2009/BYT. Besides, the study also determined that the time for cleaning or replacing material layers is 32 days, which corresponds to a volume of filtered water of 15m3. Từ khóa - nước ngầm; nhiễm phèn; vật liệu lọc; mô hình lọc nước; Núi Thành. Key words - groundwater; contaminated with alum; filter materials; water filter model; Nui Thanh. 1. Đặt vấn đề Nước sạch là một trong những nhu cầu cơ bản, cần thiết trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người. Các nguồn cung cấp chính cho hoạt động sống của con người hiện nay chủ yếu là từ hai nguồn chính, đó là: (1) nguồn nước thủy cục; (2) các nguồn nước từ thiên nhiên, bao gồm: các con sông, nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm. Đối với các khu vực nông thôn tại nước ta, nguồn nước ngầm vẫn đóng vai trò hết sức quan trọng trong các hoạt động sinh hoạt hằng ngày. Tuy nhiên, áp lực gia tăng dân số, đô thị hoá đã khiến nguồn nước ngầm ngày càng bị ô nhiễm và suy thoái [1]. Cùng với đó, nước ngầm nhiễm phèn sắt là một vấn đề đang được báo động nóng ở nhiều khu vực. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ rằng “Hàm lượng sắt có mặt trong nước ngầm thường ở các mức nồng độ khác nhau, dao động trong khoảng 3 - 4 mg/L, nhưng trong một số trường hợp khác, có thể đạt tới 15 mg /L. Ở nồng độ thấp, nó có thể gây nên các mùi hôi, mùi tanh, làm gia tăng độ đục trong nước, ở nồng độ cao nó có thể gây nên các bệnh nhiễm trùng, ung thư, bệnh cơ tim và bệnh khớp” [2-4]. Xã đảo Tam Hải thuộc khu vực duyên hải miền Trung, nằm ở phía Đông huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam. Vị trí địa lý, phương tiện đi lại còn khá hạn chế nên khả năng phát triển kinh tế còn nhiều khó khăn. Là một địa phương đã từng được xếp vào diện khó khăn, sự thiếu thốn về các điều kiện sinh hoạt thường xuyên xảy ra, đặc biệt là nguồn nước sạch. Người dân khu vực này vẫn sử dụng nguồn nước ngầm không đảm bảo chất lượng phục vụ mục đích sinh hoạt và ăn uống. Trong bài báo này, tác giả đã đánh giá hiện trạng chất lượng nước ngầm của một số hộ tại xã đảo Tam Hải, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam và từ đó đề xuất mô hình lọc nước ngầm nhiễm phèn, góp phần cung cấp nước sạch cho các hộ gia đình tại khu vực nghiên cứu. 2. Đối tượng, phương pháp nghiên cứu 2.1. Đối tượng nghiên cứu - Nguồn nước cung cấp tại xã đảo Tam Hải, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam; - Mô hình xử lý nước ngầm nhiễm phèn sắt. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện nghiên cứu, nhóm tác giả đã sử dụng các phương pháp như: khảo sát thực địa, điều tra, phân tích hóa học, xử lý số liệu, 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.1. Kết quả khảo sát hiện trạng sử dụng nước Xã đảo Tam Hải có 5 thôn liền nhau bao gồm: Đông Tuần, Tân Lập, Long Thạch Đông, Bình Trung, Thuận An. Hơn 10 năm trước tổ chức Đông Tây Hội Ngộ xây dựng một bể cấp nước sạch tại thôn Bình Trung, xã đảo Tam Hải. Ban đầu bể này được khử trùng hầu như triệt để, sau vài năm hoạt động hệ thống xử lý phèn xuống cấp do không có người vận hành sửa chữa. Mặt khác, địa hình của xã được bao bọc xung quanh bởi dòng sông Trường Giang, cửa biển, và cửa Lở An Hòa nên chất lượng nước ngầm tại đây có thể bị ảnh hưởng bởi nước sông. Do vậy, hiện nay nguồn nước sinh hoạt của người dân trên địa bàn xã chủ yếu được lấy từ nước ngầm do người dân tự khai thác bằng các giếng đào, giếng bơm tại gia đình. Ở những khu vực có chất lượng nước ngầm chưa đảm bảo cho sinh 88 Lê Thị Xuân Thuỳ, Nguyễn Tấn Thành hoạt, người dân tiến hành lọc nước hoặc đến thôn Thuận An lấy nước sạch hơn để sử dụng. Tại xã đảo Tam Hải, tất cả các hộ đều sử dụng nước ngầm để ăn uống, sinh hoạt hằng ngày. Trong đó, có 46/200 hộ (chiếm 23%) trong khu vực khảo sát sử dụng trực tiếp nước ngầm mà không qua bộ lọc (chủ yếu ở thôn Đông Tuần và Thuận An), 154/200 hộ (chiếm 77%) tiến hành lọc nước trước khi sử dụng. Hình 1. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ số hộ sử dụng thiết bị lọc nước Theo kết quả thực tế, người dân cho rằng chất lượng nước ngầm được cải thiện đáng kể khi sử dụng các thiết bị lọc nước, cụ thể là: + Có 3/200 hộ (chiếm 1,5%) ở thôn Thuận An sử dụng mô hình lọc truyền thống để sinh hoạt như vệ sinh, tắm, giặt và nguồn nước phục vụ cho việc nấu ăn được lấy từ nước giếng đào (giếng Bắc và giếng Nam). + Có 17/200 hộ (chiếm 8,5%) ở thôn Bình Trung sử dụng cả hai. Theo đánh giá của người dân, nước ngầm tại khu vực này thường có màu vàng, không thể đáp ứng nhu cầu sinh hoạt hằng ngày nếu sử dụng trực tiếp. Do vậy, người dân xử lý trước khi sử dụng: Lọc thô bằng thiết bị lọc truyền thống (bể lọc) để phục vụ nhu cầu tắm, giặt, rửa; Lọc bằng máy lọc nước bán trên thị trường loại Kangaroo, Safuređể phục vụ nhu cầu nấu ăn hay uống trực tiếp. + Có 134/200 hộ chiếm tỷ lệ cao nhất (67%) sử dụng máy lọc nước mua trên thị trường có giá tầm từ 4 triệu- 5 triệu đồng/bộ lọc. Thông qua kết quả khảo sát thực địa, hầu hết ý kiến của người dân đều đưa ra các nhận định như sau: Thứ nhất là, chất lượng nguồn nước ngầm tại xã trong tình trạng nhiễm phèn, không thể sử dụng trực tiếp để ăn uống. Do vậy, hầu hết các hộ gia đình đều có thiết bị lọc nước. Đối với các hộ gia đình kinh tế khó khăn, muốn tiết kiệm chi phí điện năng khi sử dụng máy lọc nước trên thị trường, đồng thời muốn có lượng nước dùng nhanh trong các hoạt động sinh hoạt mà không qua lọc thì họ lấy nước tại 2 giếng đào (giếng Nam và giếng Bắc) của thôn Thuận An. Thứ hai là, Giếng Nam và giếng Bắc là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho toàn bộ các hộ gia đình trong xã, nhưng vào mùa khô hạn, nắng nóng hai giếng này thường xảy ra hiện tượng cạn nước và người dân phải nạo, vắt giếng để có nước dùng. Do đó, vào thời gian này lượng nước chỉ đáp ứng được nhu cầu cho người dân thôn Thuận An, Bình Trung. 3.2. Hiện trạng chất lượng nước ngầm Hiện trạng chất lượng nước ngầm được người dân đánh giá một cách cảm quan thông qua các yếu tố về mùi, vị, màu sắc. Cụ thể là: 177/200 hộ người dân cho rằng nước không màu, không mùi, không vị nhưng đều khẳng định là nước bị nhiễm phèn sau một thời gian sử dụng nguồn nước này để nấu thì các vật dụng như nồi nấu, thùng đựng nước đều có lớp cặn đóng dưới đáy; 23/200 hộ, phần lớn ở thôn Bình Trung (21 hộ) và thôn Thuận An (2 hộ) cho rằng nước có đục hoặc có màu vàng nên không thể dùng trực tiếp, do vậy nước ngầm ở đây được lọc trước khi sử dụng. a) b) Hình 2. Mô hình truyền thống (a) và máy lọc nước trên thị trường (b) Thôn Đông Tuần (ĐT) Thôn Tân Lập (TL) Thôn Long Thạch Đông (LTĐ) Thôn Thuận An (TA) Thôn Bình Trung (BT) Hình 3. Các vị trí lấy mẫu nước 1,5% 67% 8,5% 23% Lọc truyền thống Máy lọc mua trên thị trường Cả hai Không lọc ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018 89 Trong 200 hộ gia đình được khảo sát, 40% ý kiến cho rằng nguồn nước ngầm có thể sử dụng cho ăn uống, các hộ gia đình này tập trung chủ yếu ở thôn Thuận An và Đông Tuần, 60% ý kiến khác cho rằng nguồn nước ngầm có thể sử dụng cho các hoạt động sinh hoạt như tắm, giặc rửa nhưng không thể sử dụng để nấu ăn, uống. Để đánh giá chi tiết hơn về chất lượng nước ngầm tại khu vực nghiên cứu, tác giả đã tiến hành lấy mẫu phân tích chất lượng nước ngầm tại các hộ gia đình và lựa chọn phân tích chất lượng nước thông qua chỉ tiêu độ đục. Độ đục là một đặc tính vật lý của nước, liên quan tới tình trạng không trong suốt hoặc là mức độ trong của nước. Độ đục trong nước càng cao thì hàm lượng chất lơ lững trong nước càng lớn. Trong nước mặt và nước ngầm luôn tồn tại độ đục nhưng ở các mức khác nhau, với nước mặt độ đục thường cao, nước ngầm có độ đục thấp hơn. Bên cạnh đó, độ đục là thông số ta có thể quan sát và cảm nhận bằng mắt thường, do vậy thông số độ đục được nhóm tác giả chọn làm thông số đại diện và tiến hành lấy mẫu khảo sát với số lượng lớn (50 mẫu) tại 5 thôn gồm: Thôn Đông Tuần, Bình Trung, Thuận An, Long Thạch Đông, Tân Lập. Mỗi thôn chọn ngẫu nhiên 10 mẫu ứng với 10 hộ gia đình. Sau quá trình khảo sát độ đục, mỗi thôn chọn 1 mẫu có độ đục lớn nhất làm mẫu đại diện cho khu vực đó. Bảng 1. Kết quả đo độ đục của các mẫu tại các thôn trong xã Hộ gia đình Độ đục (NTU) ĐT TL LTĐ TA BT 1 0,39 0,89 2,19 7,13 0,43 2 0,4 0,25 1,23 1,37 12,23 3 0,69 0,71 0,48 1,38 10,6 4 0,49 0,45 0,53 0,5 25,4 5 0,58 0,51 0,6 0,93 0,79 6 0,48 0,5 0,43 0,76 17,7 7 1,24 0,79 0,32 0,88 19,3 8 0,67 0,4 0,45 0,92 1,31 9 0,39 0,65 1,05 0,41 1,2 10 0,34 0,36 0,67 1,18 0,81 Dựa vào kết quả tại Bảng 1, nhóm tác giả đã chọn được 5 mẫu nước có độ đục lớn nhất làm mẫu đại diện như sau: - Thôn Đông Tuần (ĐT): Hộ gia đình số 7 với độ đục: 1,24 NTU, nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 02:2009/BYT. - Thôn Tân Lập (TL): Hộ gia đình số 1 với độ đục: 0,89 NTU, nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 02:2009/BYT. - Thôn Long Thạch Đông (LTĐ): Hộ gia đình số 1 với độ đục: 2,19 NTU, nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 02:2009/BYT. - Thôn Thuận An (TA): Hộ gia đình số 1 với độ đục: 7,13 NTU vượt 0,43 lần so với QCVN 02:2009/BYT. - Thôn Bình Trung (BT): Hộ gia đình số 4 với độ đục: 25,4 NTU vượt 4,08 lần với QCVN 02:2009/BYT. Kết quả phân tích chi tiết về hiện trạng chất lượng nước ngầm của 5 hộ gia đình đại điện cho 5 thôn được thể hiện tại Bảng 2. Bảng 2. Kết quả phân tích chất lượng nước ngầm khu vực nghiên cứu STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả thử nghiệm QCVN 02:2009 [5] ĐT TL LTĐ TA BT 1. Màu sắc TCU 3,2 1,5 1,7 8,2 23,3 15 2. Mùi vị - Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ Mùi phèn Mùi phèn Không có mùi vị lạ 3. Độ đục NTU 1,24 0,89 2,19 7,13 25,4 5 4. Độ mặn ‰ 0,4 0,1 0,1 0,2 0,4 - 5. pH - 6,7 7,4 7,1 6,8 7,5 6,0 – 8,5 6. Hàm lượng Amoni mg/l 2.02 1.34 1.22 2.28 2.87 3 7. Sắt tổng mg/l KPH 0,031 KPH 1,11 4,733 0,5 8. Chỉ số Pecmanganat mg/l 0,8 0,32 0,64 6,4 11,2 4 9. Độ cứng theo CaCO3 mg/l 157,5 105 142.5 238 425 350 10. Hàm lượng Clorua mg/l 163 56,2 55,8 108,7 217 300 Ghi chú: KPH: Không phát hiện Kết quả tại Bảng 2 cho thấy: - Hầu hết các chỉ tiêu phân tích mẫu nước của các hộ gia đình tại thôn Đông Tuần (ĐT); Tân Lập (TL); Long Thạch Đông (LTĐ) đều nằm trong giới hạn cho phép của 02:2009/BYT. - Đối với hộ gia đình tại thôn Thuận An (TA): Nguồn nước tại thời điểm lấy mẫu có mùi phèn, độ đục vượt 0,43 lần, hàm lượng Fe tổng vượt 1,22 lần, chỉ số Pecmanganat vượt 0,6 lần QC 02:2009/BYT. Các chỉ tiêu về màu sắc, pH, hàm lượng Amoni, độ cứng và hàm lượng Clorua nằm trong giới hạn cho phép của 02:2009/BYT. - Đối với hộ gia đình tại thôn Bình Trung (BT): Màu sắc vượt 0,55 lần, độ đục vượt 4,08 lần, hàm lượng Fe tổng vượt 8,466 lần, chỉ số Pecmanganat vượt 1,8 lần, độ cứng theo CaCO3 0,21 lần quy chuẩn cho phép. Các chỉ tiêu về màu sắc, pH, hàm lượng Amoni và hàm lượng Clorua nằm trong giới hạn cho phép của 02:2009/BYT. 3.3. Đề xuất mô hình xử lý nước ngầm nhiễm phèn quy mô hộ gia đình 3.3.1. Cấu tạo Mô hình được chế tạo từ các ống nhựa PVC có đường kính 90 mm. Cột lọc được ghép từ 5 đoạn ống lọc nối với nhau bằng rắc co 90 mm, bên trong mỗi ống lọc chứa các vật liệu lọc đã được lựa chọn. Nước được lọc dựa trên áp lực của nước theo chiều tự chảy từ trên xuống. Các đoạn ống lọc được sắp xếp như sau: 90 Lê Thị Xuân Thuỳ, Nguyễn Tấn Thành - Đoạn ống trên cùng: Bông lọc + cát trắng (h= 40 cm); - Đoạn ống thứ hai: Than hoạt tính (h= 30 cm); - Đoạn ống thứ ba: Cát mangan (h= 20 cm); - Đoạn ống thứ tư: Cát thạch anh (h= 20 cm); - Đoạn ống thứ năm: Sỏi đỡ (h= 20 cm). 3.3.2. Nguyên lý hoạt động Nước được bơm từ giếng khoan lên bể chứa nước. Tại đây, nước được sục khí nhằm cung cấp oxy thúc đẩy quá trình oxy hóa tất cả các chất có mặt trong nước với lưu lượng không khí cần thiết để quá trình oxy hóa xảy ra (khoảng từ 4-6 m3 không khí cho 1m3 nước). Đối với nước ngầm có độ cứng cao, có nhiều ion Fe2+, Ca2+, Mg2+, khi bị oxy hóa bởi oxy không khí sẽ tạo thành các kết tủa Fe(OH)3, CaCO3, MgCO3 Nước sau khi được sục khí sẽ được để lắng trong một khoảng thời gian để cho lắng bớt 1 phần cặn. Qúa trình oxy hóa Fe2+, Ca2+, Mg2+ được thể hiện ở các phương trình dưới đây: Fe(HCO)3)2 + 2H2O → Fe(OH)2+ 2H2CO3 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 →4Fe(OH)3 ↓ Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 + H2O Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2 + H2O Sau đó nước được đi qua bộ lọc. Nước sau lọc được dẫn vào thùng chứa nước sạch và phải đảm bảo tiêu chuẩn QCVN 02:2009/BYT. 3.3.3. Địa điểm ứng dụng thí điểm mô hình lọc nước ngầm nhiễm phèn Mô hình được đặt tại nhà bà Nguyễn Thị Nghĩa, thôn Bình Trung, xã Đảo Tam Hải, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam. Hình 4. Sơ đồ lắp đặt mô hình lọc nước ngầm quy mô hộ gia đình 1. Ống dẫn nước vào D= 21mm 2. Van khóa D= 21 mm 3. Ống chụp D=90 mm 4. Rắc co 5. Cột lọc 6. Thùng chứa nước sau lọc 7. Ống dẫn nước D= 21 mm 8. Máy bơm 9. Ống dẫn nước vào D= 34 mm 10. Bể chứa nước/Két nước 11. Co D= 21 12. Co D= 34 mm 13. Máy thổi khí SP 780 14. Van xả cặn D= 27 mm Qúa trình vận hành mô hình: sau khi gia đình đi làm về (lúc 17 giờ), bơm nước lên két được xây dựng bằng bê tông, cốt thép có dung tích khoảng 0,75 m3 (L.B.H= 1.0,5.1,5 m), đồng thời bật máy sục khí với máy thổi khí SP780 lưu lượng 1,2 m3/h trong 5 giờ (Hình 4). Sau đó tắt máy sục khí và để lắng đến 6 giờ sáng hôm sau. Từ 6 giờ có thể tiến hành lọc nước để lấy nước sử dụng trong ngày. Tốc độ lọc khoảng 64 lít/giờ, tương đương với lưu lượng 0,51m3/8giờ/ngày, đảm bảo nhu cầu sử dụng nước của gia đình có 4 người theo TCXDVN 33:2006 khu vực nông thôn. Hình 5. Mẫu nước ngầm Hình 6. Mô hình lắp đặt trong thực tế Lưu lượng nước chảy qua bộ lọc khi mở hết van khoảng 135 L/h. Tuy nhiên, trong trường hợp này chất lượng nước có thể không đảm bảo, vì vậy van được mở với 1 góc 30 -400 theo chiều vặn của van. Phân tích chất lượng nước sau lọc ngày đầu tiên cho kết quả như sau: Bảng 3. Kết quả phân tích nước sau khi lọc STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Kết quả phân tích Hiệu suất xử lý QCVN 02:2009 [5] Đầu vào Đầu ra 1. Màu sắc TCU 23,3 2,1 92 15 2. Mùi - Mùi phèn Không mùi - Không mùi 3. Độ đục NTU 25,4 0,67 97,36 5 4. Chỉ số Pecmanganat mg/l 11,2 1,44 87,14 4 5. Hàm lượng Fets mg/l 4,73 0,16 96,61 0,5 6. Độ cứng mg/l 425 125 70,59 350 Kết quả tại Bảng 3 cho thấy: - Chất lượng nước đầu vào không đảm bảo theo QCVN 02:2009/BYT, cụ thể: Có mùi, màu vàng nhạt, màu sắc vượt 0,55 lần, độ đục vượt 4,08 lần, hàm lượng Fets vượt 8,466 lần, chỉ số Pecmaganat vượt 1,8 lần và độ cứng vượt 0,21 lần so với quy chuẩn. - Sau khi qua bộ lọc thực nghiệm, chất lượng nước được cải thiện rõ ràng. Tất cả các chỉ tiêu đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 02:2009/BYT về chất lượng nước sinh hoạt. Sau khi khảo sát lưu lượng nước qua bộ lọc theo thời gian, tác giả thu được kết quả như Hình 7. Qua biểu đồ của Hình 7, ta nhận thấy lưu lượng nước qua mô hình lọc giảm theo thời gian. Sau 12 ngày lọc nước, lưu lượng nước qua bộ lọc đạt 37 lít/giờ, tương đương với 296 lít/giờ/ngày. Trong khi đó nhu cầu dùng nước của hộ gia đình đặt mô hình là 320 lít/ngày. Như 1 9 2 4 3 5 6 7 8 10 11 12 12 2 0 0 2 0 0 2 0 0 3 0 0 3 0 0 1 2 5 1 6 0 0 3 6 2 1000 5 0 0 2 0 0 0 13 14 ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(130).2018 91 vậy, sau 12 ngày lọc, lượng nước thu được đã không còn đáp ứng nhu cầu sử dụng của hộ gia đình. Hình 7. Lưu lượng lọc của mô hình Nguyên nhân dẫn đến lưu lượng nước giảm dần theo thời gian lọc là do các cặn lớn làm tắc các lớp vật liệu lọc ở trên. Sau quá trình kiểm tra các lớp vật liệu, nhóm tác giả nhận thấy lớp bông lọc- cát trắng đã bẩn và có lớp cặn màu nâu đỏ. Do đó cần thay hoặc rửa lớp vật liệu ở đoạn trên cùng (đoạn đầu tiên: Bông lọc – cát trắng). Sau khi thay lớp vật liệu này, lưu lượng nước lọc lại đạt tốc độ ban đầu, tức 64lít/giờ. Và sau đó, lưu lượng nước sau lọc vẫn giảm dần theo thời gian tương đương như trên (12 ngày). Để có thể xác định được thời gian (hoặc khối lượng nước) cần phải tiến hành thay rửa vật liệu lọc, tác giả đã tiến hành đánh giá chất lượng nước sau lọc tại các thời điểm 2,5 m3– 5 m3– 7,5 m3 – 10 m3 - 12,5 m3 – 15 m3 nước sau lọc (Bảng 4). Bảng 4. Kết quả phân tích chất lượng nước ngầm khu vực nghiên cứu STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả thử nghiệm QCVN 02:2009 [5] 2,5m3 5m3 7,5m3 10m3 12,5m3 15m3 1 Màu sắc TCU 3,8 3,1 2,4 1,7 4,6 7,7 15 2 Mùi vị - Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ Không mùi 3 Độ đục NTU 2,05 1,29 0,73 0,51 2,78 6,58 5 4 Sắt tổng mg/l 0,16 0,12 0,12 0,08 0,22 0,32 0,5 5 Chỉ số Pecmanganat mg/l 1,92 1,44 0,88 1,04 2,56 6,24 4 6 Độ cứng theo CaCO3 mg/l 212,5 135 140 97,5 117,5 145 350 Kết quả tại Bảng 4 cho thấy, đến thời điểm khoảng 15m3 nước chất lượng nước sau lọc không còn đảm bảo, các chỉ tiêu về độ đục và chỉ số Pecmanganat vượt quy chuẩn 02:2009/BYT, cụ thể là độ đục vượt 0,3 lần, chỉ số Pecmanganat vượt 0,6 lần. Do đó, dừng lấy mẫu tại thời điểm 15 m3. Lúc này cần súc rửa hoặc thay mới lớp vật liệu lọc (bông lọc – cát trắng; than hoạt tính, cát magan, cát thạch anh, sỏi), lắp đặt vào cột lọc như ban đầu và tiếp tục sử dụng. Qúa trình súc rửa hoặc thay mới vật liệu lọc được thực hiện bằng phương pháp thủ công, cụ thể là: - Đối với các vật liệu như than hoạt tính, cát mangan được sàn rửa qua các dụng cụ rá/rổ. - Đối với lớp vật liệu phía trên như bông, cát trắng: vì giá thành rẻ nên tiến hành thay mới. - Đối với lớp vật liệu phía dưới là cát thạch anh, sỏi đỡ có thể được súc rửa như than hoạt tính, cát mangan hoặc thay mới hoàn toàn như lớp vật liệu phía trên (bông, cát trắng). Kết quả phân tích chất lượng nước sau rửa vật liệu lọc như sau: Bảng 5. Kết quả phân tích chất lượng nước sau khi rửa lọc STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả thử nghiệm QCVN 02:2009 [5] 1 Màu sắc TCU 1,76 15 2 Mùi vị - Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ 3 Độ đục NTU 1,25 5 4 Sắt tổng mg/l 0,05 0,5 5 Chỉ số Pecmanganat mg/l 0,5 4 Qua bảng kết quả, ta thấy sau khi rửa các vật liệu lọc chất lượng nước sau lọc vẫn đảm bảo nằm trong QCVN 02:2009/BYT. Từ kết quả trên, ta có thể kết luận sau 32 ngày sử dụng mô hình lọc nước ngầm, tương ứng với thể tích nước được lọc khoảng 15 m3 cần tiến hành thay mới hoặc rửa vật liệu lọc để nâng cao hơn nữa hiệu suất lọc của mô hình. 4. Kết luận Kết quả khảo sát và phân tích mẫu nước cho thấy chất lượng nước ngầm tại một số hộ gia đình ở thôn Thuận An và Bình Trung vào thời điểm khảo sát bị nhiễm phèn, không đảm bảo nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt của người dân trong khu vực. Mô hình xử lý nước đề xuất với tốc độ lọc 64L/h đã giải quyết được vấn đề mùi, độ đục, màu, hàm lượng sắt tổng số, chỉ số Pecmanganat, độ cứng có trong nguồn cung cấp nước, đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước của người dân. Ngoài ra, nghiên cứu cũng đã xác định được thời gian thay mới bông lọc và cát trắng (ở đoạn ống trên cùng) là 12 ngày, thời gian súc rửa các vật liệu lọc khác (đoạn ống thứ 2 – 5) là 32 ngày, tương ứng với thể tích nước được lọc là 15m3. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo hiện trạng quốc gia 2016, Môi Trường Đô Thị. [2] D. Ellis, C. Bouchard, G. Lantagne, Removal of iron and manganese from groundwater by oxidation and microfiltration, Desalination 130 (2000) 255– 264. [3] E.D. Weinberg, W.A. Geoffrey, The role of iron in infection, Curr. Opin. Infect. Dis. 8 (1995) 164–169. [4] E.D. Weinberg, Patho-ecological implications of microbial acquisition of hostiron, Rev. Med. Microbiol. 9 (1998) 171–178. [5] QCVN 02:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt. (BBT nhận bài: 10/7/2018,hoàn tất thủ tục phản biện: 10/9/2018) 0 20 40 60 80 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 L ư u l ư ợ n g l ọ c (L /h ) Thời gian (ngày)