Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp cử nhân Hóa học (chuyên ngành Môi trường) của tác giả Nguyễn Phụng Hiếu, do Th.S Nguyễn Văn Bình hướng dẫn tại Khoa Hóa, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh (bảo vệ tháng 5 năm 2007), tập trung giải quyết bài toán xử lý nước cấp đô thị trong bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội nhanh chóng.

Lý do chọn đề tài xuất phát từ thực trạng tốc độ tăng trưởng kinh tế, đô thị hóa và công nghiệp hóa mạnh mẽ tại Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam (bao gồm Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bình Dương, Bà Rịa - Vũng Tàu). Mật độ dân cư gia tăng cùng sự mở rộng của các khu công nghiệp, khu chế xuất và nhà máy đã gây áp lực lớn lên nguồn nước tự nhiên, khiến chất lượng nước mặt và nước ngầm phục vụ sinh hoạt suy giảm nghiêm trọng. Đề tài đặt ra vấn đề cấp thiết: xác định biện pháp công nghệ và ứng dụng hóa học phù hợp nhằm xử lý ô nhiễm, đảm bảo nguồn nước sạch sinh hoạt đạt chuẩn cho cộng đồng.

Mục đích nghiên cứu của đề tài được xác định gồm 3 nội dung:

  1. Tìm hiểu nguồn nước cấp ở Thành phố Hồ Chí Minh.
  2. Nắm được dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp.
  3. Đánh giá được hiệu quả của các phương pháp xử lý đã nghiên cứu.

Nhiệm vụ nghiên cứu được phân chia thành 3 nhiệm vụ cụ thể:

  1. Tìm đọc và nắm được cơ sở lý luận của môi trường nước, cơ sở khoa học của các phương pháp xử lý nước tự nhiên.
  2. Tham quan, khảo sát thực tế tại các cơ sở cấp nước.
  3. Phân tích, đánh giá tình hình công nghệ trên cơ sở thực tế khách quan.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Khách thể nghiên cứu: Các phương pháp xử lý nước tự nhiên.
  • Đối tượng nghiên cứu: Nước cấp và công nghệ xử lý nước cấp.
  • Phạm vi không gian: Khảo sát thực tế tại Nhà máy nước Thủ Đức (xử lý nước mặt) và Công ty Khai thác và Xử lý nước ngầm Thành phố Hồ Chí Minh / Nhà máy nước Tân Bình (xử lý nước ngầm).
  • Phạm vi chuyên môn: Các phương pháp xử lý thuộc chuyên ngành hóa học và cơ học.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng hệ thống cơ sở lý thuyết toàn diện về hóa học môi trường nước, phân loại nguồn nước, các tác nhân gây ô nhiễm và cơ chế động học của các phản ứng xử lý chất lượng nước.

Văn bản quy chuẩn pháp lý được áp dụng để đối chiếu chất lượng nguồn nước và nước cấp bao gồm:

  • Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5942-1995: Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt (quy định giới hạn các thông số theo Cột A dùng cho nguồn cấp nước sinh hoạt qua xử lý và Cột B cho các mục đích khác).
  • Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5944-1995: Tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm.

Khung lý thuyết hóa học và công nghệ xử lý được tác giả hệ thống hóa qua các quá trình:

  • Cơ chế keo tụ - tủa bông: Sự phá vỡ cân bằng tĩnh điện và triệt tiêu điện thế zeta ($\zeta$) của các hạt keo tích điện âm bằng chất điện ly (NaCl), phèn nhôm ($\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 \cdot 14\text{H}_2\text{O}$, $\text{AlCl}_3$), phèn sắt ($\text{FeSO}_4$, $\text{FeCl}_3$, $\text{FeClSO}_4$) và chất trợ keo tụ polyelectrolyte; các phản ứng thủy phân tạo phức hidroxo tích điện dương trong khoảng pH từ 3 đến 6.
  • Động học lắng và tuyển nổi: Phân loại lắng hạt đơn lẻ, lắng bông cặn; cấu tạo bể lắng đứng, lắng ngang và lắng nghiêng (lực dâng so với tốc độ lắng); nguyên lý tuyển nổi kết hợp cấp khí tách bọt đối với bùn, mùn humic và xác tảo.
  • Cơ chế lọc: Lọc nhanh, lọc chậm qua lớp vật liệu thạch anh hoặc than antraxit (cỡ hạt 0,5 - 1,0 mm); chu kỳ lọc và quy trình rửa lọc ngược bằng khí - nước kết hợp.
  • Hóa học khử trùng: Phản ứng hòa tan của clo tạo axit hypoclorơ ($\text{HOCl}$) và ion hypoclorit ($\text{ClO}^-$), phản ứng tạo monocloramin ($\text{NH}_2\text{Cl}$), dicloramin ($\text{NHCl}_2$), triclorua nitơ ($\text{NCl}_3$); cơ chế tác động của dioxit clo ($\text{ClO}_2$), ozon ($\text{O}_3$, thời gian tiếp xúc 3 - 5 giây, khả năng tiệt trùng cao gấp 3.100 lần so với clo) và bức xạ tia cực tím UV ở bước sóng 254 nm.
  • Kỹ thuật làm mềm và khử khoáng: Phản ứng kết tủa cacbonat/hidroxit bằng vôi $\text{Ca(OH)}_2$, vôi kết hợp sôđa $\text{Na}_2\text{CO}_3$, natri photphat $\text{Na}_3\text{PO}_4$ ở nhiệt độ $> 100^\circ\text{C}$; quá trình trao đổi ion thuận nghịch bằng khoáng zeolit natri ($\text{Na}_2\text{Al}_2\text{Si}_2\text{O}_8 \cdot x\text{H}_2\text{O}$) hoàn nguyên bằng dung dịch $\text{NaCl}$ bão hòa.
  • Kỹ thuật khử sắt và mangan: Quá trình làm thoáng tự nhiên bằng giàn mưa làm giàu oxy hòa tan đạt 55% mức bão hòa và khử 75 - 80% khí $\text{CO}_2$ tự do để oxy hóa $\text{Fe}^{2+}$ thành $\text{Fe}^{3+}$, thủy phân tạo $\text{Fe(OH)}_3$; cơ chế oxy hóa xúc tác dị thể trên màng oxit mangan ($\text{MnO} \cdot \text{Mn}_2\text{O}_3$) của cát đen/cát mangan; phản ứng oxy hóa bằng $\text{Cl}_2$ và $\text{KMnO}_4$.

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm:

  • Phương pháp nghiên cứu và phân tích tài liệu: Tổng hợp các dữ liệu chuyên khảo, số liệu thống kê địa chất thủy văn, giáo trình chuyên ngành cấp thoát nước và tài liệu quan trắc tài nguyên nước.
  • Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế: Tiếp cận hiện trường dây chuyền công nghệ, thu thập thông số vận hành và tìm hiểu công trình đơn công nghệ tại Nhà máy nước Thủ Đức và Nhà máy nước Tân Bình.
  • Phương pháp phân tích - so sánh: Đối chiếu các chỉ tiêu chất lượng đầu vào, hóa chất tiêu hao và cấu trúc sơ đồ công nghệ giữa nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm.

Nguồn dữ liệu:

  • Dữ liệu thứ cấp: Số liệu thống kê của Viện Quy hoạch và Quản lý nước về trữ lượng dòng chảy các lưu vực sông Việt Nam, tài liệu điều tra địa chất thủy văn nước ngầm đến năm 1999, các tiêu chuẩn môi trường Việt Nam (TCVN).
  • Dữ liệu sơ cấp: Khảo sát công nghệ thực tế và hồ sơ tiêu chuẩn nước sạch cung cấp bởi kỹ sư, cán bộ kỹ thuật tại Nhà máy nước Thủ Đức và Công ty Khai thác và Xử lý nước ngầm Thành phố Hồ Chí Minh.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ áp lực đô thị hóa, gia tăng dân số tại Thành phố Hồ Chí Minh và nhu cầu cấp nước sạch sinh hoạt. Xác lập rõ ràng mục đích, 3 nhiệm vụ trọng tâm, khách thể, đối tượng nghiên cứu (nước cấp và công nghệ xử lý) cùng phạm vi nghiên cứu thực địa giới hạn tại các nhà máy xử lý nước tiêu biểu trên địa bàn thành phố thông qua phương pháp tài liệu và khảo sát công nghệ trực tiếp.

Phần 2: Tổng quan về môi trường nước

Chương này cung cấp toàn bộ nền tảng lý thuyết chuyên ngành môi trường nước và hóa học xử lý, chia thành 4 mảng nội dung chính:

  1. Vai trò, phân bố và đặc điểm các nguồn nước: Nêu rõ nước chiếm 65 - 68% khối lượng cơ thể người (mất 12% nước dẫn đến hôn mê và tử vong) và 70% ở động vật. Tổng trữ lượng nước toàn cầu đạt khoảng 1,386 tỷ $\text{km}^3$, trong đó 97% là nước mặn, 3% là nước ngọt (nhưng hơn 3/4 nằm ở băng hai cực hoặc nằm quá sâu), lượng nước ngọt con người có thể khai thác sử dụng chỉ chiếm khoảng 0,003%. Trình bày chi tiết chu trình thủy văn toàn cầu, đặc tính nước mưa, nước mặt và nước ngầm.
  2. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước: Phân tích cơ sở lý thuyết, tác hại và phương pháp đo đạc các chỉ tiêu:
    • Lý học: Nhiệt độ, hàm lượng cặn (nước sông dao động đến 300 mg/l, nước ngầm 30 - 50 mg/l), độ màu (chuẩn độ ống Nestler dung dịch $\text{K}_2\text{PtCl}_6$ và $\text{CoCl}_2$), mùi vị, độ đục (đo theo mg $\text{SiO}_2$/l).
    • Hóa học: Độ cứng (nước mềm $< 50$, trung bình 150, quá cứng $> 300$ mg $\text{CaCO}_3$/l; công thức tính từ hàm lượng $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$ hoặc chuẩn độ Trilon B/EDTA chỉ thị Eriochrome Black T); chỉ số DO (phương pháp Winkler kết tủa $\text{MnO}_2$ và chuẩn độ iot bằng $\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$); BOD, COD (chuẩn độ bicromat bằng muối Mohr với chỉ thị ferroin); pH; kim loại nặng ($\text{Fe}$, $\text{Mn}$, $\text{Pb}$, $\text{Hg}$, $\text{As}$, $\text{Cr}$, $\text{Cd}$ phân tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS hoặc so màu phức dithizon); các hợp chất nitơ ($\text{NH}_4^+$, $\text{NO}_2^-$, $\text{NO}_3^-$), ion $\text{Cl}^-$, $\text{SO}_4^{2-}$ (hàm lượng $> 250$ mg/l gây hại sức khỏe, $> 300$ mg/l xâm thực bê tông), phenol, thuốc bảo vệ thực vật hữu cơ và vi sinh vật (chỉ số Coliform, vi khuẩn E. coli).
  3. Hiện trạng ô nhiễm và tài nguyên nước Việt Nam: Phân tích cơ chế tự làm sạch của sông (vật lý, hóa học, sinh học háo khí/yếm khí); nguyên nhân và hậu quả hiện tượng phú dưỡng hồ chứa. Về tài nguyên nước: Việt Nam có 2.360 con sông, 9 hệ thống sông lớn; lượng mưa trung bình 1.500 - 2.000 mm/năm (gấp 2,6 lần trung bình châu Á). Trữ lượng tiềm năng nước ngầm khoảng 60 tỷ $\text{m}^3$/năm (~2.000 $\text{m}^3$/s, bằng 15% trữ lượng nước mặt); tổng lượng nước cấp sinh hoạt đô thị đạt 2,6 triệu $\text{m}^3$/ngày (2/3 từ nước mặt, 1/3 từ nước ngầm), tỷ lệ cấp nước sạch nông thôn đạt 32%.
  4. Phương pháp và công nghệ xử lý nước tự nhiên: Trình bày bản chất hóa học và phương trình định lượng của quá trình keo tụ bằng phèn; phân loại bể lắng và bể tuyển nổi; thông số bể lọc chậm ($v = 0,1 - 0,5$ m/h) và bể lọc nhanh ($v = 6 - 10$ m/h, rửa lọc kết hợp khí 50 - 60 m/h và nước 5 - 10 m/h trong 5 - 10 phút, sau đó rửa nước 20 m/h trên 10 phút); quy trình khử trùng bằng clo hơi (liều lượng 0,3 - 0,5 mg/l trong 30 - 45 phút), $\text{ClO}_2$, $\text{O}_3$; các phản ứng làm mềm nước cứng bằng nhiệt, vôi, sôđa, $\text{Na}_3\text{PO}_4$, hạt trao đổi ion zeolit và công nghệ khử sắt, mangan bằng giàn mưa làm thoáng, dùng chất oxy hóa mạnh ($\text{Cl}_2$, $\text{KMnO}_4$) hoặc vôi.

Phần 3: Hiện trạng nguồn nước và công nghệ xử lý nước cấp ở một số nhà máy tại Thành phố Hồ Chí Minh

Nội dung phần thực tiễn của khóa luận (theo cấu trúc mục lục và đề cương báo cáo) tập trung phân tích 3 cụm vấn đề:

  1. Hiện trạng nguồn nước Thành phố Hồ Chí Minh: Đánh giá đặc trưng thủy văn, lưu lượng và chất lượng nguồn nước thô mặt thuộc lưu vực hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn; tình trạng biến động độ đục, hàm lượng cặn và phù sa theo mùa lũ - cạn, nguy cơ nhiễm bẩn hữu cơ từ nước thải thượng nguồn.
  2. Công nghệ xử lý tại các nhà máy điển hình:
    • Nhà máy nước Thủ Đức: Dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt công suất lớn khai thác từ sông Đồng Nai (trạm bơm nước thô Hóa An). Quy trình công nghệ tiêu chuẩn gồm: Song chắn rác/lưới chắn rác $\rightarrow$ Bổ sung hóa chất keo tụ (phèn nhôm/sắt) và kiềm hóa $\rightarrow$ Bể trộn $\rightarrow$ Bể phản ứng tạo bông cặn $\rightarrow$ Bể lắng ngang/nghiêng $\rightarrow$ Bể lọc nhanh trọng lực lớp cát thạch anh $\rightarrow$ Khử trùng bằng clo hơi tại bể tiếp xúc $\rightarrow$ Bể chứa nước sạch và trạm bơm cấp nước mạng lưới.
    • Công ty Khai thác và Xử lý nước ngầm Thành phố Hồ Chí Minh (Nhà máy nước Tân Bình): Dây chuyền xử lý nước ngầm tầng sâu. Quy trình công nghệ đặc thù gồm: Giếng khoan khai thác tầng sâu $\rightarrow$ Giàn mưa làm thoáng tự nhiên (tiếp xúc oxy không khí, khử khí $\text{CO}_2$ tự do, nâng pH, oxy hóa $\text{Fe}^{2+}$) $\rightarrow$ Bể lắng tiếp xúc khử sắt $\rightarrow$ Bể lọc cát/cát mangan $\rightarrow$ Khử trùng nước bằng hóa chất clo $\rightarrow$ Bể chứa nước sạch phân phối.
  3. So sánh công nghệ xử lý nước ngầm và nước mặt: Phân tích sự khác biệt về bản chất công nghệ: Xử lý nước mặt bắt buộc phải qua chu trình keo tụ - tạo bông - lắng cặn quy mô lớn để loại bỏ độ đục, huyền phù lơ lửng và chất hữu cơ trước khi lọc; trong khi xử lý nước ngầm tập trung chủ yếu vào công đoạn làm thoáng oxy hóa khử sắt, mangan, khử khí hòa tan và làm mềm mà không đòi hỏi công đoạn keo tụ tách cặn lơ lửng phức tạp.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính và dữ liệu kỹ thuật

Khóa luận đã tổng hợp và lượng hóa các thông số khác biệt căn bản giữa hai nguồn nước phục vụ thiết kế công nghệ:

Thông số Nguồn nước mặt Nguồn nước ngầm
Nhiệt độ Thay đổi theo mùa và thời tiết Tương đối ổn định (17 - 27°C)
Chất rắn lơ lửng Thường cao, biến động lớn theo mùa (đạt tới 300 mg/l) Thấp hoặc hầu như không có (giới hạn tối đa 30 - 50 mg/l)
Chất khoáng hòa tan Biến đổi theo thổ nhưỡng, lượng mưa Ít thay đổi, hàm lượng khoáng cao hơn nước mặt
Sắt ($\text{Fe}^{2+}$) & Mangan ($\text{Mn}^{2+}$) Rất thấp, chỉ xuất hiện ở đáy hồ kỵ khí Thường xuyên có ở nồng độ cao (dạng hòa tan $\text{Fe(HCO}_3)_2$)
Khí $\text{CO}_2$ hòa tan Rất thấp, gần bằng 0 Tồn tại ở nồng độ cao
Khí $\text{O}_2$ hòa tan Thường gần mức bão hòa Thường không tồn tại (trừ tầng háo khí nông)
Amoniac ($\text{NH}_4^+$) Chỉ xuất hiện khi nguồn nước bị ô nhiễm chất thải Xuất hiện ở nồng độ cao do phân bón hóa học ngấm sâu
$\text{SiO}_2$ Nồng độ trung bình Nồng độ cao ($> 6,5$ mg/l gây khó khăn khử sắt)
Vi sinh vật, tảo Chứa nhiều virut, vi trùng gây bệnh, rong tảo phát triển Không có rong tảo; vi trùng chủ yếu do vi khuẩn sắt

Về công nghệ xử lý hóa học, tác giả xác định các định mức và công thức tính toán:

  • Liều lượng clo hơi khử trùng tiêu chuẩn duy trì nồng độ 0,3 - 0,5 mg/l trong thời gian tiếp xúc 30 - 45 phút; nồng độ clo dư yêu cầu mạng lưới là 0,5 mg/l. Khả năng diệt trùng của các dạng clo: $\text{HOCl} > \text{OCl}^-$ (80 lần); $\text{HOCl} > \text{NH}_2\text{Cl}$ (20 - 25 lần); $\text{NH}_2\text{Cl} > \text{NHCl}_2$ (3 - 5 lần).
  • Giàn mưa làm thoáng nước ngầm có hiệu suất làm giàu oxy hòa tan đạt 55% mức bão hòa và loại bỏ 75 - 80% hàm lượng khí $\text{CO}_2$ tự do; nước sau làm thoáng đạt chỉ tiêu $\text{pH} > 6,2$ và $\text{NH}_4^+ < 1$ mg/l.
  • Hiệu suất bể lọc chậm giữ lại 90 - 99% cặn bẩn và vi trùng ở tốc độ 0,1 - 0,5 m/h; bể lọc nhanh làm việc ở tốc độ 6 - 10 m/h.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  • Đối với nguồn nước mặt: Cần tăng cường kiểm soát xả thải công nghiệp và sinh hoạt trên toàn lưu vực sông Đồng Nai - Sài Gòn; định kỳ nạo vét khơi thông dòng chảy, duy trì dải hành lang bảo vệ trạm bơm nước thô Hóa An nhằm hạn chế sự cố ô nhiễm đột xuất.
  • Đối với nguồn nước ngầm: Giám sát chặt chẽ tầng khai thác tại Nhà máy nước Tân Bình để tránh hiện tượng sụt giảm mực nước tĩnh và xâm nhập mặn; duy trì bảo dưỡng hệ thống giàn mưa và thay thế định kỳ lớp vật liệu xúc tác khử sắt (cát mangan).
  • Công nghệ: Khuyến nghị từng bước nghiên cứu thay thế clo khử trùng bằng ozon hoặc tia cực tím (UV) nhằm tránh phát sinh phụ phẩm clo hữu cơ trihalometan có hại cho sức khỏe cộng đồng.

Đóng góp của khóa luận

Khóa luận đã hệ thống hóa đồng bộ các phương trình phản ứng hóa lý ứng dụng trong xử lý nước cấp, liên kết lý thuyết phân tích hóa học với thực tế vận hành tại hai mô hình cấp nước quy mô lớn điển hình của Thành phố Hồ Chí Minh (Nhà máy nước Thủ Đức đại diện cho nước mặt và Nhà máy nước Tân Bình đại diện cho nước ngầm).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Khóa luận chủ yếu thực hiện theo phương thức khảo sát thực tế và tổng hợp tài liệu công nghệ sẵn có tại các nhà máy vào thời điểm năm 2007; tác giả chưa trực tiếp thực hiện các thí nghiệm Jar-test kiểm chứng liều lượng phèn tối ưu hoặc phân tích độc lập các chỉ tiêu hóa - lý mẫu nước thực tế tại phòng thí nghiệm.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu thực nghiệm tối ưu hóa liều lượng chất trợ keo tụ polyelectrolyte; khảo sát hiệu quả khử hợp chất hữu cơ hòa tan khó phân hủy sinh học trong nước thô sông Sài Gòn bằng than hoạt tính bột hoặc công nghệ màng vi lọc.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng hưởng lợi: Sinh viên, học viên chuyên ngành Hóa học, Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, Cấp thoát nước; kỹ sư vận hành trạm cấp nước sinh hoạt và cán bộ quản lý tài nguyên môi trường.
  • Nội dung tham khảo giá trị:
    • Hệ thống phương trình hóa học và công thức tính toán lượng hóa chất làm mềm nước (vôi, sôđa), công thức tính liều lượng phèn keo tụ.
    • Bộ số liệu so sánh chi tiết đặc tính hóa lý giữa nước ngầm và nước mặt.
    • Sơ đồ nguyên lý dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp đô thị thực tế tại Thành phố Hồ Chí Minh.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận nghiên cứu dây chuyền công nghệ cụ thể tại những đơn vị nào?

Tác giả tiến hành tham quan, tìm hiểu và khảo sát công nghệ thực tế tại 2 đơn vị: Nhà máy nước Thủ Đức (xử lý nước mặt sông Đồng Nai) và Công ty Khai thác và Xử lý nước ngầm Thành phố Hồ Chí Minh - Nhà máy nước Tân Bình (xử lý nước ngầm).

2. Sự khác biệt cốt lõi trong quy trình xử lý giữa Nhà máy nước Thủ Đức và Nhà máy nước Tân Bình là gì?

Nhà máy nước Thủ Đức xử lý nước mặt có độ đục và cặn lơ lửng cao nên dây chuyền bắt buộc phải có công đoạn keo tụ tạo bông bằng phèn và lắng tách cặn trước khi lọc. Nhà máy nước Tân Bình xử lý nước ngầm có độ đục thấp nhưng chứa nhiều sắt và $\text{CO}_2$ hòa tan nên quy trình tập trung vào giàn mưa làm thoáng để đuổi $\text{CO}_2$, nâng pH và oxy hóa $\text{Fe}^{2+}$ kết tủa $\text{Fe(OH)}_3$, sau đó qua bể lắng tiếp xúc và bể lọc cát mangan.

3. Phương pháp chuẩn độ Winkler xác định lượng oxy hòa tan (DO) được tiến hành qua các phản ứng hóa học nào?

Phương pháp Winkler sử dụng phản ứng giữa ion $\text{Mn}^{2+}$ và ion $\text{OH}^-$ trong nước: nếu có oxy hòa tan, kết tủa $\text{MnO}_2$ màu nâu đen được hình thành ($\text{Mn}^{2+} + 2\text{OH}^- + 1/2\text{O}_2 \rightarrow \text{MnO}_2 \downarrow + \text{H}_2\text{O}$). Sau đó, hòa tan kết tủa bằng $\text{H}_2\text{SO}_4$ và $\text{KI}$ để giải phóng iot tự do ($\text{MnO}_2 + 4\text{H}^+ + 2\text{I}^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 2\text{H}_2\text{O} + \text{I}_2$), rồi chuẩn độ lượng $\text{I}_2$ bằng dung dịch tiêu chuẩn $\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$ với chỉ thị hồ tinh bột.

4. Tại sao giàn mưa làm thoáng lại là công trình cốt lõi trong công nghệ xử lý nước ngầm?

Theo dữ liệu khóa luận, giàn mưa làm thoáng tự nhiên có chức năng tiếp xúc dòng nước với không khí giúp làm giàu oxy hòa tan đạt tới 55% lượng oxy bão hòa và loại bỏ 75 - 80% lượng khí $\text{CO}_2$ tự do trong nước. Quá trình này giúp nâng pH lên trên 6,2, tạo điều kiện thuận lợi để ion $\text{Fe}^{2+}$ oxy hóa thành $\text{Fe}^{3+}$ và thủy phân tạo kết tủa $\text{Fe(OH)}_3$ giữ lại trên bể lọc.

5. Khóa luận sử dụng các tiêu chuẩn quốc gia nào để đánh giá chất lượng nguồn nước?

Khóa luận sử dụng hai tiêu chuẩn môi trường Việt Nam chính thức thời kỳ đó là TCVN 5942-1995 (áp dụng đánh giá chất lượng nước mặt cho mục đích cấp nước sinh hoạt qua Cột A và mục đích khác qua Cột B) và TCVN 5944-1995 (áp dụng đánh giá các chỉ tiêu chất lượng nước ngầm).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Phụng Hiếu đã hệ thống hóa hoàn chỉnh cơ sở lý thuyết hóa học môi trường nước và cơ chế khoa học của các công đoạn keo tụ, lắng, lọc, khử trùng, làm mềm và khử sắt. Đề tài phản ánh trung thực hiện trạng công nghệ xử lý nước cấp tại Thành phố Hồ Chí Minh thông qua hai mô hình điển hình là Nhà máy nước Thủ Đức và Nhà máy nước Tân Bình. Toàn bộ nội dung cung cấp nguồn tư liệu học thuật và kỹ thuật thực tế có giá trị tham khảo chuyên ngành công nghệ xử lý nước cấp sinh hoạt.