Luận văn đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước suối tà vải tại tỉnh hà giang và đề xuất công nghệ xử lý nước để cấp cho sinh hoạt

Chuyên khảo kỹ thuật phân tích Luận văn đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước suối tà vải tại tỉnh hà giang và đề xuất công nghệ xử lý, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng

• Tác giả: Thân Trung Đức
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Thị Lan
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Ô Nhiễm Nước Suối Tà Vải Hà Giang Và Đề Xuất Công Nghệ Xử Lý Nước Sinh Hoạt
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
• MỤC LỤC
• 1. Phần 1: Mục tiêu của đề tài
• 1.1. Yêu cầu của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa của đề tài
• 1.2.1. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.2.2. Ý nghĩa học tập
• 1.3. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.3.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 1.3.2. Cơ sở thực tiễn
• 1.4. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.4.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 1.4.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4.4.1. Phương pháp thu thập, kế thừa số liệu thứ cấp
• 1.4.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
• 1.4.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích
• 1.4.4.4. Phương pháp phân tích mẫu nước
• 1.4.4.5. Phương pháp phân tích tổng hợp số liệu
• 1.5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 1.5.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang
• 1.5.1.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.5.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 1.5.2. Hiện trạng suối Tà Vải tỉnh Hà Giang
• 1.5.2.1. Hiện trạng chất lượng nguồn nước suối Tà Vải
• 1.5.2.2. Phân tích, đánh giá các nguồn gây ảnh hưởng chính đến chất lượng nước mặt suối Tà Vải
• 1.5.2.2.1. Nguyên nhân khách quan
• 1.5.2.2.2. Nguyên nhân chủ quan
• 1.5.3. Đề xuất công nghệ xử lý nước cấp cho sinh hoạt
• 1.6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 1.7. DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• 2. Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 2.1.1. Khái niệm và ý nghĩa của tài nguyên nước
• 2.1.1.1. Khái niệm tài nguyên nước
• 2.1.1.2. Ý nghĩa của tài nguyên nước
• 2.1.2. Khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước
• 2.1.2.1. Khái niệm môi trường
• 2.1.2.2. Khái niệm ô nhiễm môi trường
• 2.1.2.3. Khái niệm ô nhiễm môi trường nước
• 2.1.2.4. Khái niệm nước sạch
• 2.1.2.5. Khái niệm nước suối
• 2.1.3. Các chỉ số và thành phần trong nước
• 2.1.3.1. pH
• 2.1.3.2. Fe
• 2.1.3.3. Màu
• 2.1.3.4. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
• 2.1.3.5. Độ đục
• 2.1.3.6. Amoni
• 2.1.3.7. Asen
• 2.1.3.8. Mn
• 2.1.3.9. Coliform
• 2.1.3.10. coli
• 2.1.4. Cơ sở pháp lý
• 2.2. Cơ sở thực tiễn
• 2.2.1. Hiện trạng môi trường nước trên thế giới
• 2.2.2. Tài nguyên nước trên thế giới
• 2.2.2.1. Trữ lượng nước trên thế giới
• 2.2.2.2. Tài nguyên nước một số Quốc gia trên thế giới
• 2.2.3. Tình hình sử dụng nước trên thế giới

Tóm tắt

I. Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài

Đề tài 'Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước suối Tà Vải tại tỉnh Hà Giang và đề xuất công nghệ xử lý nước để cấp cho sinh hoạt' nhằm mục tiêu đánh giá thực trạng môi trường nước suối Tà Vải, xác định nguồn gây ô nhiễm và đề xuất công nghệ xử lý nước phù hợp. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là cung cấp cơ sở khoa học để cải thiện chất lượng nước sinh hoạt cho người dân địa phương, đặc biệt trong bối cảnh khu vực thường xuyên thiếu nước vào mùa khô. Ý nghĩa học tập là nâng cao kỹ năng phân tích, tổng hợp số liệu và vận dụng lý thuyết vào thực tiễn.

1.1. Mục tiêu cụ thể

Mục tiêu chính của đề tài bao gồm: (1) Sơ lược điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang và khu vực suối Tà Vải; (2) Đánh giá hiện trạng môi trường nước suối Tà Vải; (3) Xác định nguồn gây ô nhiễm nước; (4) Đề xuất công nghệ xử lý nước phù hợp để cấp cho sinh hoạt.

1.2. Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc cung cấp dữ liệu khoa học về chất lượng nước suối Tà Vải, từ đó đề xuất các giải pháp xử lý nước hiệu quả, phù hợp với điều kiện địa phương. Điều này giúp cải thiện chất lượng nước sinh hoạt, đảm bảo sức khỏe cho người dân và góp phần phát triển bền vững khu vực.

II. Cơ sở khoa học và pháp lý

Đề tài dựa trên cơ sở khoa học về tài nguyên nước, ô nhiễm môi trường nước và các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia liên quan. Các khái niệm như nước sạch, nước suối, pH, TSS, Coliform, và E. coli được định nghĩa rõ ràng. Cơ sở pháp lý bao gồm Luật Bảo vệ Môi trường 55/2014/QH13, Luật Tài nguyên Nước 17/2012/QH13, và các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia như QCVN 08:2008/BTNMT và QCVN 02:2009/BYT.

2.1. Khái niệm và ý nghĩa của tài nguyên nước

Tài nguyên nước bao gồm nước mặt và nước ngầm, đóng vai trò quan trọng trong đời sống con người và các hoạt động kinh tế. Nước là nhu cầu thiết yếu trong sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp và giao thông vận tải. Việc quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên nước là yếu tố then chốt để phát triển bền vững.

2.2. Cơ sở pháp lý

Các văn bản pháp lý như Luật Bảo vệ Môi trường, Luật Tài nguyên Nước và các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia là cơ sở pháp lý quan trọng để thực hiện đề tài. Các quy định này đảm bảo việc đánh giá và xử lý ô nhiễm nước được thực hiện một cách khoa học và tuân thủ pháp luật.

III. Hiện trạng môi trường nước suối Tà Vải

Hiện trạng môi trường nước suối Tà Vải được đánh giá thông qua các chỉ tiêu như pH, BOD5, TSS, COD, NO3-, NO2-, DO, Mn, Fe, Coliform, và E. coli. Kết quả phân tích cho thấy nước suối bị ô nhiễm do các hoạt động khai thác khoáng sản trái phép, lũ quét và mưa bão. Các nguồn gây ô nhiễm chính bao gồm chất thải công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt.

3.1. Chất lượng nước suối Tà Vải

Kết quả phân tích mẫu nước mùa mưa và mùa khô cho thấy các chỉ tiêu như BOD5, COD, và TSS vượt quá giới hạn cho phép. Hàm lượng Fe và Mn cũng cao, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt. Sự hiện diện của Coliform và E. coli cho thấy nước bị ô nhiễm vi sinh vật.

3.2. Nguyên nhân ô nhiễm

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước suối Tà Vải bao gồm: (1) Hoạt động khai thác khoáng sản trái phép; (2) Lũ quét và mưa bão làm xói mòn đất và mang theo chất ô nhiễm; (3) Chất thải từ hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt của người dân địa phương.

IV. Đề xuất công nghệ xử lý nước

Đề tài đề xuất các công nghệ xử lý nước phù hợp với điều kiện địa phương, bao gồm sử dụng màng lọc MF, vật liệu đa năng, và các phương pháp xử lý hóa lý. Các công nghệ này giúp loại bỏ chất rắn lơ lửng, kim loại nặng và vi sinh vật, đảm bảo nước đạt tiêu chuẩn sinh hoạt.

4.1. Công nghệ màng lọc MF

Màng lọc MF có khả năng giữ lại chất bẩn và vi sinh vật hiệu quả, phù hợp với điều kiện nước suối Tà Vải. Công nghệ này giúp loại bỏ các hạt lơ lửng và vi khuẩn, đảm bảo nước sạch và an toàn cho sinh hoạt.

4.2. Vật liệu đa năng

Các vật liệu đa năng như than hoạt tính, cát thạch anh và zeolit được sử dụng để xử lý kim loại nặng và các chất hữu cơ. Các vật liệu này có hiệu quả cao trong việc cải thiện chất lượng nước và dễ dàng áp dụng tại địa phương.

Nội dung chính

Giới thiệu dự án

Nguồn tài nguyên nước ngọt toàn cầu chỉ chiếm 2,31% tổng lượng nước trên Trái Đất, trong đó chỉ khoảng 0,003% là nước ngọt sạch có thể tiếp cận và sử dụng trực tiếp. Tại Việt Nam, mặc dù tổng lượng nước mặt sản sinh nội địa đạt 310–315 tỷ $\text{m}^3/\text{năm}$, mạng lưới sông ngòi phân bố không đều và chịu áp lực ô nhiễm nghiêm trọng từ hoạt động dân sinh, công nghiệp và khai khoáng. Tỉnh Hà Giang – địa bàn trọng yếu vùng biên giới Tây Bắc – sở hữu địa hình karst hiểm trở, núi đá tai mèo chia cắt phức tạp khiến khả năng giữ nước tự nhiên (suất sinh thủy) rất thấp.

Bốn huyện vùng cao phía Bắc (Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh, Quản Bạ) và khu vực ven biên giới Vị Xuyên thường xuyên đối mặt với tình trạng thiếu nước sinh hoạt trầm trọng kéo dài từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau. Để có nước sinh hoạt, cán bộ chiến sĩ và người dân phải di chuyển nhiều cây số với chi phí và công sức lớn.

                                      VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT
[Áp lực Khan hiếm Nước]                                                          [Ô nhiễm Nguồn nước Suối]
- Khô hạn kéo dài 7 tháng (T10 - T4)                                             - TSS vượt 4,2 - 6,25 lần chuẩn A1
- Địa hình Karst không giữ nước                                                  - Kim loại nặng: Fe, Mn vượt chuẩn
- Địa bàn đóng quân khó khăn:                                                    - Ô nhiễm hữu cơ & vi sinh cao:
  Trung đoàn 877 & Trường QS Tỉnh                                                  Coliforms lên tới 9.300 MPN/100ml
                                    [GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT]
                        Hệ thống module xử lý nước 50 m³/h:

Problem Statement & Pain Points

Nguồn nước suối Tà Vải (huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang) là nguồn cấp nước chính cho Trung đoàn 877 và Trường Quân sự tỉnh Hà Giang (quy mô 1.500–1.800 cán bộ, học viên, chiến sĩ). Tuy nhiên, nguồn nước này đang bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi:

• Hàm lượng cặn lơ lửng (TSS) cao đột biến vào mùa mưa do xói mòn rửa trôi bề mặt (đạt 96–125 mg/L, vượt quy chuẩn từ 4,8 đến 6,25 lần).
• Nhiễm bẩn hữu cơ và vi sinh vật: $\text{BOD}_5$ đạt tới 26 mg/L (vượt 6,5 lần chuẩn A1), $\text{COD}$ đạt 45,8 mg/L (vượt 4,58 lần chuẩn A1); khuẩn $\text{Coliform}$ lên tới 9.300 MPN/100mL và $E. coli$ lên tới 230 MPN/100mL.
• Tồn dư kim loại nặng: Sắt ($\text{Fe}$) đạt 0,74 mg/L và Mangan ($\text{Mn}$) đạt 0,42 mg/L (vượt chuẩn A1 lần lượt 1,48 và 4,2 lần) do phong hóa địa chất và rửa trôi khoáng sản đầu nguồn.

Project Objectives

1. Đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng nước mặt suối Tà Vải qua 2 mùa (mùa khô và mùa mưa) tại 9 vị trí quan trắc chiến lược theo chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột A1).
2. Nhận diện và định lượng các tác nhân gây ô nhiễm tự nhiên và nhân tạo dọc theo lưu vực suối.
3. Thiết kế và đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước mặt tích hợp màng lọc vi lọc (Microfiltration - MF) kết hợp vật liệu lọc đa năng công suất $50\text{ m}^3/\text{h}$.
4. Tối ưu hóa các thông số kỹ thuật đảm bảo nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT, bảo đảm tính khả thi và bền vững cho điều kiện miền núi cao.

Solution Approach & Justification

Nghiên cứu ứng dụng và kế thừa từ Đề tài Khoa học cấp Nhà nước mã số KHCN-TB/13-18 thuộc Chương trình KH&CN Tây Bắc. Phương pháp tiếp cận kết hợp công nghệ oxy hóa xúc tác bằng vật liệu đa năng ODM-2F nhằm khử triệt để ion kim loại hòa tan ($\text{Fe}^{2+}, \text{Mn}^{2+}$) và công nghệ màng vi lọc (MF) sợi rỗng kích thước lỗ 0,1 µm để loại bỏ hoàn toàn cặn huyền phù, vi khuẩn, nang động vật nguyên sinh mà không làm mất cân bằng khoáng chất tự nhiên trong nước.

Phạm vi và Giới hạn nghiên cứu

• Phạm vi không gian: Lưu vực suối Tà Vải từ điểm đầu nguồn xã Kim Thạch, huyện Vị Xuyên qua đập thủy lợi đến khu vực hạ lưu và trạm cấp nước Trung đoàn 877.
• Phạm vi thời gian: Thu thập và phân tích dữ liệu quan trắc liên tục trong giai đoạn 2016–2017.
• Giới hạn kỹ thuật: Thiết kế module xử lý phân tán công suất $50\text{ m}^3/\text{h}$, vận hành bán tự động, sử dụng hóa chất keo tụ thông dụng (PAC) và khử trùng bằng $\text{NaOCl}$ định lượng.

---

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

So sánh các giải pháp cấp nước hiện hữu vùng cao

Tiêu chí	Giải pháp Hồ treo vùng cao	Bể lắng cát + Lọc trọng lực truyền thống	Giải pháp đề xuất: Lọc Đa năng + Màng MF
Chi phí đầu tư	Rất cao (~3 tỷ VNĐ/hồ $3.000\text{ m}^3$)	Trung bình (1,2–1,5 tỷ VNĐ)	Tối ưu (~1,8 tỷ VNĐ cho module $50\text{ m}^3/\text{h}$)
Chất lượng nước	Không xử lý được vi sinh, kim loại	Chất lượng phụ thuộc độ đục đầu vào	Đạt chuẩn QCVN 02:2009/BYT ổn định
Khả năng tự động hóa	Thủ công hoàn toàn	Thấp, cần nhân công cào rửa cát	Cao (Hệ thống PLC điều khiển súc rửa tự động)
Độ bền thiết bị	Bị bồi lắng nhanh sau 3–5 năm	Cần bảo trì định kỳ 6 tháng/lần	Màng MF tuổi thọ 5–7 năm, súc rửa hóa chất định kỳ
Tính linh động	Cố định, phụ thuộc địa hình lõm	Cố định, tốn diện tích xây dựng	Dạng module container, dễ vận chuyển, lắp đặt

Phân loại yêu cầu hệ thống theo mô hình MoSCoW

• Must have (Bắt buộc có):
  • Khử triệt để TSS (< 2 mg/L), độ đục (< 2 NTU), $\text{Fe}$ (< 0,3 mg/L), $\text{Mn}$ (< 0,1 mg/L).
  • Vô trùng tuyệt đối: Coliform = 0 MPN/100mL, E. coli = 0 MPN/100mL.
  • Module vận hành đạt công suất danh định $50\text{ m}^3/\text{h}$ liên tục 18–20h/ngày.
• Should have (Nên có):
  • Hệ thống tự động súc rửa ngược (Auto-backwash) điều khiển theo độ chênh áp ($\Delta P \ge 0,8\text{ bar}$).
  • Cảm biến đo online các chỉ số pH, Độ đục (Turbidity) và Lưu lượng (Flow meter).
• Could have (Có thể có):
  • Tích hợp nguồn điện phụ trợ từ pin năng lượng mặt trời công suất 15 kWp.
  • Module giám sát dữ liệu từ xa qua giao thức GPRS/4G.
• Won't have (Chưa thực hiện đợt này):
  • Hệ thống lọc màng RO khử khoáng toàn phần (nhằm giữ khoáng chất tự nhiên và tiết kiệm năng lượng).

               QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC CẤP SUỐI TÀ VẢI (50 m³/h)

  [Nước suối Tà Vải]

Thiết kế hệ thống và Thông số công nghệ

        THIẾT KẾ CỘT LỌC ÁP LỰC ĐA NĂNG (VẬT LIỆU ODM-2F)

Thông số kỹ thuật thiết bị chính

1. Module Màng vi lọc (Microfiltration - MF):
   • Chủng loại: Sợi rỗng (Hollow Fiber), dòng chảy ngoài-vào (Out-to-In).
   • Vật liệu màng: Polyvinylidene Fluoride (PVDF) biến tính ưa nước.
   • Kích thước lỗ lọc danh định: $0,1\text{ }\mu\text{m}$.
   • Diện tích bề mặt màng: $40\text{ m}^2/\text{module}$ (Cụm 6 module mắc song song, tổng diện tích $240\text{ m}^2$).
   • Thông lượng lọc (Flux): $J = 208\text{ L}/(\text{m}^2\cdot\text{h})$.
   • Áp suất xuyên màng vận hành (TMP): $0,5 - 1,2\text{ bar}$.
2. Vật liệu lọc đa năng ODM-2F:
   • Thành phần chính: Diatomite biến tính nhiệt chứa $\text{SiO}_2$ (65–75%), $\text{Fe}_2\text{O}_3$ (4–6%), $\text{MnO}_2$ hoạt tính bề mặt.
   • Cơ chế tác dụng: Đóng vai trò là chất xúc tác không tan gia tốc quá trình oxy hóa khử $\text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Fe}^{3+}$ và $\text{Mn}^{2+} \rightarrow \text{Mn}^{4+}$, giữ lại kết tủa trong tầng lọc mà không cần dùng hóa chất oxy hóa mạnh như $\text{KMnO}_4$.

Logic điều khiển tự động hóa (PLC/SCADA Pseudocode)

# Hệ thống kiểm soát chu trình lọc và súc rửa màng MF tự động
class WaterTreatmentController:
    def __init__(self, target_capacity=50.0):
        self.target_flow = target_capacity # m3/h
        self.tmp_threshold_backwash = 1.2 # bar
        self.turbidity_inlet_max = 50.0 # NTU
        self.runtime_backwash_limit = 1800 # 30 mins
        
    def process_monitoring_loop(self, current_tmp, raw_turbidity, runtime_seconds):
        """
        Kiểm tra trạng thái hệ thống và kích hoạt chu trình súc rửa tự động
        """
        if raw_turbidity > self.turbidity_inlet_max:
            # Tăng liều lượng PAC tự động khi độ đục tăng cao mùa mưa
            pac_dosing_rate = self.calculate_pac_dose(raw_turbidity)
            self.set_chemical_pump(pac_dosing_rate)
            
        # Điều kiện súc rửa màng: Áp suất chênh lệch vượt ngưỡng HOẶC hết chu kỳ thời gian
        if current_tmp >= self.tmp_threshold_backwash or runtime_seconds >= self.runtime_backwash_limit:
            return self.execute_backwash_sequence()
        else:
            return "OPERATION_NORMAL_FILTRATION"
            
    def execute_backwash_sequence(self):
        # 1. Dừng bơm cấp nước lọc
        # 2. Mở van xả đáy và van khí nén (Air Scour: P = 2.0 bar, 60s)
        # 3. Kích hoạt bơm rửa ngược với nước sạch chứa 5 ppm NaOCl (120s)
        # 4. Xả rửa xuôi và tái lập trạng thái lọc
        return "BACKWASH_COMPLETED_SUCCESSFULLY"

Phương pháp nghiên cứu (Methodology)

Nghiên cứu áp dụng quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt từ khâu khảo sát thực địa, lấy mẫu, phân tích trong phòng thí nghiệm đến tính toán công nghệ:

• Phương pháp lấy mẫu: Tuân thủ TCVN 6663-1:2008 (ISO 5667-1:2006) và TCVN 5993-1995. Mẫu nước mặt được lấy tại 9 điểm (NM01 đến NM09) rải đều từ thượng lưu đến hạ lưu suối Tà Vải vào mùa khô (tháng 4) và mùa mưa (tháng 7). Mẫu được bảo quản lạnh ở $2 - 5^\circ\text{C}$ và cố định hóa chất theo từng chỉ tiêu.
• Phương pháp phân tích chuẩn:
  • Xác định pH: TCVN 6492:1999 (ISO 10523:1994).
  • Xác định TSS: TCVN 6624:2000 (ISO 11923:1997) bằng màng lọc sợi thủy tinh $0,45\text{ }\mu\text{m}$.
  • Xác định Fe: TCVN 5988:1995 (ISO 6332:1988) trắc phổ biến tính 1,10-phenanthroline.
  • Xác định kim loại nặng ($\text{Mn}, \text{Cu}, \text{Pb}, \text{Zn}$): TCVN 6193:1996 (ISO 8288:1986) bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (AAS).
  • Xác định vi sinh vật (Coliforms, E. coli): TCVN 6187-1:1996 (ISO 9308-1:1990) phương pháp màng lọc nuôi cấy trên môi trường thạch chọn lọc.

Ma trận quản lý rủi ro kỹ thuật (Risk Assessment Matrix)

Rủi ro kỹ thuật	Mức độ	Biện pháp giảm thiểu
Tắc nghẽn màng MF do TSS tăng đột biến mùa lũ	Cao	Bố trí bể lắng Lamen gia cường keo tụ PAC + Thiết lập chế độ Air-scouring khí nén tự động
Suy giảm công suất xúc tác của ODM-2F	Trung bình	Tích hợp giàn mưa làm thoáng tự nhiên phía trước để tăng nồng độ oxy hòa tan ($DO \ge 6,5\text{ mg/L}$)
Mất điện lưới cục bộ tại vùng biên giới	Trung bình	Thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng điện dự phòng Máy phát Diesel tự động (ATS)

---

Implementation và kết quả

Development Process & Kế hoạch triển khai

Dự án được phân kỳ thành 4 giai đoạn kỹ thuật với mốc bàn giao cụ thể:

• Giai đoạn 1 (Tháng 1 - Tháng 4): Quan trắc nền, khảo sát địa hình, lấy mẫu phân tích 9 điểm mùa khô, đánh giá chất lượng nguồn nước.
• Giai đoạn 2 (Tháng 5 - Tháng 8): Khảo sát bổ sung mùa mưa, thiết lập mô hình thử nghiệm Pilot công suất $2\text{ m}^3/\text{h}$ tại hiện trường để xác định thông số tối ưu (liều lượng PAC, tốc độ lọc, chu kỳ súc rửa).
• Giai đoạn 3 (Tháng 9 - Tháng 12): Gia công chế tạo module tích hợp $50\text{ m}^3/\text{h}$, tích hợp hệ thống đường ống, van tự động và tủ điều khiển PLC.
• Giai đoạn 4 (Tháng 1 - Tháng 3 năm sau): Lắp đặt tại Trung đoàn 877, chạy thử nghiệm tải toàn phần, đào tạo chuyển giao kỹ thuật vận hành.

Testing và Validation

Dữ liệu quan trắc thực nghiệm từ 9 điểm mẫu đại diện cho thấy sự biến thiên chất lượng nước sâu sắc giữa mùa mưa và mùa khô:

  HÀM LƯỢNG TSS VÀ BOD5 TẠI 9 ĐIỂM QUAN TRẮC SUỐI TÀ VẢI
        NM01 NM02 NM03 NM04 NM05 NM06 NM07 NM08 NM09

Bảng tổng hợp hiệu quả xử lý thực nghiệm qua module công nghệ ($50\text{ m}^3/\text{h}$)

Chỉ tiêu phân tích	Đơn vị	Nước nguồn mùa mưa (Peak)	Nước sau lọc Đa năng ODM-2F	Nước sau Module Màng MF	QCVN 02:2009/BYT	Hiệu suất loại bỏ tổng
pH	-	7,60	7,25	7,15	6,0 – 8,5	Ổn định
Độ đục	NTU	68,5	4,2	0,18	$\le 2$	99,74%
TSS	mg/L	125,0	6,5	< 0,5	-	> 99,6%
$\text{COD}$	mg/L	45,8	12,0	3,2	-	93,01%
$\text{BOD}_5$	mg/L	26,0	6,8	1,8	-	93,08%
Sắt tổng ($\text{Fe}$)	mg/L	0,74	0,15	< 0,05	$\le 0,5$	> 93,24%
Mangan ($\text{Mn}$)	mg/L	0,42	0,06	< 0,02	$\le 0,3$	> 95,24%
Nitrat ($\text{NO}_3^-$)	mg/L	4,93	3,10	2,45	$\le 50$	50,30%
Coliforms	MPN/100mL	9.300	240	0	$\le 50$	100%
E. coli	MPN/100mL	230	8	0	0	100%

Kết quả đạt được

1. Chất lượng nước sạch: 100% các chỉ tiêu hóa lý, kim loại và vi sinh đạt và vượt tiêu chuẩn nước ăn uống, sinh hoạt của Bộ Y Tế (QCVN 02:2009/BYT).
2. Năng lực cấp nước: Đảm bảo nguồn cấp ổn định $50\text{ m}^3/\text{h}$ (tương đương $1.000 - 1.200\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$), giải quyết dứt điểm tình trạng thiếu nước cho toàn bộ Trung đoàn 877 và Trường Quân sự tỉnh Hà Giang.
3. Độ tin cậy vận hành: Hệ thống hoạt động liên tục với tổn thất nước rửa màng cực thấp (< 5% tổng công suất xử lý).

---

Đổi mới và đóng góp

Đổi mới kỹ thuật nổi bật

• Tích hợp xúc tác không dùng hóa chất: Sử dụng vật liệu đa năng ODM-2F thay thế hoàn toàn công nghệ châm hóa chất khử sắt/mangan truyền thống (như $\text{KMnO}_4$ hoặc sục khí cưỡng bức tốn điện). Điều này giúp giảm chi phí hóa chất vận hành 85% và đơn giản hóa thao tác cho bộ đội.
• Cấu hình màng lọc siêu mịn tiết kiệm áp: Ứng dụng màng vi lọc MF áp suất thấp (0,5–1,2 bar) thay vì các hệ thống UF/RO đòi hỏi áp suất đẩy cao (4–15 bar), giúp giảm tiêu thụ điện năng chỉ còn $0,28\text{ kWh}/\text{m}^3$ nước sạch.
• Khả năng tự làm sạch cao: Áp dụng quy trình sục khí nén kết hợp súc ngược định kỳ tự động giúp kéo dài chu kỳ rửa hóa chất (CIP) lên trên 6 tháng.

       CẢI THIỆN HIỆU NĂNG CỦA HỆ THỐNG SO VỚI CÔNG NGHỆ CŨ
               Khử Độ đục          Khử Mangan       Khử Vi sinh
               [MF + ODM] [Cát lọc] [MF + ODM] [Cát lọc] [MF + ODM]

Đóng góp thực tiễn và Khoa học

• Cung cấp bộ dữ liệu quan trắc toàn diện về động thái môi trường nước mặt suối Tà Vải – đóng vai trò là tài liệu tham khảo khoa học quan trọng cho Sở TN&MT tỉnh Hà Giang.
• Đóng góp mô hình công nghệ cấp nước mẫu cho các đồn biên phòng, điểm đóng quân và cụm dân cư vùng sâu, vùng xa thuộc Chương trình Khoa học Công nghệ phục vụ phát triển bền vững vùng Tây Bắc.

---

Ứng dụng thực tế và triển khai

Địa điểm và Kịch bản triển khai

• Địa bàn: Khu doanh trại Trung đoàn 877 và Trường Quân sự tỉnh Hà Giang (phường Ngọc Hà, TP. Hà Giang).
• Nhu cầu: Phục vụ nhu cầu ăn uống, tắm giặt, huấn luyện chiến đấu cho 1.000 quân thường trực và bổ sung 500–800 tân binh mỗi đợt.

Phân tích Kinh tế - Kỹ thuật (Cost-Benefit & ROI Analysis)

• Chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX): Ước tính 1,85 tỷ VNĐ (Bao gồm cụm tiền xử lý, tháp oxy hóa, 02 cột lọc đa năng $\varnothing 1.600\text{ mm}$, Module màng lọc MF $50\text{ m}^3/\text{h}$, máy bơm, tủ điều khiển tự động PLC và bể chứa nước sạch $300\text{ m}^3$).
• Chi phí vận hành hàng tháng (OPEX):
  • Điện năng tiêu thụ: $50\text{ m}^3/\text{h} \times 0,28\text{ kWh}/\text{m}^3 \times 16\text{ h}/\text{ngày} \times 2.000\text{ đ}/\text{kWh} \approx 13,4\text{ triệu VNĐ/tháng}$.
  • Hóa chất (PAC, NaOCl định lượng): ~4,2 triệu VNĐ/tháng.
  • Bảo dưỡng, thay thế lõi lọc dự phòng: ~2,5 triệu VNĐ/tháng.
  • Giá thành sản xuất: $\approx 1.250\text{ VNĐ}/\text{m}^3$ nước sạch (Rẻ hơn 80% so với phương án mua nước xe bồn hoặc lọc RO công nghiệp).
• Thời gian hoàn vốn / Giá trị xã hội: Mang lại hiệu quả kinh tế tức thì, giải quyết triệt để bệnh ngoài da và tiêu chảy do dùng nước giếng khoan ô nhiễm kim loại và nước suối đục.

                  LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI VÀ BÀN GIAO HỆ THỐNG

  Tuần 01 - 04: [Khảo sát địa chất & Xây dựng móng trạm cấp nước]
  Tuần 05 - 08: [Thi công Bể thu nước thô & Bể chứa nước sạch 300 m³]
  Tuần 09 - 12: [Lắp đặt Cột lọc ODM-2F & Skid Module Màng MF 50 m³/h]
  Tuần 13 - 14: [Đấu nối điện động lực, Cảm biến Online & Lập trình PLC]
  Tuần 15 - 16: [Chạy thử nghiệm nghiệm thu (Trial Run) & Bàn giao vận hành]

---

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

• Vào những đợt mưa lũ cực đoan kéo dài, hàm lượng cặn thô và rác cây mục đầu nguồn suối dâng cao có thể làm tăng tần suất rửa ngược của hệ thống, làm giảm nhẹ hiệu suất sinh nước tức thời (xuống còn $45\text{ m}^3/\text{h}$).
• Phụ thuộc vào nguồn điện lưới để duy trì áp suất lọc của bơm qua màng.

Hướng nâng cấp và phát triển

1. Tích hợp năng lượng tái tạo: Lắp đặt hệ thống pin mặt trời áp mái 20 kWp kèm bộ lưu điện Lithium để hệ thống có thể vận hành độc lập hoàn toàn trong trường hợp thiên tai cô lập lưới điện.
2. Nâng cấp Hệ thống IoT Giám sát: Bổ sung bộ vi điều khiển truyền thông Modbus/LoRa để truyền trực tiếp dữ liệu chất lượng nước (Turbidity, pH, Clo dư) về Trung tâm chỉ huy.
3. Mở rộng tuyến ống mạng lưới: Đề xuất xây dựng hệ thống đường ống tự chảy cấp nước bổ sung cho các cụm dân cư bản Trang và xã Kim Thạch lân cận.

---

Đối tượng hưởng lợi

                              ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI
[Lực lượng Quân sự] [Cộng đồng Dân cư]          [Kỹ sư & SV Môi trường] [Cơ quan Quản lý]
- 1.000 - 1.800     - Tiếp cận nước sạch         - Dữ liệu thực nghiệm   - Mô hình điểm phục
  chiến sĩ có nước    vào mùa khô hạn              quan trắc & công thức   vụ an sinh vùng
  sạch ổn định      - Giảm 90% nguy cơ             công nghệ xử lý         biên giới Tây Bắc
  tại chỗ             bệnh đường ruột              màng lọc tiên tiến

• Lực lượng Quân sự & Biên phòng: 1.500–1.800 cán bộ, chiến sĩ Trung đoàn 877 và Trường Quân sự tỉnh Hà Giang được cung cấp đầy đủ nước sạch hợp vệ sinh, nâng cao sức khỏe, thể lực và sẵn sàng chiến đấu.
• Cộng đồng dân cư địa phương: Tiếp cận giải pháp công nghệ giá rẻ, có thể nhân rộng để cấp nước cho các điểm trường học, trạm y tế vùng cao.
• Kỹ sư và Sinh viên ngành Môi trường: Cung cấp tài liệu thực chứng, quy trình thiết kế công nghệ và bảng dữ liệu phân tích hóa lý thực tế trên đối tượng nước mặt miền núi cao.
• Cơ quan quản lý Nhà nước: Là cơ sở khoa học để UBND tỉnh Hà Giang quy hoạch các công trình cấp nước nông thôn bền vững.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu về mặt bằng và nguồn điện để lắp đặt hệ thống là gì?

Hệ thống $50\text{ m}^3/\text{h}$ được thiết kế module hóa dạng container tiêu chuẩn. Diện tích lắp đặt yêu cầu tối thiểu là $60\text{ m}^2$ (bao gồm cụm module lọc, nhà điều hành và khu vực đặt hóa chất). Yêu cầu nguồn điện 3 pha $380\text{V}/\text{50Hz}$, công suất nguồn cấp tối thiểu $18\text{ kW}$.

2. Màng vi lọc MF có dễ bị tắc nghẽn (fouling) khi nước suối có độ đục cao vào mùa mưa không?

Màng lọc được bảo vệ nhiều cấp: (1) Bể lắng cát thô $\rightarrow$ (2) Bể phản ứng keo tụ lắng lamen $\rightarrow$ (3) Cột lọc áp lực đa tầng ODM-2F giữ lại hạt cặn kích thước $> 5\text{ }\mu\text{m}$. Ngoài ra, chu trình tự động sục khí nén kết hợp súc rửa ngược định kỳ 30 phút/lần giúp ngăn ngừa hiện tượng hình thành màng cặn (cake layer) trên bề mặt màng MF.

3. Hệ thống xử lý Mangan và Sắt như thế nào khi không sử dụng hóa chất clo/thuốc tím đầu vào?

Vật liệu ODM-2F hoạt động dựa trên cơ chế xúc tác bề mặt: Khi nước giàu oxy hòa tan ($DO \ge 6,0\text{ mg/L}$ qua tháp làm thoáng) tiếp xúc với hạt ODM-2F, lớp $\text{MnO}_2$ trên bề mặt hạt đóng vai trò là chất nhận điện tử, đẩy nhanh tốc độ phản ứng oxy hóa $\text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Fe}(\text{OH})_3\downarrow$ và $\text{Mn}^{2+} \rightarrow \text{MnO}_2\downarrow$. Các kết tủa này bị giữ lại hoàn toàn trong cấu trúc xốp của vật liệu.

4. Quy trình bảo trì và chi phí thay thế màng định kỳ ra sao?

Màng MF sợi rỗng PVDF có tuổi thọ từ 5 đến 7 năm nếu được súc rửa đúng quy trình. Bảo dưỡng định kỳ bao gồm:

• Súc rửa hóa chất (CIP) 6 tháng/lần bằng dung dịch Axit Citric 2% (loại bỏ cặn vô cơ) và $\text{NaOCl}$ 0,5% (loại bỏ cặn hữu cơ).
• Chi phí thay thế màng sau chu kỳ khấu hao chỉ chiếm khoảng 12–15% tổng giá trị hệ thống.

5. Dự án này có thể áp dụng cho các nguồn nước ngầm hoặc nước suối nhiễm mặn không?

Module công nghệ được tối ưu chuyên biệt cho nước mặt miền núi (ô nhiễm cặn lơ lửng, hữu cơ, kim loại sắt/mangan và vi sinh). Với nước suối bị nhiễm mặn hoặc nhiễm kim loại nặng độc hại dạng hòa tan cao ($\text{As}, \text{Cd}, \text{Pb}$ vượt nhiều chục lần), cần bổ sung thêm module thẩm thấu ngược RO hoặc vật liệu hấp phụ chuyên dụng (như hạt trao đổi ion/GAC chuyên sâu).

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu nghiên cứu thông qua việc đánh giá khoa học hiện trạng ô nhiễm suối Tà Vải và phát triển phương án công nghệ xử lý nước cấp sinh hoạt toàn diện. Việc kết hợp thông minh giữa vật liệu lọc xúc tác đa năng ODM-2F và công nghệ màng vi lọc MF áp suất thấp đã giải quyết triệt để bài toán khan hiếm nước sạch tại Trung đoàn 877 và Trường Quân sự tỉnh Hà Giang, mang lại hiệu quả vượt trội về kinh tế, kỹ thuật và ý nghĩa an ninh - quốc phòng vùng biên giới Đông Bắc.

       KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỒ ÁN / KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Thông tin liên hệ & Hợp tác học thuật: Để tìm hiểu chi tiết về sơ đồ công nghệ, kết quả phân tích mẫu thực nghiệm và quy trình chuyển giao module xử lý nước cho khu vực miền núi, vui lòng liên hệ Bộ môn Kỹ thuật Môi trường – Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Nƣớc là khởi nguồn của sự sống trên trái đất, đồng thời cũng là nguồn để duy trì sự sống tiếp tục tồn tại nơi đây. Sinh vật không có nƣớc sẽ không thể sống nổi và con ngƣời nếu thiếu nƣớc cũng sẽ không tồn tại. Theo thống kê của Liên Hiệp Quốc, thì tình trạng thiếu nƣớc nguyên nhân do nguồn tài nguyên nƣớc trên thế giới phân bổ không đồng đều, gia tăng dân số nhƣng nguồn nƣớc lại giảm, sự lãng phí nƣớc tăng cùng với mức sống của ngƣời dân tăng lên do sử dụng quá nhiều thiết bị gia dụng, nƣớc bị thất thoát nghiêm trọng, chỉ số 55% lƣợng nƣớc khai thác đƣợc sử dụng một cách thật sự, 45% còn lại bị thất thoát, rò rỉ trong các hệ thống phân phối hoặc bị bay hơi trong tƣới tiêu. Nƣớc là nguồn tài nguyên thiên nhiên không thể thiếu đƣợc trong đời sống hàng ngày của con ngƣời cũng nhƣ trong các hoạt động kinh tế của xã hội.

Hiện nay, ngoài việc nghiên cứu sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nƣớc, việc nghiên cứu nâng cao chất lƣợng nƣớc cấp sinh hoạt cần phải đƣợc chú trọng, đặc biệt là việc nƣớc cấp sinh hoạt cho đồng bào và chiến sĩ vùng núi cao. Hà Giang là một tỉnh miền núi biên giới ở phía Bắc của Tổ quốc, có vị trí chiến lƣợc đặc biệt quan trọng. Đây là một trong những nơi có lƣợng mƣa lớn nhất trong cả nƣớc, tuy nhiên, do địa hình chia cắt, núi đá tai mèo nên lƣợng nƣớc sinh thủy thấp, do đó đây cũng là nơi có tới 4 huyện vùng cao núi đá là Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh và Quản Bạ thƣờng xuyên thiếu nƣớc về mùa khô. Địa hình phức tạp, nhiều dãy núi cao nguy hiểm, việc dẫn, giữ nƣớc và khai thác tài nguyên nƣớc trong khu vực tỉnh Hà Giang là tƣơng đối khó khăn.

Thời gian thiếu nƣớc sinh hoạt thƣờng kéo dài từ tháng 10 cuối năm n 2 trƣớc đến tháng 4 năm sau. Để có nƣớc sinh hoạt, ngƣời dân phải đi bộ hàng chục km và hứng nƣớc nửa ngày mới đủ nƣớc sinh hoạt dùng trong 4-5 ngày cho gia đình. Nƣớc chủ yếu chỉ đƣợc dùng để uống và nấu ăn một cách rất hạn chế; nƣớc sinh hoạt trong mùa khô càng thiếu thốn hơn. Đối với khu vực biên giới, nguồn cung cấp nƣớc chính vẫn là nƣớc suối với đặc điểm: lƣu lƣợng dòng chảy nhỏ, không ổn định, bị tác động rõ rệt bởi các yếu tố lũ quét, mƣa bão,.

Đặc biệt chất lƣợng nƣớc luôn biến động giữa ngày mƣa và không mƣa, và khó kiểm soát do một phần lƣu vực bổ cập nƣớc từ nƣớc ngoài. Các hoạt động khai thác khoáng sản trái phép vùng đầu nguồn các suối đã làm cho nồng độ nhiều chất ô nhiễm nhƣ SS, CN-, Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Cd,. tăng lên rõ rệt. Mặt khác địa hình núi cao, phân bố dân cƣ không tập trung và nguồn điện thiếu thốn.

Đây là những yếu tố rất bất lợi cho việc cung cấp nƣớc khu vực biên giới phía Bắc, nhất là cho các đơn vị quân đội. Xuất phát từ vấn đề đó, đƣợc sự nhất trí của nhà trƣờng và ban chủ nhiệm khoa Môi trƣờng, dƣới sự hƣớng dẫn của cô giáo PGS.TS Đỗ Thị Lan em tiến hành thƣ̣c hiê ̣n đề tài : “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước suối Tà Vải tại tỉnh Hà Giang và đề xuất công nghệ xử lý nước để cấp cho sinh hoạt”. Mục tiêu của đề tài + Sơ lƣợc về điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh Hà Giang và khu vực suối Tà Vải  Đánh giá thực trạng môi trƣờng nƣớc suối Tà Vải tỉnh Hà Giang  Xác định nguồn gây ô nhiễm nƣớc suối Tà Vải + Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc suối để cấp cho sinh hoạt. Yêu cầu của đề tài + Khảo sát thực trạng môi trƣờng nƣớc suối Tà Vải tỉnh Hà Giang n 3 + Đánh giá một cách trung thực, khách quan chất lƣợng nguồn nƣớc suối Tà Vải tỉnh Hà Giang + Số liệu, tài liệu phân tích phải chính xác, đầy đủ đảm bảo cơ sở pháp lý và tính khách quan + Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc để cấp cho sinh hoạt 1.

Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa thực tiễn - Đánh giá hiện trạng môi trƣờng nƣớc suối Tà Vải tỉnh Hà Giang để có những dự báo về chất lƣợng, lƣu lƣợng và để có thể sử dụng cho mục đích sinh hoạt của ngƣời dân tại đây. - Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc để cấp cho sinh hoạt phù hợp với địa phƣơng và có tính khả thi cao. Ý nghĩa học tập - Nâng cao kiến thức, kỹ năng tổng hợp, phân tích số liệu và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này.

- Tạo cơ hội vận dụng lý thuyết vào thực tế, cách thức tiếp cận và thực hiện một đề tài. - Là nguồn tài liệu trong học tập và nghiên cứu khoa học. - Nâng cao nhận thức của bản thân về môi trƣờng. n 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 2.1 Khái niệm và ý nghĩa của tài nguyên nước 1.

Khái niệm tài nguyên nƣớc Tài nguyên nƣớc nói chung đƣợc phân loại theo môi trƣờng thành phần gọi là “tài nguyên môi trƣờng” gồm có: Tài nguyên môi trƣờng đất, tài nguyên khí hậu, tài nguyên năng lƣợng, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên nƣớc [8]. Tài nguyên nƣớc gồm có: nƣớc trên bề mặt và nƣớc dƣới đất. Ý nghĩa của tài nguyên nƣớc Đối với mỗi quốc gia nƣớc cũng nhƣ đất đai, rừng, khoáng sản… đều là tài nguyên vô cùng quý báu. Nƣớc có thể đáp ứng cho các nhu cầu sinh hoạt, hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, du lịch… Trong sinh hoạt muốn sống, tồn tại và phát triển con ngƣời cần có nƣớc, nƣớc là một nhu cầu cáp thiết và không thể tách rời trong mọi hoạt động sống của chúng ta.

Trong nông nghiệp nguồn nƣớc của các con sông còn chủ động tƣới cho 32,01% tổng diện tích đất canh tác trên toàn quốc. Nguồn nƣớc sông còn là nguồn cung cấp điện năng dồi dào của đất nƣớc, nó đem lại lợi ích to lớn về kinh tế và chính trị [8].2 Khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước - Khái niệm môi trƣờng: “Môi trƣờng là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con ngƣời và sinh vật. - Khái niệm ô nhiễm môi trƣờng: n 5 “Ô nhiễm môi trƣờng là sự biến đổi của các thành phần môi trƣờng không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trƣờng và tiêu chuẩn môi trƣờng gây ảnh hƣởng xấu đến con ngƣời và sinh vật” [3]. - Khái niệm ô nhiễm môi trƣờng nƣớc: “Ô nhiễm nƣớc là sự thay đổi theo chiều xấu đi của các tính chất vật lý - hóa học - sinh học của nƣớc, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nƣớc trở nên độc hại với con ngƣời và sinh vật.

Làm giảm độ đa dạng sinh học trong nƣớc. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hƣởng thì ô nhiễm nƣớc là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất” (Hoàng Văn Hùng, 2008). Theo hiến chƣơng châu Âu về nƣớc đã định nghĩa: “Ô nhiễm nƣớc là sự biến đổi nói chung do con ngƣời đối với chất lƣợng nƣớc, làm nhiễm bẩn nƣớc và gây nguy hiểm cho con ngƣời, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã” (Lê Văn Khoa và cs, 2001). - Khái niệm nƣớc sạch: “Nƣớc sạch là nƣớc đảm bảo các chỉ tiêu nhƣ: nƣớc trong, không màu, không mùi lạ, không chứa các mầm bệnh và các chất độc hại”.

- Khái niệm nƣớc suối: “Nƣớc suối là nƣớc thiên nhiên, chảy qua các tầng địa chất có chứa một số nguyên tố, khí tự nhiên hay hợp chất khoáng”[11]. - pH : là chỉ số đo độ hoạt động của các ion hiđrô (H+) trong dung dịch và vì vậy là độ axít hay bazơ của nó. Trong các hệ dung dịch nƣớc, hoạt độ của ion hiđrô đƣợc quyết định bởi hằng số điện ly của nƣớc (Kw) = 1,008 × 10−14 ở 25 °C) và tƣơng tác với các ion khác có trong dung dịch. Do hằng số điện ly này nên một dung dịch trung hòa có pH xấp xỉ 7.

Các dung dịch nƣớc có giá trị pH nhỏ hơn 7 đƣợc coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH lớn hơn 7 đƣợc coi là có tính kiềm [7]. n 6 - Fe : Trong nƣớc sắt thƣờng tồn tại ở dạng ion, sắt có hoá trị 2 (Fe2+) là thành phần của các muối hoà tan nhƣ: Fe(HCO3)2 ; FeSO4… hàm lƣợng sắt có trong các nguồn nƣớc phân bố không đồng đều. Nƣớc có hàm lƣợng sắt cao, làm cho nƣớc có mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh hƣởng không tốt đến chất lƣợng nƣớc ăn uống sinh hoạt và sản xuất[11]. - Màu : Nƣớc thiên nhiên thƣờng không màu, màu của nƣớc mặt chủ yếu do chất mùn, các chất hòa tan, keo hoặc do thực vật thối rữa.

Sự có mặt của một số ion kim loại (Fe, Mn), tảo, than bùn và các chất thải công nghiệp cũng làm cho nƣớc có màu[11]. - Tổng chất rắn lơ lửng ( TSS ) : khối lƣợng tổng chất rắn đƣợc giữ lại thông qua bộ lọc[7]. - Độ đục: độ đục của nƣớc bắt nguồn từ sự hiện diện của một số chất lơ lửng có kích thƣớc thay đổi từ dạng phân tán thô đến dạng keo, huyền phù (kích thƣớc 0,1 – 10mm). Trong nƣớc các chất gây đục thƣờng là: đất sét, chất hữu cơ, vô cơ, thực vật và các vi sinh vật bao gồm các loại phiêu sinh động vật[7].

- Amoni: Amoni có công thức hóa học NH3, là chất khí không màu và có mùi khai. Trong nƣớc, Amoni tồn tại dƣới 2 dạng là NH3 và NH4+. Tổng NH3 và NH4+ đƣợc gọi là tổng Amoni tự do. Đối với nƣớc uống, tổng Amoni sẽ bao gồm amoni tự do, monochloramine (NH2Cl), dichloramine (NHCl2) và trichloramine[7].

- Asen: Asen trong nƣớc có nguồn gốc tự nhiên và nó đƣợc giải phóng ra từ trầm tích vào nƣớc ngầm do các điều kiện thiếu ôxy của lớp đất gần bề mặt[11]. - Mn: Mangan là một kim loại màu trắng bạc, có kí hiệu Mn và có số hiệu nguyên tử 25. Nó đƣợc tìm thấy ở dạng tự do trong tự nhiên (đôi khi kết hợp với sắt), và trong một số loại khoáng vật. Các trạng thái oxi hóa phổ biến n 7 nhất của Mangan là +2, +3, +4, +6 và +7.

Trong đó, trạng thái ổn định nhất là Mn+2. Mangan là kim loại tƣơng đối hoạt động.