MỞ ĐẦU. Sự cần thiết của đề tài Theo tổng kết của chương trình mục tiêu nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn quốc gia giai đoạn 2006-2010 Theo báo cáo của Bộ NN&PTNT, đến cuối năm 2010, mục tiêu cấp nước hợp vệ sinh cho người dân nông thôn đã cơ bản đạt được. Tổng số dân nông thôn được sử dụng nước hợp vệ sinh là hơn 52 triệu người, tăng 13,2 triệu người so với cuối năm 2005; tỷ lệ số hộ dân nông thôn được sử dụng nước hợp vệ sinh là 83%, Hiện tại vẫn còn khoảng 17% số hộ dân nông thôn còn chưa tiếp cận đến được nguồn nước sạch. Theo chương trình mục tiêu quốc gia nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn giai đoạn 3 (2011-2015) đề ra mục tiêu sẽ có 95% số dân nông thôn được sử dụng nước sinh hoạt hợp vệ sinh, trong đó 60% được sử dụng nước sạch đạt tiêu chuẩn của Bộ Y tế, với số lượng ít nhất là 60 lít/người/ngày.
Chính vì vậy hiện nay trên các địa bàn nông thôn ở Việt Nam rất nhiều khu vực và các hộ gia đình chưa tiếp cận được với nước sạch hợp vệ sinh vẫn đang phải sử dụng các nguồn nước chưa qua các thiết bị xử lý hoặc sử dụng các thiết xử lý nước quy mô nhỏ hoặc các thiết bị lọc nước trong gia đình. Các thiết bị xử lý nước quy mô nhỏ sau một thời gian sử dụng chất lượng nước không còn đảm bảo do không dược bảo dưỡng và vận hành dúng cách, các bể lọc thường xuyên bị tắc do không dược rửa lọc đúng cách, hoặc thường xuyên phải thay cát lọc do các bể lọc chậm, hoặc dùng các bể lọc nhanh nhưng không được rửa lọc đúng quy trình. Đã có một số công trình ứng dụng công nghệ lọc tự rửa, bể lọc không van ở một số công trình có quy vừa và nhỏ như dự án “Hoàn thiện công nghệ chế tạo và phát triển ứng dụng thiết bị lọc trọng lực tự rửa xử lý nước giếng khoan quy mô nhỏ cho nhu cầu sinh hoạt và công nghiệp” do Trung tâm Khoa học và Công nghệ Môi trường thuộc Viện Khoa học kinh tế bảo hộ lao động (Tổng Liên đoàn lao động Việt Nam) thực hiện đã áp dụng ở một số địa phương áp dụng cho cấp nước tập trung , 6 hay các công trình ứng dụng ở quy mô lớn cấp nước cho các thành phố như nhà máy cấp nước Cẩm Giàng tỉnh Hải Dương, nhà máy phân đạm DAP Hải Phòng nhưng các dự án hầu hết áp dụng trong quy mô tập trung. Vì vậy đề tài “Nghiên cứu Ứng dụng mô hình lọc tự rửa cấp nước quy mô nhỏ” là vô cùng cần thiết đáp ứng nhu cầu cấp thiết của một bộ phận dân cư trong giai đoạn hiện nay.
Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài 1.1 Cơ sở khoa học Hiện nay ở các địa phương, các công nghệ được áp dụng trong cấp nước quy mô nhỏ chủ yếu vẫn là hệ thống lọc chậm hoặc lọc nhanh trọng lực truyền thống hoặc dùng lọc áp lực. Trong quá trình vận hành bể lọc không được chú trọng thường xuyên rửa lọc dẫn đến công trình xử lý hoạt động kém hiệu quả chất lượng nước đầu ra không đảm bảo. Bể lọc tự rửa là loại bể lọc tự điều chỉnh quá trình rửa lọc mà không cần sự điều khiển của công nhân hay các thiết bị tự động phức tạp trong quá trình làm việc cũng như trong quá trình rửa lọc do đó nó giúp giảm chi phí vận hành mà còn nâng cao hiệu quả làm việc của trạm xử lý. Những tồn tại của bể lọc chậm: Việc quản lý, vận hành bể lọc chậm bằng thủ công và nguyên lý bể lọc chậm có màng lọc để xử lý vi sinh do thời gian giữa hai lần rửa bể kéo dài (từ 1 - 3 tháng).
Sau mỗi đợt mưa thì phải một thời gian dài chất lượng nước nguồn mới trở lại như lúc đầu nên hầu như sau khi mưa thì bể lọc chậm không hoạt động được nữa, tổ quản lý vận hành không sửa chữa kịp thời dẫn đến bể lọc ngừng hoạt động. Những tồn tại của bể lọc nhanh, bể lọc áp lực: Bể lọc nhanh, lọc áp lực để xử lý nước thì việc sử dụng vật liệu lọc và quản lý, vận hành, bảo dưỡng là rất quan trọng, nó quyết định tới chất lượng nước sau xử 7 lý và tuổi thọ của bể lọc. Với đặc điểm dân cư ở nông thôn nước ta còn nghèo, do vậy tư tưởng và xu hướng thiết kế xây dựng các công trình cấp nước càng đơn giản và rẻ tiền bao nhiêu càng được đồng ý và chấp nhận. Chính vì vậy hầu hết các công trình xử lý đã được xây dựng không tuân theo tiêu chuẩn ngành.
Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của các bể lọc, nó đem lại hiệu quả làm việc và tính kinh tế của quá trình lọc. Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổ biến nhất là cát thạch anh tự nhiên, đảm bảo đồng nhất, có độ bền cơ học cao, ổn định về hoá học. Hiệu quả và tuổi thọ của bể lọc phụ thuộc nhiều vào chế độ vận hành và bảo dưỡng công trình, nhất là quá trình rửa lọc. Bể lọc trong công trình cấp nước quy mô nhỏ và hộ gia đình thường được rửa lọc bằng nước thuần tuý.
Mặt khác các các công trình cấp nước quy mô nhỏ và hộ gia đình ít am hiểu về kỹ thuật nên bể lọc ít được thau rửa, bể lọc hoạt động ngày càng kém, nhanh xuống cấp. Để giải quyết vấn đề nêu trên và phù hợp với hiện trạng cấp nước quy mô nhỏ nhất là ở khu vực nông thôn cần thiết phải tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệ bể lọc tự rửa cho các trạm cấp nước quy mô nhỏ và cấp nước hộ hộ gia đình.2 Cơ sở thực tiễn Nhu cầu xử dụng các thiết bị xử lý nước cấp quy mô nhỏ quy mô hộ gia đình là rất lớn. Hiện tại ở Việt Nam chỉ mới có một bộ phận dân cư được tiếp cận với nguồn cấp nước tập trung còn một phần không nhỏ dân cư đô thị và một số vùng dân cư ở nông thôn chưa được tiếp cận với nguồn nước sạch tập trung có nhu cầu sử dụng các thiết bị lọc nước hợp vệ sinh thuận tiện đơn giản trong quá trình sử dụng. Mục đích của đề tài Phân tích, đánh giá các loại công trình xử lý nước quy mô nhỏ quy mô hộ gia đình qua đó tìm ra được các ưu điểm nổi bật của bể lọc nước ứng dụng công nghệ lọc tự rửa.
8 Thiết kế và đưa ra các dây chuyền và mô hình ứng dụng công nghệ lọc nước tự rửa trong quy mô nhỏ quy mô hộ gia đình. Đưa ra tính toán thiết kế hoàn chỉnh một mô hình ứng dụng lọc tự rửa dùng cho quy mô nhỏ quy mô hộ gia đình áp dựng trong điều kiện thực tế. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lọc tự rửa trong cấp nước quy mô nhỏ. Chế tạo thiết bị cấp nước quy mô nhỏ ứng dụng công nghệ lọc tự rửa .2 Phạm vi nghiên cứu Cấp nước quy mô nhỏ quy mô hộ gia đình.
Công nghệ lọc nước tự rửa. Nghiên cứu chế tạo thiết bị lọc ứng dụng trong các cụm xử lý nước cấp quy mô nhỏ và hộ gia đình tại Việt Nam. Giá trị khoa học và những đóng góp của đề tài Xử lý nước sinh hoạt quy mô nhỏ cải thiện cuộc sống của các hộ dân trong khu vực chưa được cung cấp nước sạch tập trung. Xử lý nước cấp đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt của bộ y tế với chi phí thấp thuận tiện trong quá trình xử dụng.
Khả năng áp dụng rộng dãi trong các khu vực chưa được cấp nước sạch. Các phương pháp nghiên cứu.1 Phương pháp luận nghiên cứu. Phương pháp tổng hợp lý thuyết. Phương pháp kế thừa.
Phương pháp chuyên gia. 9 Phương pháp phân tích thống kê. Phương pháp so sánh.2 Thu thập tài liệu, số liệu. Tài liệu về xử lý nước cấp ứng dụng lọc tự rửa.
Các giáo trình về xử lý nước cấp, công trình xử lý nước cấp ứng dụng lọc tự rửa. Các hồ sơ kỹ thuật áp dụng công nghệ lọc tự rửa. 10 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CẤP NƯỚC QUY MÔ NHỎ. Nguồn và tiêu chuẩn cấp nước quy mô nhỏ Nước dùng trong cấp nước quy mô nhỏ có thể bao gồm các nguồn nước sau đây: - Nguồn nước mưa.
- Nguồn nước ngầm: nước mạch lộ giếng khơi, giếng thấm, giếng lọc dạng tia giếng khoan lấy nước ngầm mạch sâu. - Nguồn nước mặt: nước từ sông, suối, ao, hồ, từ các hệ thông kênh mương thủy lợi. Trong thực tế sử dụng tùy từng điều kiện cụ thể, phong tục tập quán ở từng vùng, người ta có thể kết hợp sử dụng hai hay nhiều loại nguồn nước trên đây để cấp nước phục vụ cho các yêu cầu ăn uống sinh hoạt ở quy mô nhỏ. Nước cấp cho ăn uố ng phải không màu, không mùi, không vị, không chứa các chất độc hài, cá vi trùng và các tác nhân gây bê ̣nh.
Hàm lượng các chấ t hóa tan không được vượt tiêu chuẩn cho phép. Các tiêu chuẩn chất lượng nước dùng cho mục đích sinh hoạt và ăn uống tuân theo Thông tư 05/2009/TT-BYT ban hành ngày 16/6/2009 về Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt. Quy chuẩn này 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. Quy chuẩn này áp dụng đối với: - 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 có công suất dưới 1.
- Cá nhân và hộ gia đình tự khai thác nước để sử dụng cho mục đích sinh hoạt.