Đánh Giá Thực Trạng Xâm Nhập Mặn Tại Huyện Long Mỹ, Tỉnh Hậu Giang

Tài liệu nghiên cứu Đánh giá thực trạng xâm nhập mặn tại huyện long mỹ tỉnh hậu giang và đề xuất mô hình xử lý nước, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu

• Tác giả: Lê Thị Minh Lý
• Người hướng dẫn: PGS.TS Lê Anh Kiên
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa - HQG - HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Thực Trạng Xâm Nhập Mặn Tại Huyện Long Mỹ, Tỉnh Hậu Giang Và Đề Xuất Mô Hình Xử Lý Nước Nhiễm Mặn Thành Nước Cấp Cho Sinh Hoạt, Ăn Uống
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Khái niệm về xâm nhập mặn
• 1.2. Tổng quan các phương pháp xử lý nước nhiễm mặn
• 1.3. Tổng quan các công nghệ xử lý nước mặn
• 1.4. Tổng quan các công nghệ xử lý nước biển
• 1.5. Tổng quan công nghệ xử lý nước nhiễm mặn
• 1.6. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.7. Tổng quan tình hình xâm nhập mặn khu vực ngập mặn đồng bằng sông Cửu Long
• 1.8. Tổng quan tình hình xâm nhập mặn tỉnh Hậu Giang
• 1.9. Các đặc điểm khí hậu, xâm nhập mặn tại tỉnh Hậu Giang
• 1.10. Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến sản xuất và dân sinh
• 1.11. Tổng quan về huyện Long Mỹ
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung 1: Điều tra, khảo sát, thu thập số liệu chất lượng nguồn nước tại huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang
• 2.2. Nội dung 2: Xuất mô hình xử lý nước cấp cho sinh hoạt và nấu ăn phù hợp với điều kiện hoạt động, nhiệm vụ của Ban Chỉ huy quân sự huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Thực trạng xâm nhập mặn tại huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang
• 3.2. Thực trạng xâm nhập mặn tại Ban Chỉ huy Quân sự Long Mỹ
• 3.3. Khảo sát nguồn nước cấp xung quanh Ban Chỉ huy Quân sự
• 3.4. Khảo sát nhu cầu ăn uống sinh hoạt
• 3.5. Xuất mô hình xử lý nước nhiễm mặn thành nước sinh hoạt
• 3.6. Tính toán thiết kế hệ thống
• 3.7. Bản lọc màng Nano NF
• 3.8. Bồn chứa nước trung gian 1 & 2
• 3.9. Tính toán hệ thống điện năng và điều khiển
• 3.10. Kết quả xây dựng hệ thống thiết bị xử lý nước cấp tại Ban Chỉ huy Quân sự Long Mỹ
• 3.11. Đánh giá hiệu quả xử lý nước
• 3.12. Chi phí vận hành hệ thống lọc nước nhiễm mặn sinh hoạt
• 3.13. Chi phí năng lượng
• 3.14. Chi phí vật tư tiêu hao
• 3.15. So sánh tính hiệu quả của công nghệ lọc chọn với các công nghệ khác đang sử dụng hiện nay
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Mô Hình Xử Lý Nước Nhiễm Mặn Tại Huyện Long Mỹ

Mô hình xử lý nước nhiễm mặn tại huyện Long Mỹ, Hậu Giang đang trở thành một chủ đề nóng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và tình trạng xâm nhập mặn ngày càng gia tăng. Huyện Long Mỹ, nằm trong vùng đồng bằng sông Cửu Long, là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề từ xâm nhập mặn. Việc nghiên cứu và phát triển mô hình xử lý nước nhiễm mặn không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước sinh hoạt mà còn đảm bảo sức khỏe cho người dân địa phương. Mô hình này được xây dựng dựa trên các công nghệ tiên tiến, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sạch cho sinh hoạt hàng ngày.

1.1. Tình Trạng Nước Nhiễm Mặn Tại Huyện Long Mỹ

Tình trạng nước nhiễm mặn tại huyện Long Mỹ đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng trong những năm gần đây. Theo các nghiên cứu, nồng độ muối trong nước đã tăng lên đáng kể, ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt của người dân. Đặc biệt, trong mùa khô, nồng độ muối có thể đạt tới 11,8 g/l, gây khó khăn cho việc cung cấp nước sạch. Việc đánh giá tình trạng này là cần thiết để có những giải pháp kịp thời.

1.2. Tác Động Của Nước Nhiễm Mặn Đến Cuộc Sống

Nước nhiễm mặn không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân mà còn tác động đến sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt hàng ngày. Nhiều hộ gia đình phải đối mặt với tình trạng thiếu nước sạch, dẫn đến việc sử dụng nước không đảm bảo vệ sinh. Điều này có thể gây ra các bệnh liên quan đến tiêu hóa và sức khỏe tổng thể.

II. Vấn Đề Xâm Nhập Mặn Tại Huyện Long Mỹ

Xâm nhập mặn là một trong những thách thức lớn nhất mà huyện Long Mỹ đang phải đối mặt. Sự gia tăng nồng độ muối trong nước không chỉ do yếu tố tự nhiên mà còn bị ảnh hưởng bởi hoạt động của con người. Việc khai thác nước ngầm quá mức và sự thay đổi khí hậu đã làm trầm trọng thêm tình trạng này. Để giải quyết vấn đề, cần có những biện pháp đồng bộ và hiệu quả.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ra Xâm Nhập Mặn

Nguyên nhân chính gây ra xâm nhập mặn tại huyện Long Mỹ bao gồm sự thay đổi khí hậu, tình trạng hạn hán kéo dài và việc khai thác nước ngầm không hợp lý. Những yếu tố này đã làm giảm mực nước ngầm, tạo điều kiện cho nước mặn xâm nhập vào các nguồn nước ngọt.

2.2. Hệ Lụy Của Xâm Nhập Mặn Đến Môi Trường

Xâm nhập mặn không chỉ ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt mà còn tác động tiêu cực đến hệ sinh thái địa phương. Nhiều loài thực vật và động vật không thể sống trong môi trường nước mặn, dẫn đến sự suy giảm đa dạng sinh học. Điều này cũng ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, khi nhiều loại cây trồng không thể phát triển trong điều kiện đất nhiễm mặn.

III. Phương Pháp Xử Lý Nước Nhiễm Mặn Hiện Nay

Để giải quyết vấn đề nước nhiễm mặn, huyện Long Mỹ đã áp dụng nhiều phương pháp xử lý khác nhau. Các công nghệ như lọc thẩm thấu ngược (RO), lọc nano (NF) và các phương pháp hóa học đang được nghiên cứu và triển khai. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn công nghệ phù hợp là rất quan trọng.

3.1. Công Nghệ Lọc Thẩm Thấu Ngược RO

Công nghệ lọc thẩm thấu ngược (RO) là một trong những phương pháp hiệu quả nhất trong việc xử lý nước nhiễm mặn. Công nghệ này sử dụng màng lọc để loại bỏ các ion muối và tạp chất, mang lại nguồn nước sạch cho sinh hoạt. Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu và bảo trì hệ thống khá cao.

3.2. Công Nghệ Lọc Nano NF

Công nghệ lọc nano (NF) cũng đang được áp dụng tại huyện Long Mỹ. Phương pháp này có khả năng loại bỏ các ion muối và tạp chất với kích thước nhỏ hơn so với RO, nhưng chi phí vận hành thấp hơn. NF là một giải pháp tiềm năng cho việc xử lý nước nhiễm mặn trong tương lai.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Mô Hình Xử Lý Nước Nhiễm Mặn

Mô hình xử lý nước nhiễm mặn tại huyện Long Mỹ đã được triển khai và mang lại nhiều kết quả tích cực. Nguồn nước sau khi xử lý đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng nước sinh hoạt, giúp cải thiện đời sống của người dân. Việc áp dụng công nghệ hiện đại không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng nước.

4.1. Kết Quả Nghiên Cứu Tại Huyện Long Mỹ

Kết quả nghiên cứu cho thấy, sau khi áp dụng mô hình xử lý nước nhiễm mặn, nồng độ muối trong nước đã giảm đáng kể, đáp ứng tiêu chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT. Điều này không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn đảm bảo sức khỏe cho người dân.

4.2. Lợi Ích Kinh Tế Từ Việc Xử Lý Nước Nhiễm Mặn

Việc xử lý nước nhiễm mặn không chỉ mang lại lợi ích về sức khỏe mà còn giúp tiết kiệm chi phí cho người dân. Nguồn nước sạch được cung cấp ổn định, giảm thiểu chi phí mua nước sạch từ bên ngoài. Điều này góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và phát triển kinh tế địa phương.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Mô Hình Xử Lý Nước Nhiễm Mặn

Mô hình xử lý nước nhiễm mặn tại huyện Long Mỹ đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả trong việc cung cấp nước sạch cho sinh hoạt. Tuy nhiên, để duy trì và phát triển mô hình này, cần có sự hỗ trợ từ chính quyền và các tổ chức liên quan. Việc nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mới sẽ giúp cải thiện hơn nữa chất lượng nước và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dân.

5.1. Định Hướng Phát Triển Trong Tương Lai

Trong tương lai, huyện Long Mỹ cần tiếp tục nghiên cứu và áp dụng các công nghệ tiên tiến trong xử lý nước nhiễm mặn. Việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng và nâng cao nhận thức của người dân về sử dụng nước sạch là rất quan trọng.

5.2. Vai Trò Của Cộng Đồng Trong Việc Bảo Vệ Nguồn Nước

Cộng đồng cần được khuyến khích tham gia vào các hoạt động bảo vệ nguồn nước và sử dụng nước tiết kiệm. Sự hợp tác giữa chính quyền, doanh nghiệp và người dân sẽ là chìa khóa để giải quyết vấn đề nước nhiễm mặn một cách bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực Đồng bằng sông Cửu Long sở hữu tổng diện tích tự nhiên khoảng 4 triệu hecta, nhưng có tới gần 2 triệu hecta thường xuyên chịu tác động tiêu cực của lũ lụt và xâm nhập mặn theo mùa. Trong giai đoạn 2020 - 2021, lượng mưa tích lũy trên lưu vực sông Mekong ghi nhận mức thiếu hụt nghiêm trọng từ 30% đến 40% so với trung bình nhiều năm. Sự suy giảm đột ngột lưu lượng dòng chảy ngọt từ thượng nguồn kết hợp với tác động kép của triều cường Biển Đông và Biển Tây đã đẩy ranh mặn 4 g/L thâm nhập sâu vào các hệ thống sông nội đồng từ 45 km đến hơn 95 km. Thực trạng này khiến tài nguyên nước mặt và nước ngầm tại tỉnh Hậu Giang rơi vào tình trạng khan hiếm nghiêm trọng, đe dọa trực tiếp đến đời sống dân sinh và an ninh quốc phòng.

Huyện Long Mỹ với diện tích tự nhiên 396,11 km2 và hơn 90% diện tích nằm ở cao độ trũng thấp từ 0,2 m đến 1,0 m so với mực nước biển là tâm điểm chịu thiệt hại nặng nề. Theo thống kê của ngành chức năng địa phương, toàn tỉnh Hậu Giang có khoảng 2.174 hộ dân đối mặt với nguy cơ thiếu nước sinh hoạt trong mùa khô, trong đó huyện Long Mỹ chiếm 380 hộ tập trung tại các xã Lương Nghĩa, Vĩnh Viễn A và Xà Phiên. Trước áp lực đó, đề tài tập trung đánh giá diễn biến xâm nhập mặn thực tế và nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nhằm thiết kế mô hình xử lý nguồn nước nhiễm mặn có tổng chất rắn hòa tan (TDS) lên tới khoảng 5.000 mg/L thành nguồn nước cấp sinh hoạt đạt quy chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT với chỉ số TDS dưới 500 mg/L.

Phạm vi không gian nghiên cứu được thực hiện trọng điểm tại Ban Chỉ huy Quân sự huyện Long Mỹ thuộc thị trấn Vĩnh Viễn trong khoảng thời gian từ tháng 6 năm 2020 đến tháng 6 năm 2021. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc giải quyết bài toán tự chủ nguồn nước sạch từ 5 đến 10 m3/ngày trong điều kiện thường và từ 30 đến 40 m3/ngày trong các đợt tập trung huấn luyện từ 200 đến 400 quân nhân. Giải pháp này giúp cắt giảm hoàn toàn chi phí mua nước ngọt thương mại từ 30.000 đến 50.000 đồng/m3, nâng cao thể lực, sức khỏe bộ đội và đảm bảo khả năng sẵn sàng chiến đấu tại địa bàn chiến lược Tây sông Hậu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên ba trụ cột lý thuyết chuyên ngành: Lý thuyết thủy động lực học xâm nhập mặn vùng cửa sông ven biển, Lý thuyết phân tách vật chất qua màng bán thấm và Lý thuyết cân bằng hóa lý chất lỏng. Mô hình nghiên cứu tổng thể bao gồm quy trình tích hợp các giai đoạn: tiền xử lý cơ học, lọc tinh bằng màng siêu lọc (UF), phân tách khử mặn chuyên sâu bằng màng lọc Nano (NF) và khử trùng kiểm soát vi sinh.

Hệ thống khái niệm kỹ thuật cốt lõi được chuẩn hóa xuyên suốt đề tài bao gồm:

• Tổng chất rắn hòa tan (TDS): Đại lượng phản ánh tổng khối lượng các ion khoáng chất, muối và kim loại hòa tan trong một đơn vị thể tích nước, tính bằng mg/L.
• Độ mặn (Salinity): Biểu thị hàm lượng muối khoáng hòa tan trong nước, xác định theo đơn vị g/L hoặc phần nghìn.
• Màng lọc Nano (NF - Nanofiltration): Công nghệ màng lọc áp lực bán thấm có kích thước mao quản cực nhỏ từ 1 đến 2 nanomet, giữ lại các hợp chất hữu cơ phân tử lượng từ 200 đến 1.000 Da và loại bỏ hiệu quả các ion đa hóa trị với hiệu suất khử muối từ 70% đến trên 85%.
• Áp suất thẩm thấu (Osmotic Pressure): Áp lực tối thiểu cần tác động lên màng bán thấm nhằm đảo ngược chiều di chuyển tự nhiên của dung môi qua màng.
• Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-1:2018/BYT và Tiêu chuẩn BWT2018 ban hành theo Quyết định số 401/QĐ-TM của Bộ Tổng Tham mưu Quân đội nhân dân Việt Nam quy định về tiêu chuẩn cấp nước sạch sinh hoạt và ăn uống.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn tích hợp từ chuỗi quan trắc khí tượng thủy văn thứ cấp giai đoạn 2016 - 2021 kết hợp với nguồn dữ liệu sơ cấp được khảo sát trực tiếp. Timeline nghiên cứu thực địa diễn ra từ tháng 6/2020 đến tháng 4/2021, trong đó các đợt đo đạc độ mặn chuyên sâu diễn ra liên tục hàng ngày từ ngày 01/02/2021 đến 27/04/2021 tại 5 trạm quan trắc xung yếu: Cống Hóc Pó, UBND xã Lương Nghĩa, Kênh 10 Thước, Kênh Thanh Thủy và Bến phà Ngan Dừa.

Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu được thiết kế khoa học với 12 đợt lấy mẫu đại diện định kỳ 2 tháng một lần tại 2 vị trí trọng điểm: giếng khoan nước ngầm của đơn vị (tọa độ 9,66832°B; 105,45283°Đ) và nguồn nước mặt Kênh Hai Quyền (tọa độ 9,66694°B; 105,45290°Đ). Phương pháp lấy mẫu tuân thủ nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6663-1:2011 về kỹ thuật bảo quản và lưu trữ mẫu nước.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích phòng thí nghiệm tại Viện Nhiệt đới Môi trường dựa trên các tiêu chuẩn phân tích chuẩn hóa quốc tế: phương pháp đo độ dẫn điện (EC) xác định nhanh tổng khoáng hóa, phương pháp chuẩn độ Mohr xác định hàm lượng Clorua (Cl-), phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (AAS) định lượng kim loại nặng (As, Fe, Mn, Hg), phương pháp khối lượng đo TSS, và phương pháp màng lọc nuôi cấy xác định chỉ số Coliform. Các phương pháp phân tích này đem lại độ nhạy cao, giới hạn phát hiện dưới 0,0005 mg/L đối với kim loại vết, bảo đảm độ tin cậy tuyệt đối để đánh giá sự phù hợp của nguồn nước theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT và QCVN 09-MT:2015/BTNMT. Phương pháp tính toán công nghệ cân bằng vật chất và cột áp thủy lực được chọn nhằm tối ưu hóa công suất bơm, hạn chế tổn thất áp suất và giảm tiêu hao năng lượng điện cho màng NF.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, xâm nhập mặn tại huyện Long Mỹ năm 2021 diễn biến rất phức tạp, bắt đầu xuất hiện rõ rệt từ đầu tháng 3 và đạt giá trị cực đại vào tuần cuối tháng 3/2021. Số liệu quan trắc cho thấy độ mặn cao nhất tại trạm Kênh 10 Thước chạm mức 10,4 g/L vào ngày 24/3/2021, tại trạm UBND xã Lương Nghĩa đạt 9,4 g/L vào ngày 30/3/2021, trạm Kênh Thanh Thủy đạt 8,8 g/L và Bến phà Ngan Dừa đạt 6,0 g/L. So với cùng kỳ mùa khô năm 2020 (nơi độ mặn đỉnh điểm đạt 18,6 g/L), mức độ nhiễm mặn năm 2021 đã giảm từ 44,1% đến 49,5%. Tuy nhiên, khi so sánh với đợt hạn mặn khốc liệt năm 2016, độ mặn tại trạm UBND xã Lương Nghĩa vẫn cao hơn 2,9 g/L (tăng khoảng 44,6%) và tại Kênh 10 Thước cao hơn 0,5 g/L (tăng 5,1%).

Thứ hai, chất lượng nước ngầm giếng khoan tại Ban Chỉ huy Quân sự huyện Long Mỹ cho thấy dấu hiệu nhiễm mặn rõ nét. Nồng độ TDS biến thiên từ 598 mg/L (tháng 12/2020) lên 980 mg/L (tháng 4/2021), tức tăng tới 63,8% trong mùa khô. Hàm lượng ion Clorua (Cl-) dao động trong khoảng từ 355 mg/L đến 490 mg/L, vượt xa ngưỡng khuyến nghị tối đa 250 - 300 mg/L của quy chuẩn nước sinh hoạt, khiến nước có vị lợ rõ rệt và không thể sử dụng trực tiếp cho nấu ăn hay uống.

Thứ ba, nguồn nước mặt tại Kênh Hai Quyền có tổng chất rắn lơ lửng (TSS) luôn ở mức cao từ 280 mg/L đến 360 mg/L, chỉ số nhu cầu oxy hóa sinh học BOD5 dao động từ 60 mg/L đến 138 mg/L, và hàm lượng Cl- tăng vọt từ mức 34 - 52 mg/L trong mùa mưa lên trên 3.000 - 5.000 mg/L vào các tháng kiệt dòng, đòi hỏi bắt buộc phải có công đoạn tiền xử lý keo tụ và lọc trong trước khi khử mặn.

Thứ tư, thử nghiệm mô hình màng lọc Nano NF đối với nguồn nước lợ có nồng độ TDS đầu vào khoảng 5.000 mg/L đã ghi nhận hiệu suất khử khoáng đạt từ 70% đến 85%, đưa hàm lượng TDS sau xử lý về mức ổn định xấp xỉ 500 mg/L. Đồng thời, màng NF loại bỏ 100% vi khuẩn Coliform, giảm hàm lượng Cl- về dưới ngưỡng 150 mg/L, đáp ứng hoàn toàn các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của QCVN 01-1:2018/BYT.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự gia tăng nồng độ mặn tại Long Mỹ bắt nguồn từ cấu trúc địa hình lòng chảo thấp trũng kết hợp với cơ chế xâm nhập mặn hai hướng: hướng Biển Tây thâm nhập qua sông Cái Lớn và sông Nước Trong, hướng Biển Đông thâm nhập qua trục kênh Quản Lộ - Phụng Hiệp và sông Ngan Dừa. Sự thiếu hụt từ 30% đến 40% lượng nước ngọt xả về từ thượng lưu sông Mekong làm suy yếu lực đẩy mặn tự nhiên, khiến triều cường dễ dàng dồn nước mặn vào sâu các kênh rạch nội đồng.

Khi đối chiếu với các công bố khoa học của các chuyên gia trong và ngoài nước, công nghệ màng thẩm thấu ngược (RO) truyền thống có khả năng loại bỏ trên 99% TDS nhưng lại đòi hỏi áp suất vận hành rất lớn từ 15 đến 70 bar, dẫn tới mức tiêu thụ điện năng cao và loại bỏ hoàn toàn các khoáng chất vi lượng thiết yếu. Ngược lại, công nghệ màng Nano NF vận hành ở áp suất thấp hơn nhiều (từ 4 đến 14 bar), giúp tiết kiệm từ 30% đến 45% điện năng tiêu thụ, lượng nước thải cô đặc giảm từ 20% đến 30% so với RO, đồng thời giữ lại một phần khoáng chất hòa tan có lợi cho cơ thể.

Về phương diện trực quan hóa, toàn bộ diễn biến nồng độ mặn được thể hiện rõ qua biểu đồ đường xu hướng quan trắc liên tục 90 ngày tại 5 trạm đo, kết hợp bảng ma trận phân tích đối chiếu 11 thông số nước ngầm và 16 chỉ tiêu nước mặt qua 6 chu kỳ đo đạc. Sơ đồ chuỗi công nghệ tiền xử lý UF kết hợp màng NF minh họa rõ cơ chế chuyển khối chọn lọc, cung cấp luận cứ vững chắc cho việc ứng dụng công nghệ màng thế hệ mới tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

Đề xuất và khuyến nghị

• Triển khai lắp đặt hoàn thiện hệ thống xử lý nước nhiễm mặn ứng dụng công nghệ màng lọc Nano NF công suất thiết kế 1.000 lít/giờ (24 m3/ngày) tại Ban Chỉ huy Quân sự huyện Long Mỹ nhằm xử lý triệt để nguồn nước có nồng độ TDS đầu vào 5.000 mg/L thành nước sạch sinh hoạt có TDS dưới 500 mg/L, tiến hành trong quý 1 đến quý 2 năm 2023 do Bộ Chỉ huy Quân sự tỉnh Hậu Giang phối hợp Viện Nhiệt đới Môi trường thực hiện.
• Nâng cấp và mở rộng dung tích hệ thống bể chứa nước ngọt trung gian và bể thu gom nước mưa dã chiến từ quy mô 10 m3 hiện hữu lên mức 1.000 m3 đến 2.000 m3, bảo đảm khả năng lưu trữ và cấp nước ngọt dự phòng 100% trong 45 đến 60 ngày cao điểm hạn mặn, hoàn thành trong giai đoạn 2023 - 2024 do UBND huyện Long Mỹ chủ trì.
• Thiết lập mạng lưới quan trắc và cảnh báo độ mặn tự động thời gian thực (SCADA) tại 5 vị trí cửa sông chính, tích hợp cảm biến đo độ dẫn điện truyền dữ liệu liên tục 24/7 với độ trễ dưới 5 phút, nhằm giúp các đơn vị chủ động thời điểm lấy nước ngọt và đóng mở cống ngăn mặn, lộ trình hoàn thiện trong 6 tháng do Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hậu Giang vận hành.
• Gia cố và vận hành linh hoạt hệ thống 54 đập tạm thời vụ kết hợp điều tiết đóng 7 cống ngăn mặn chính dọc tuyến sông Ngan Dừa giáp ranh Bạc Liêu, ngăn chặn hiệu quả từ 80% đến 90% lượng nước mặn xâm thực vào vùng đệm sản xuất và khu dân cư, thực hiện định kỳ trước tháng 1 hàng năm do Chi cục Thủy lợi tỉnh Hậu Giang phụ trách.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Cán bộ chỉ huy quân sự và lực lượng hậu cần kỹ thuật thuộc Quân khu 9 và các Ban Chỉ huy Quân sự cấp huyện: Tiếp cận quy trình kỹ thuật chế tạo mô hình lọc nước lợ dã ngoại, giải quyết triệt để bài toán cấp nước ăn uống và sinh hoạt cho 30 đến 400 quân nhân, bảo toàn sức khỏe và nâng cao khả năng cơ động sẵn sàng chiến đấu trong điều kiện hạn mặn kéo dài.
• Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và môi trường cấp tỉnh/huyện: Khai thác bộ số liệu thực địa chi tiết về quy luật xâm nhập mặn vùng Tây sông Hậu, làm cơ sở khoa học để lập quy hoạch thủy lợi khép kín, phân vùng cấp nước sinh hoạt và ban hành kịch bản ứng phó thiên tai thích ứng biến đổi khí hậu.
• Kỹ sư công nghệ môi trường và doanh nghiệp thiết bị xử lý nước: Tham khảo các thông số thiết kế tính toán áp lực bơm, chu kỳ rửa màng, tiêu hao năng lượng và bảng so sánh kỹ thuật giữa các công nghệ RO, NF, ED, CDI để tối ưu hóa module thiết bị lọc nước lợ thương mại quy mô vừa và nhỏ.
• Giảng viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường / Quản lý Tài nguyên Nước: Sử dụng làm tài liệu tham khảo có giá trị học thuật cao về phương pháp quan trắc hydro-chemical, phân tích dữ liệu chất lượng nước đa thời gian và đánh giá hiệu năng công nghệ màng lọc tiên tiến.

Câu hỏi thường gặp

Luận văn lựa chọn công nghệ màng Nano NF thay vì màng thẩm thấu ngược RO vì lý do gì? Công nghệ màng NF được lựa chọn vì tính tương thích cao với nguồn nước lợ có nồng độ TDS dưới 5.000 mg/L. Màng NF hoạt động ở dải áp suất thấp từ 4 đến 14 bar, giúp cắt giảm từ 30% đến 45% điện năng tiêu thụ so với màng RO vốn đòi hỏi áp suất từ 15 đến 70 bar, đồng thời giảm 25% lượng nước thải xả bỏ và giữ lại khoáng chất tự nhiên có lợi cho sức khỏe.

Thời điểm nào trong năm tình trạng xâm nhập mặn tại huyện Long Mỹ diễn biến nghiêm trọng nhất? Dữ liệu quan trắc thực địa cho thấy độ mặn bắt đầu thâm nhập sâu vào các nhánh sông từ đầu tháng 3 và đạt đỉnh điểm khốc liệt nhất vào hạ tuần tháng 3 hàng năm. Nồng độ mặn cực đại ghi nhận tại Kênh 10 Thước đạt tới 10,4 g/L và tại UBND xã Lương Nghĩa đạt 9,4 g/L, trước khi giảm dần vào cuối tháng 4 nhờ các cơn mưa chuyển mùa.

Nguồn nước ngầm tại khu vực nghiên cứu có thể sử dụng trực tiếp cho nhu cầu ăn uống hàng ngày không? Nguồn nước ngầm giếng khoan tại khu vực không đạt tiêu chuẩn dùng trực tiếp cho ăn uống do chỉ số TDS dao động từ 598 mg/L đến 980 mg/L và hàm lượng Cl- lên tới 355 - 490 mg/L, vượt ngưỡng quy chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT. Nước có vị lợ rõ rệt và nguy cơ gây ảnh hưởng lâu dài đến hệ tiêu hóa, tim mạch của quân nhân nếu không qua hệ thống khử mặn.

Hệ thống xử lý nước màng NF đề xuất có công suất bao nhiêu và đáp ứng được cho bao nhiêu người? Hệ thống được thiết kế với công suất lọc định mức 1.000 lít/giờ, cung cấp từ 5 đến 10 m3 nước sạch mỗi ngày trong điều kiện bình thường cho 30 cán bộ chiến sĩ thường trực, và có thể nâng công suất lên 30 đến 40 m3/ngày để phục vụ đầy đủ nhu cầu ăn uống, sinh hoạt cho 200 đến 400 bộ đội trong các đợt tập trung huấn luyện cao điểm.

Chi phí vận hành của hệ thống lọc màng NF so với phương án mua nước ngọt dã chiến ra sao? Chi phí điện năng và vật tư tiêu hao để sản xuất 1 m3 nước sạch qua màng NF ước tính chỉ từ 3.000 đến 5.000 đồng/m3. Mức chi phí này giúp tiết kiệm trên 80% so với phương án thuê sà lan hoặc xe bồn chở nước ngọt thương mại từ nơi khác về với đơn giá từ 30.000 đến 50.000 đồng/m3 trong các đợt hạn mặn căng thẳng.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện hiện trạng xâm nhập mặn tại huyện Long Mỹ với nồng độ mặn cực đại đo được từ 8,8 g/L đến 10,4 g/L vào tháng 3/2021.
• Đánh giá chính xác mức độ suy giảm chất lượng nước ngầm (TDS đạt 980 mg/L, Cl- đạt 490 mg/L) và nước mặt, khẳng định tính cấp thiết phải xử lý nước cấp.
• Chứng minh tính khả thi và hiệu quả vượt trội của công nghệ màng lọc Nano NF trong việc hạ nồng độ TDS từ 5.000 mg/L xuống dưới 500 mg/L.
• Thiết kế hoàn chỉnh hệ thống cấp nước sạch công suất 1.000 lít/giờ đáp ứng đồng thời quy chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT và tiêu chuẩn kỹ thuật quân sự BWT2018.
• Khẳng định giá trị kinh tế xã hội khi tiết kiệm trên 80% ngân sách mua nước sạch dã chiến và bảo đảm vững chắc an ninh nguồn nước cho lực lượng vũ trang.

Đóng góp lớn nhất của công trình là cung cấp một giải pháp công nghệ màng lọc thực chứng, có chi phí đầu tư và vận hành hợp lý, giải quyết trúng điểm nghẽn khan hiếm nước ngọt tại vùng bán đảo Cà Mau và Tây sông Hậu. Kế hoạch tiếp theo là hoàn thiện hồ sơ kỹ thuật, tích hợp nguồn điện năng lượng mặt trời độc lập trong quý 4 năm 2023 và nhân rộng mô hình cho các đơn vị quân đội, trường học, trạm y tế trên toàn địa bàn Quân khu 9 trong giai đoạn 2024 - 2025. Hãy chủ động ứng dụng công nghệ lọc màng tiên tiến và hiện đại hóa hệ thống trữ nước ngọt ngay hôm nay để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và xây dựng tương lai bền vững trước thách thức biến đổi khí hậu toàn cầu.