CHƯƠNG I : HÓA HỌC NƯỚC 1. Nguồn nước, chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước, yêu cầu chất lượng nước cấp 1. Chọn nguồn nước phải căn cứ theo tài liệu kiểm nghiệm dựa trên các chỉ tiêu lựa chọn nguồn nước mặt, nước ngầm phục vụ hệ thống cấp nước sinh hoạt TCXD-233-1999; Tài liệu khảo sát khí tượng thuỷ văn, địa chất thuỷ văn; Khả năng bảo vệ nguồn nước và các tài liệu khác. Khối lượng công tác thăm dò, điều tra cần xác định tuỳ theo đặc điểm, mức độ tài liệu hiện có của khu vực; Tuỳ theo lưu lượng và chấtlượng nước cần lấy; Loại hộ dùng nước và giai đoạn thiết kế.
Trong một hệ thống cấp nước được phép sử dụng nhiều nguồn nước có đặc điểm thuỷ văn và địa chất thuỷ văn khác nhau. Độ đảm bảo lưu lượng trung bình tháng hoặc trung bình ngày của các nguồn nước mặt phải lấy theo bảng 1.1, tuỳ theo bậc tin cậy. Bậc nước tin cậy Độ đảm bảo lưu lượng tháng hoặc ngày của các nguồn nước mặt (%) I 95 II 92 III 85 Trong đó bậc tin cậy của nước lấy theo bảng sau : Đặc điểm hộ dùng nước Bậc tin cậy của HTCN Hệ thống cấp nước sinh hoạt của điểm dân cư trên 50.000 người và của các I đối tượng dùng nước khác được phép giảm lưu lượng nước cấp không quá 30% lưu lượng nước tính toán trong 3 ngày và ngừng cấp nước không quá 10 phút. Hệ thống cấp nước sinh hoạt của điểm dân cư đến 50.000 người và của các II đối tượng dùng nước khác được phép giảm lưu lượng nước cấp không quá 30% lưu lượng trong 10 ngày và ngừng cấp nước trong 6 giờ.
Hệ thống cấp nước sinh hoạt của điểm dân cư đến 5000 người và của các III đối tượng dùng nước khác được phép giảm lưu lượng cấp nước không quá 30% trong 15 ngày và ngừng cấp nước trong 1 ngày. Việc đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước vào mục đích cấp nước và việc chọn khu vực để xây dựng hồ chứa cần thực hiện theo chỉ dẫn của Phụ lục 2. Chọn nguồn nước phải theo những quy định của cơ quan quy hoạch và quản lý nguồn nước. Chất lượng nguồn nước dùng cho ăn uống sinh hoạt phải đảm bảo Tiêu chuẩn TCXD-233-1999.
Chất lượng nguồn nước dùng cho sản xuất phải căn cứ vào yêu cầu của từng đối tượng dùng nước để lựa chọn. Cần tiết kiệm trong việc sử dụng nguồn nước ngầm. Khi có nguồn nước mặt đảm bảo QCVN 08 : 2008/BTNMT NM thì ưu tiên sử dụng nguồn nước mặt. Không được phép dùng nguồn nước ngầm cấp cho các nhu cầu tiêu thụ nước khi chưa được phép của cơ quan quản lý nguồn nước.
QCVN 09 : 2008/BTNMT NN. Cần nghiên cứu khả năng bổ sung trữ lượng nước ngầm bằng các công trình bổ cập nhân tạo khi có điều kiện trong trường hợp nguồn nước ngầm tự nhiên không đủ trữ lượng khai thác. Được phép xử lý nước khoáng hoặc nước biển để cấp cho hệ thống cấp nước ăn uống, sinh hoạt, nhưng phải so sánh kinh tế - kỹ thuật với các nguồn nước khác. Cho phép dùng nước địa nhiệt cấp cho ăn uống, sinh hoạt và sản xuất nếu đảm bảo những quy định ở điều 4.
Nhiệt độ cao nhất của nước cấp cho ăn uống sinh hoạt không được quá 35°C. Các phương án chọn nguồn nước phải được đánh giá toàn diện về kinh tế bao gồm các chi phí xây lắp, quản lý, tiêu thụ điện năng,. Đồng thời phải xét đến ảnh hưởng của việc khai thác nguồn nước đối với nhu cầu sử dụng nước của các ngành kinh tế khác. Chọn biện pháp điều hoà dòng chảy và dung tích hồ chứa phải dựa vào những đặc trưng tính toán thuỷ văn và những quy định về sử dụng nguồn nước của cơ quan quy hoạch và quản lý nguồn nước.
Hồ chứa để cấp nước ăn uống sinh hoạt nên xây dựng ngoài các khu dân cư, trong các lưu vực thưa dân, có nhiều rừng, không có bè gỗ và nước bẩn xả vào. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước 1. Chỉ tiêu vật lý a. Nhiệt độ Nhiệt độ phụ thuộc và ảnh hưởng của môi trường khí hậu bên ngoài, nó ảnhhưởng tới quá trình phản ứng và quá trình xử lý nước.
Trong nước ngầm ( to = 23- 27oC), nước mặt (to = 13- 33oC ). Độ màu Màu đặc trưng chất bản có trong nước chủ yếu tồn tại trong các hợp chất hữu cơ, humic, thủy sinh vật, vi sinh vật. ngoài ra còn phụ thuộc vào hàm lượng sắt và mangan nếu là nước ngầm. Độ đục Gây nên bởi các hạt rắn lơ lửng trong nước.
Các chất lơ lửng trong nước có thể có nguồn gốc vô cơ, hữu cơ hoặc các vi sinh vật, thủy sinh vật có kích thước thông thường từ 0,1 – 10 m. Độ đục làm giảm khả năng truyền sáng của nước, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp.1 đơn vị độ đục là sự cản quang gây ra bởi 1 mg SiO2 hòa trong 1 lít nước cất. Độ đục được đo bằng máy đo độ đục (đục kế – turbidimeter). Đơn vị đo độ đục theo các máy do Mỹ sản xuất là NTU (Nephelometric Turbidity Unit).
Thang đo độ đục Thang đo theo Độ đục theo Ghi chú chiều sâu lớp nước. than đục Silic ( mg/l) 2 1000 Nhanh tắc bể lọc 4 360 Nhanh tắc bể lọc 6 190 Nhanh tắc bể lọc 8 130 Nhanh tắc bể lọc 10 100 Nhanh tắc bể lọc 15 65 Vận hành bể lọc khó khăn 30 30 Vận hành bể lọc có điều kiện 45 18 Vận hành riêng 80 10 Giới hạn trên của nước đưa vào bể 6 Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy được (gọi là độ trong) mà ở độ sâu đó người ta vẫn đọc được hàng chữ tiêu chuẩn. Độ đục càng thấp chiều sâu của lớp nước còn thấy được càng lớn. Nước được gọi là trong khi mức độ nhìn sâu lớn hơn 1 m (hay độ đục nhỏ hơn 10 NTU).
Theo qui định của TCVN, độ đục của nước sinh hoạt phải lớn hơn 30cm. Tổng hàm lượng các chất rắn (TS) Các chất rắn trong nước có thể là những chất tan hoặc không tan. Các chất này bao gồm cả những chất vô cơ lẫn các chất hữu cơ. Tổng hàm lượng các chất rắn (TS : Total Solids) là lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi làm bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thủy rồi sấy khô ở 105oC cho tới khi khối lượng không đổi (đơn vị tính bằng mg/L).
Tổng hàm lượng các chất lơ lửng (SS) Các chất rắn lơ lửng (các chất huyền phù) là những chất rắn không tan trong nước. Hàm lượng các chất lơ lửng (SS : Suspended Solids) là lượng khô của phần chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc rồi sấy khô ở 105oC cho tới khi khối lượng không đổi. Đơn vị tính là mg/L. Tổng hàm lượng các chất hòa tan (DS) Các chất rắn hòa tan là những chất tan được trong nước, bao gồm cả chất vô cơ lẫn chất hữu cơ.
Hàm lượng các chất hòa tan DS (Dissolved Solids) là lượng khô của phần dung dịch qua lọc khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc có giấy lọc sợi thủy tinh rồi sấy khô ở 105oC cho tới khi khối lượng không đổi. Đơn vị tính là mg/L.DS = TS – SS. Tổng hàm lượng các chất dễ bay hơi Để đánh giá hàm lượng các chất hữu cơ có trong mẫu nước, người ta còn sử dụng các khái niệm tổng hàm lượng các chất không tan dễ bay hơi (VSS : Volatile Suspended Solids), tổng hàm lượng các chất hòa tan dễ bay hơi (VDS : Volatile Dissolved Solids). Hàm lượng các chất rắn lơ lửng dễ bay hơi VSS là lượng mất đi khi nung lượng chất rắn huyền phù (SS) ở 550 0C cho đến khi khối lượng không đổi (thường được qui định trong một khoảng thời gian nhất định).
Hàm lượng các chất rắn hòa tan dễ bay hơi VDS là lượng mất đi khi nung lượng chất rắn hòa tan (DS) ở. Mùi, Vị Các chất khí tan trong nước sinh ra mùi, các chất tan tan trong nước sinh ra vị. Độ nhớt Đó là ma sát giữa chất lỏng với chất lỏng và ma sat với thành bình → gây ra tổn thất. Độ nhớt liên quan tới hàm lượng muối có trong nước, nếu nhiệt độ tăng thì ma sát muối khoáng tăng dẫn đến độ nhớt tăng.
Độ dẫn điện Nước có tính dẫn điện, độ dẫn diện của nước phụ thuốc vào hàm lượng các chất tan trong nước và độ dao động theo nhiệt độ l. Tính phóng xạ Do sự phân hủy của các chất phóng xạ có trong nước tạo nên. Chỉ tiêu hóa học a. Độ PH Là chỉ số đặc trưng cho nồng độ Ion H+ có trong dung dịch.
Thường được biểu thị tính axit và tính kiềm của nước. Trong môi trường riêng của mình, một phần các phân tử nước phân ly theo phương trình: 7 H2O ↔ H+ + OH – Sự tương quan giữa nồng độ ion H+ và OH- được biểu thị bằng biểu thức : KN = [H+]. [OH-] Trong đó : KN – tích số ion của nước, có giá trị phụ thuộc vào nhiệt độ của nước. Nước tinh khiết ơ nhiệt độ 250C có [H+] = [OH-] = 10-7 iongam/lit.
Trong thực tế tính axit cũng như tính kiềm của nước ít khi biểu diễn bằng nồng độ ion [H ] và [OH-] mà biểu thị bằng PH : + PH = - lg[ H+] = Nếu PH = 7 thì nước trung tính, nếu PH > 7 nước có tính bazơ, nếu PH < 7 nước có tính axit. Độ PH ảnh hưởng trực tiếp tới vi sinh vật thủy sinh vật có trong nước. Ngoài ra khi tăng PH và có thêm tác nhân oxy hóa, các kim loại hòa tan trong nước chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng tách ra khỏi nước bằng công trình lắng và lọc : 4Fe(HCO3)2 + O2 +2 H2O = 4Fe(OH)3↓ + H2O + 8CO2 Fe2+ + 2HCO3- + O2 + H2 → Fe(OH)3↓ + H+ + HCO3- b. Độ kiềm toàn phần Độ kiềm toàn phần (Alkalinity) là tổng hàm lượng các ion HCO3-, CO32-, OH- có trong nước.
Độ kiềm trong nước tự nhiên thường gây nên bởi các muối của acid yếu, đặc biệt là các muối carbonat và bicarbonat. Độ kiềm cũng có thể gây nên bởi sự hiện diện của các ion silicat, borat, phosphat… và một số acid hoặc baz hữu cơ trong nước, nhưng hàm lượng của những ion này thường rất ít so với các ion HCO3-, CO32-, OH- nên thường được bỏ qua.