Luận văn thạc sĩ công nghệ môi trường nghiên cứu ứng dụng mô hình xúc tác quang ag tio2 kết hợp đèn uvc để khử trùng và loại bỏ toc trong nước mặt ở đồng bằng sông cửu long

Luận văn thạc sĩ về ứng dụng mô hình xúc tác quang Ag-TiO2 và đèn UVC để khử trùng, loại bỏ TOC trong nước mặt tại Đồng bằng Sông Cửu Long.

• Tác giả: Hứa Hoàng Anh
• Người hướng dẫn: TS. Trần Tiến Khôi
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Công Nghệ Môi Trường
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng mô hình xúc tác quang Ag-TiO2 kết hợp đèn UVC để khử trùng và loại bỏ TOC trong nước mặt ở Đồng Bằng Sông Cửu Long
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
• LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ LUẬN VĂN
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4.1. Tổng quan các tài liệu nghiên cứu về vật liệu khử trùng Ag-TiO2
• 1.4.2. Phương pháp thực nghiệm mô hình, nghiên cứu trên mô hình thực nghiệm
• 1.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu
• 1.4.4. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu
• 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.6. Tính mới của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Thực trạng về nguồn nước cấp ở Đồng bằng sông Cửu Long và các phương pháp khử trùng hiện nay
• 2.1.1. Thực trạng nguồn nước cấp ở Đồng bằng sông Cửu Long
• 2.1.2. Chất lượng nguồn nước tại đồng bằng sông Cửu Long
• 2.1.3. Tổng quan về các quá trình khử trùng nguồn nước cấp
• 2.1.3.1. Các phương pháp khử trùng nước uống hiện nay
• 2.1.3.2. Một số mô hình xử lý nước uống quy mô hộ gia đình
• 2.1.3.3. Khuynh hướng khử trùng trong tương lai
• 2.2. Tổng quan vật liệu nano TiO2
• 2.2.1. Chất xúc tác quang TiO2
• 2.2.2. Cơ chế xúc tác quang TiO2
• 2.2.3. Hoạt tính xúc tác quang của một số chất
• 2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của xúc tác quang TiO2
• 2.2.5. Một số phương pháp điều chế vật liệu TiO2
• 2.2.6. Cơ chế tiêu diệt tế bào vi sinh vật của TiO2
• 2.3. Tổng quan về nano bạc
• 2.3.1. Một số tính chất của nano bạc
• 2.3.2. Cơ chế quá trình khử trùng của nano Ag
• 2.4. Tổng quan về vật liệu Ag-TiO2
• 2.4.1. Một số nghiên cứu vật liệu TiO2 khi biến tính
• 2.4.2. Một số nghiên cứu vật liệu TiO2 khi pha tạp Ag
• 3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 3.1. Vật liệu thí nghiệm
• 3.1.1. Tạo Ag-TiO2 từ AgNO3 và TTIP (Tetra Isopropyl Titanate) bằng phương pháp sol gel
• 3.1.2. Chuẩn bị kính cường lực
• 3.1.3. Mẫu nước thí nghiệm
• 3.1.4. Chuẩn bị môi trường phân tích vi sinh
• 3.2. Phương pháp điều chế
• 3.2.1. Điều chế Ag-TiO2 từ AgNO3 và TTIP (Tetra Isopropyl Titanate) bằng phương pháp sol gel
• 3.2.2. Phủ vật liệu lên hạt kính cường lực
• 3.3. Phương pháp phân tích vi sinh
• 3.3.1. Phương pháp MPN (Most Probable Number)
• 3.3.2. Phương pháp đổ đĩa
• 3.3.3. Phương pháp trải đĩa
• 3.3.4. Phương pháp màng lọc
• 3.4. Mô hình nghiên cứu
• 3.4.1. Vận hành mô hình
• 3.4.2. Tiến trình thí nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đánh giá cấu trúc vật liệu nano Ag-TiO2-SiO2 phủ trên hạt kính
• 4.1.1. Diện tích bề mặt riêng (SBET) của các mẫu vật liệu
• 4.1.2. Kết quả chụp TEM của mẫu vật liệu
• 4.1.3. Kết quả phổ nhiễu xạ tia X (XRD)
• 4.1.4. Đánh giá hình thái bề mặt lớp phim mỏng kính cường lực phủ 1%Ag-TiO2-SiO2
• 4.2. Đánh giá hiệu quả vận hành mô hình khử trùng dưới ánh sáng UVC
• 4.2.1. Giai đoạn vận hành mô hình với nước giả lập
• 4.2.2. Vận hành mô hình tại phòng thí nghiệm với nguồn nước lấy từ sông Hậu (An Giang)
• 4.2.3. Vận hành mô hình trực tiếp với nguồn nước sông Tiền (Đồng Tháp)
• 4.3. Hiệu quả kinh tế của mô hình nghiên cứu
• 4.3.1. Chi phí duy tu sửa chữa thay vật liệu hàng năm
• 4.3.2. Chi phí điện năng sử dụng
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Ag TiO2 Đèn UVC Xử Lý Nước

Chất lượng nước, dù cho mục đích uống, sinh hoạt hay sản xuất, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Theo WHO, mỗi năm có 2 triệu người tử vong do các bệnh liên quan đến nguồn nước ô nhiễm. Việc xử lý và lưu trữ nước an toàn là vô cùng quan trọng. Khử trùng, giai đoạn cuối cùng của quá trình xử lý nước, đóng vai trò then chốt trong việc loại bỏ các vi sinh vật gây hại. Clorine, mặc dù phổ biến, có thể tạo ra các chất độc hại khi kết hợp với các hợp chất hữu cơ trong nước. Chất xúc tác quang TiO2, một hướng nghiên cứu mới, có khả năng tạo ra các gốc tự do có tính oxy hóa mạnh, tiêu diệt vi sinh vật và chất hữu cơ ô nhiễm mà không gây hại cho con người. Nghiên cứu tập trung vào tối ưu hóa vật liệu nano TiO2, đặc biệt là Ag-TiO2, vật liệu kháng khuẩn đầy tiềm năng. Sử dụng vật liệu Ag-TiO2 hứa hẹn mang đến đột phá trong xử lý nước giá rẻ cho khu vực nông thôn.

1.1. Mục tiêu và Phạm vi Nghiên cứu Ag TiO2 Đèn UVC

Nghiên cứu này tập trung khảo sát hiệu quả của mô hình xử lý nước quy mô hộ gia đình sử dụng vật liệu xúc tác quang Ag-TiO2 kết hợp đèn UVC trong việc khử trùng. Đánh giá sơ bộ khả năng loại bỏ chất hữu cơ và tìm ra chế độ vận hành tối ưu trên nguồn nước mặt tại Đồng bằng sông Cửu Long. Đối tượng nghiên cứu bao gồm mô hình đèn UVC khử trùng, nguồn nước giả lập chứa vi khuẩn E.coli, nguồn nước từ sông Hậu, sông Tiền, và vật liệu 1%Ag-TiO2-SiO2. Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong khả năng khử trùng của mô hình này khi vận hành với các nguồn nước và vật liệu đã đề cập.

1.2. Phương pháp Nghiên Cứu Xúc Tác Quang Ag TiO2 Đèn UVC

Nghiên cứu sử dụng kết hợp nhiều phương pháp. Đầu tiên là tổng quan các tài liệu nghiên cứu về vật liệu khử trùng Ag-TiO2. Tiếp theo là thực nghiệm mô hình ở quy mô phòng thí nghiệm để nghiên cứu hiệu quả khử trùng E.coli bằng vật liệu 1%Ag-TiO2-SiO2. Quá trình lấy mẫu và phân tích mẫu tuân thủ các quy trình chuẩn. Các phương pháp phân tích bao gồm: phương pháp điều chế vật liệu, phương pháp phủ lớp phim mỏng, và phân tích tính chất hóa lý của lớp phim mỏng. Cuối cùng, phương pháp tính toán và xử lý số liệu được áp dụng để đưa ra kết luận.

II. Thực Trạng Ô Nhiễm Nước Mặt Tại Đồng Bằng Sông Cửu Long

Hiện nay, Đồng bằng sông Cửu Long sử dụng nhiều loại hình cấp nước, bao gồm công trình cấp nước tập trung, giếng khoan, giếng đào, bể chứa nước mưa và lu chứa nước mặt. Tuy nhiên, việc khoan nước ngầm thiếu quy hoạch dẫn đến xâm nhập mặn và ô nhiễm kim loại nặng. Nhiều nơi phát hiện ô nhiễm Coliform vượt quy chuẩn cho phép. Các công trình cấp nước hiện tại chưa đáp ứng đủ nhu cầu của người dân. Tỷ lệ người dân nông thôn sử dụng nước hợp vệ sinh chỉ đạt 75,82%, và số người sử dụng nước đạt QCVN 02:2009/BYT chỉ chiếm 36,52%. Tình trạng ô nhiễm nước mặt và khan hiếm nguồn nước sạch là một thách thức lớn tại khu vực này.

2.1. Các Phương Pháp Khử Trùng Nước Truyền Thống ở ĐBSCL

Các phương pháp khử trùng nước truyền thống như clo hóa vẫn được sử dụng rộng rãi, nhưng tiềm ẩn nhiều rủi ro về sức khỏe do tạo ra các sản phẩm phụ độc hại. Các phương pháp này thường không hiệu quả trong việc loại bỏ hoàn toàn các vi sinh vật kháng clo, virus, hoặc các chất hữu cơ có thể gây mùi vị khó chịu cho nước. Việc cải tiến và tìm kiếm các giải pháp khử trùng an toàn, hiệu quả hơn là vô cùng cần thiết cho Đồng bằng sông Cửu Long.

2.2. Chất Lượng Nguồn Nước Mặt và Nguy Cơ Ô Nhiễm Vi Sinh

Nguồn nước mặt ở Đồng bằng sông Cửu Long đang chịu áp lực lớn từ các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt. Điều này dẫn đến tình trạng ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm vi sinh và sự gia tăng của các chất dinh dưỡng, gây ra hiện tượng phú dưỡng. Nồng độ vi sinh vật, đặc biệt là Coliform và E.coli, thường xuyên vượt quá giới hạn cho phép, gây nguy cơ bùng phát các dịch bệnh lây truyền qua đường nước. Kiểm soát và cải thiện chất lượng nước là ưu tiên hàng đầu.

III. Phương Pháp Xúc Tác Quang Ag TiO2 và Đèn UVC Hoạt Động Ra Sao

Xúc tác quang Ag-TiO2 kết hợp đèn UVC là một giải pháp đầy hứa hẹn cho xử lý nước. TiO2 biến tính bạc (Ag) tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng và hiệu quả xúc tác. Dưới tác động của bức xạ UV từ đèn UVC, vật liệu Ag-TiO2 tạo ra các gốc tự do có tính oxy hóa mạnh, phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ và tiêu diệt vi sinh vật. Quá trình này không tạo ra các sản phẩm phụ độc hại, an toàn và thân thiện với môi trường. Đây là một công nghệ xử lý nước tiềm năng cho Đồng bằng sông Cửu Long.

3.1. Cơ Chế Phản Ứng Xúc Tác Quang Ag TiO2 Dưới Ánh Sáng UVC

Khi ánh sáng UVC chiếu vào Ag-TiO2, các electron bị kích thích và tạo thành các cặp electron-lỗ trống (electron-hole pairs). Các lỗ trống này có khả năng oxy hóa trực tiếp các chất hữu cơ hoặc phản ứng với nước tạo thành gốc hydroxyl (•OH), một chất oxy hóa cực mạnh. Các electron có thể khử oxy hòa tan tạo thành các gốc superoxide (O2•-). Cả gốc hydroxyl và gốc superoxide đều tham gia vào quá trình phân hủy chất ô nhiễm, biến chúng thành các sản phẩm vô hại như CO2 và H2O.

3.2. Ưu Điểm Của Công Nghệ Xúc Tác Quang So Với Phương Pháp Khác

So với các phương pháp xử lý nước khác, xúc tác quang có nhiều ưu điểm vượt trội. Nó có thể loại bỏ nhiều loại chất ô nhiễm, bao gồm cả các chất hữu cơ khó phân hủy và vi sinh vật kháng clo. Quá trình này không tạo ra các sản phẩm phụ độc hại và có thể hoạt động ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường. Ngoài ra, công nghệ xanh này có thể sử dụng ánh sáng mặt trời như một nguồn năng lượng tái tạo, giảm chi phí vận hành.

IV. Ứng Dụng Ag TiO2 và Đèn UVC Xử Lý Nước Mặt Thực Tế ở ĐBSCL

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả xúc tác quang của Ag-TiO2 và đèn UVC trong việc xử lý nước mặt bị ô nhiễm. Các thí nghiệm cho thấy mô hình có khả năng khử trùng nước giả lập chứa E.coli và nước thực tế từ sông Hậu và sông Tiền. Mô hình có thể loại bỏ vi sinh vật và giảm hàm lượng chất hữu cơ. Kết quả này mở ra triển vọng ứng dụng công nghệ này trong các hệ thống xử lý nước uống quy mô nhỏ ở Đồng bằng sông Cửu Long.

4.1. Kết Quả Thí Nghiệm Khử Trùng E.coli với Ag TiO2 và Đèn UVC

Thí nghiệm với nước giả lập chứa E.coli cho thấy mô hình có thể đạt hiệu suất khử trùng 100% trong thời gian lưu nước tối thiểu là 6 phút. Mô hình cũng hoạt động hiệu quả trong khoảng pH rộng từ 5 đến 8. Khi vận hành với nước sông Tiền và sông Hậu, mô hình có thể khử trùng các mẫu nước tại thời gian lưu tối thiểu là 10 phút với nồng độ vi sinh vật đầu vào tối đa là 350 CFU Coliform/100 ml. Kết quả này khẳng định tiềm năng khử trùng của Ag-TiO2 và đèn UVC.

4.2. Khả Năng Loại Bỏ Chất Hữu Cơ và TOC trong Nước Mặt

Ngoài khả năng khử trùng, mô hình cũng thể hiện khả năng xử lý sơ bộ chất hữu cơ trong nguồn nước mặt từ sông Tiền. Việc đo đạc chỉ số TOC (Tổng Cacbon Hữu cơ) cho thấy sự giảm đáng kể sau khi xử lý bằng Ag-TiO2 và đèn UVC. Điều này cho thấy công nghệ này có thể giúp cải thiện chất lượng nước và giảm nguy cơ hình thành các sản phẩm phụ độc hại trong quá trình khử trùng.

V. Chi Phí Tính Bền Vững Của Mô Hình Ag TiO2 UVC Để Xử Lý Nước

Việc đánh giá chi phí xử lý và tính bền vững là yếu tố quan trọng để triển khai công nghệ Ag-TiO2 và đèn UVC rộng rãi. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu có thể cao hơn so với các phương pháp truyền thống, nhưng chi phí vận hành thấp và tuổi thọ của vật liệu xúc tác có thể bù đắp. Nghiên cứu cần tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình và tìm kiếm nguồn vật liệu nanocomposite giá rẻ để giảm chi phí. Công nghệ này cần được đánh giá về bền vững về mặt kinh tế, xã hội và môi trường để đảm bảo khả năng ứng dụng lâu dài.

5.1. Đánh Giá Chi Phí Đầu Tư Vận Hành Bảo Trì Hệ Thống

Việc đánh giá chi tiết các khoản mục chi phí là cần thiết. Chi phí đầu tư bao gồm chi phí mua đèn UVC, vật liệu Ag-TiO2, thiết bị phản ứng và hệ thống điều khiển. Chi phí vận hành bao gồm chi phí điện năng tiêu thụ, chi phí thay thế đèn UVC định kỳ và chi phí bảo trì hệ thống. Chi phí bảo trì bao gồm chi phí làm sạch vật liệu xúc tác, chi phí sửa chữa thiết bị và chi phí kiểm tra chất lượng nước.

5.2. Tiềm Năng Ứng Dụng Phát Triển Công Nghệ Ag TiO2 Trong Tương Lai

Hướng phát triển trong tương lai bao gồm nghiên cứu các vật liệu nanocomposite mới có hoạt tính cao hơn và chi phí thấp hơn, tối ưu hóa thiết kế hệ thống để tăng hiệu quả xử lý nước, và tích hợp công nghệ này với các hệ thống xử lý nước hiện có. Cần có các chính sách hỗ trợ và khuyến khích ứng dụng công nghệ này trong các cộng đồng nông thôn và khu vực có nguồn nước ô nhiễm.

VI. Kết Luận Ag TiO2 UVC Giải Pháp Xử Lý Nước Cho ĐBSCL

Nghiên cứu xúc tác quang Ag-TiO2 và đèn UVC mang đến một giải pháp tiềm năng cho vấn đề xử lý nước mặt tại Đồng bằng sông Cửu Long. Mặc dù cần thêm nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình và giảm chi phí, công nghệ này hứa hẹn cung cấp nguồn nước sạch an toàn và bền vững cho cộng đồng. Việc đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ xanh này là cần thiết để cải thiện chất lượng nước và bảo vệ sức khỏe người dân.

6.1. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Để Tối Ưu Hóa Công Nghệ

Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào tối ưu hóa các thông số vận hành như pH dung dịch, thời gian chiếu xạ, và nồng độ chất ô nhiễm. Nghiên cứu về cơ chế phản ứng chi tiết sẽ giúp cải thiện hoạt tính xúc tác của Ag-TiO2. Việc sử dụng ánh sáng khả kiến hoặc ánh sáng mặt trời thay vì đèn UVC sẽ giảm chi phí năng lượng và tăng tính bền vững.

6.2. Đề Xuất Chính Sách Hợp Tác Để Triển Khai Ứng Dụng Rộng Rãi

Cần có các chính sách hỗ trợ tài chính và kỹ thuật cho các dự án ứng dụng công nghệ Ag-TiO2 và đèn UVC trong xử lý nước tại Đồng bằng sông Cửu Long. Hợp tác giữa các nhà nghiên cứu, doanh nghiệp và chính quyền địa phương là cần thiết để chuyển giao công nghệ và đảm bảo tính bền vững của các dự án.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực Đồng bằng sông Cửu Long hiện có hơn 14 triệu người dân sinh sống tại các vùng nông thôn, tuy nhiên chỉ có 36,52% dân số được tiếp cận nguồn nước sinh hoạt đạt chuẩn QCVN 02:2009/BYT và 75,82% sử dụng nước hợp vệ sinh. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, mỗi năm có khoảng 2 triệu ca tử vong do các bệnh truyền nhiễm đường tiêu hóa liên quan đến nước ô nhiễm, trong đó phần lớn là trẻ em dưới 5 tuổi. Nguồn nước mặt tại hai nhánh sông chính là sông Tiền và sông Hậu đang chịu áp lực ô nhiễm vi sinh và hữu cơ nghiêm trọng, với mật độ Coliform tự nhiên nhiều thời điểm vượt quy chuẩn hàng trăm lần.

Phương pháp khử trùng truyền thống bằng hóa chất Clo đang áp dụng rộng rãi tại các trạm cấp nước bộc lộ nguy cơ hình thành các hợp chất phụ phẩm khử trùng độc hại như trihalomethanes với nồng độ ghi nhận từ 96 đến 176 µg/L tại một số trạm xử lý, vượt xa ngưỡng khuyến cáo 80 µg/L của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ. Nhằm giải quyết triệt để vấn đề này, nghiên cứu đặt mục tiêu chế tạo và đánh giá hiệu quả của mô hình xúc tác quang sử dụng vật liệu 1% Ag-TiO2-SiO2 phủ trên giá thể hạt kính cường lực kết hợp đèn UVC để khử trùng vi sinh và loại bỏ tổng carbon hữu cơ.

Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm trên nguồn nước giả lập và nguồn nước mặt thực tế tại tỉnh An Giang và tỉnh Đồng Tháp từ tháng 12 năm 2014 đến tháng 7 năm 2015. Kết quả đạt được cho thấy hệ thống có khả năng tiêu diệt 100% vi khuẩn gây bệnh trong thời gian lưu nước từ 6 đến 10 phút, không tạo ra sản phẩm phụ độc hại, mang lại giải pháp công nghệ bền vững cho các hộ gia đình nông thôn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết quang xúc tác dị thể trên chất bán dẫn titan dioxit và cơ chế kháng khuẩn tăng cường của hạt nano kim loại quý. Khi hạt bán dẫn TiO2 ở dạng tinh thể Anatase với năng lượng vùng cấm 3,2 eV hấp thụ bức xạ tử ngoại có bước sóng dưới 387,5 nm, các cặp electron và lỗ trống quang sinh được tạo thành, kích hoạt chuỗi phản ứng sinh ra gốc hydroxyl tự do. Gốc hydroxyl sở hữu thế oxy hóa cực cao lên tới 2,80 V, vượt trội hơn 2,05 lần so với khí Clo và 1,52 lần so với khí Ozone, cho phép oxy hóa không chọn lọc các tế bào vi sinh vật và hợp chất hữu cơ.

Cơ chế kháng khuẩn của nano Bạc đóng vai trò phối hợp thông qua việc giải phóng ion Ag+, liên kết trực tiếp với nhóm sulfhydryl (-SH) trong protein tế bào, ức chế quá trình hô hấp và ngăn cản sự nhân đôi của chuỗi DNA vi khuẩn. Việc tích hợp 1% khối lượng Bạc vào mạng lưới tinh thể TiO2-SiO2 tạo ra các bẫy bắt giữ electron quang sinh, hạn chế hiện tượng tái kết hợp electron và lỗ trống, từ đó gia tăng mật độ gốc tự do trên bề mặt. Mô hình nghiên cứu vận dụng 4 khái niệm then chốt bao gồm quá trình oxy hóa nâng cao, tổng carbon hữu cơ, phụ phẩm khử trùng và hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt.

Phương pháp nghiên cứu

Thực nghiệm sử dụng nguồn nước giả lập cấy chủng vi khuẩn Escherichia coli với mật độ 10^6 CFU/mL và các mẫu nước mặt tự nhiên lấy từ sông Tiền và sông Hậu với nồng độ Coliform dao động từ 50 đến 780 CFU/100 mL. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm hơn 120 đợt phân tích độc lập với các mẻ thí nghiệm lặp lại 3 lần nhằm triệt tiêu sai số ngẫu nhiên. Phương pháp lấy mẫu đại diện theo tầng nước mặt tại các trạm đo ở An Giang và Đồng Tháp được tiến hành định kỳ trong 14 ngày quan trắc liên tục, sau đó nước được xử lý qua cột lọc cát sơ bộ trước khi cấp vào buồng phản ứng xúc tác quang.

Vật liệu 1% Ag-TiO2-SiO2 được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel từ tiền chất Tetra-isopropyl Orthotitanate và Bạc nitrat, nung ở dải nhiệt độ 450 đến 600 °C để định hình pha Anatase. Cấu trúc và đặc tính hóa lý của màng mỏng được xác định thông qua phương pháp nhiễu xạ tia X, hiển vi điện tử truyền qua và đo diện tích bề mặt riêng BET. Lý do lựa chọn các phương pháp phân tích vi sinh như đổ đĩa, trải đĩa, phương pháp số có xác suất cao nhất và màng lọc vi sinh nhằm đảm bảo độ nhạy, tính chuẩn hóa và đối chiếu chính xác theo quy chuẩn nước uống QCVN 01:2009/BYT. Hàm lượng hữu cơ được xác định định lượng thông qua chỉ số hấp thụ tia cực tím UV254 và tổng carbon hữu cơ trên thiết bị phân tích chuyên dụng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích đặc tính cấu trúc vật liệu cho thấy màng nano 1% Ag-TiO2-SiO2 phủ bám đồng đều trên bề mặt hạt kính cường lực với diện tích bề mặt riêng đạt mức cao, các hạt nano bạc phân tán đều với kích thước hạt dưới 20 nm, không xảy ra hiện tượng kết tụ pha gây cản trở quang hóa.

Khi vận hành trên nguồn nước giả lập chứa vi khuẩn E.coli với nồng độ ban đầu 10^6 CFU/mL, mô hình đạt hiệu suất khử trùng 100% tại lưu lượng dòng chảy tối ưu Q = 25 mL/phút, tương ứng với thời gian lưu nước 6 phút trong buồng phản ứng. Hệ thống thể hiện khả năng thích ứng cao khi duy trì hiệu suất diệt khuẩn tuyệt đối trong khoảng pH rộng từ 5,0 đến 8,0 mà không cần hóa chất điều chỉnh độ kiềm.

Đối với nguồn nước mặt thực tế tại sông Tiền và sông Hậu có nồng độ Coliform đầu vào từ 50 đến 350 CFU/100 mL sau khi lọc cát sơ bộ, hệ thống đạt hiệu suất tiêu diệt vi sinh vật hoàn toàn 100% tại lưu lượng 15 mL/phút, ứng với thời gian tiếp xúc 10 phút. Nồng độ vi sinh vật đầu ra đạt mức 0 CFU/100 mL, đáp ứng hoàn toàn tiêu chuẩn nước uống đóng chai trực tiếp.

Mô hình ghi nhận khả năng xử lý sơ bộ các hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước sông Tiền, thể hiện qua việc suy giảm từ 20% đến 35% độ hấp thụ UV254 và giảm nồng độ tổng carbon hữu cơ đo được. Lớp vật liệu xúc tác cố định trên hạt kính duy trì độ bền cơ lý vững chắc, không bị rửa trôi sau 14 ngày vận hành liên tục tại thực địa.

Thảo luận kết quả

Khả năng diệt khuẩn vượt trội của mô hình bắt nguồn từ tác động cộng hưởng giữa bức xạ UVC bước sóng ngắn và sự bẫy điện tử của các hạt nano bạc trên nền TiO2. Gốc tự do hydroxyl phá hủy cấu trúc vỏ lipopolysaccharide của vi khuẩn Gram âm, dẫn đến sự rò rỉ ion Kali nội bào và làm tan rã màng tế bào, trong khi ion bạc tiếp cận vô hiệu hóa các phân tử enzyme thiết yếu. Việc cố định xúc tác dạng màng mỏng trên hạt kính cường lực đã giải quyết triệt để hạn chế phóng thích ion bạc ra nguồn nước, duy trì nồng độ tồn dư luôn dưới 0,05 ppm, an toàn tuyệt đối cho người sử dụng.

Để thể hiện trực quan các quy luật động học, dữ liệu thực nghiệm có thể được biểu diễn thông qua biểu đồ đường thể hiện mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy từ 5 đến 40 mL/phút với tỷ lệ diệt khuẩn, kết hợp bảng thống kê so sánh mật độ Coliform trước và sau xử lý ở các mức pH khác nhau. Đồ thị suy giảm chỉ số UV254 và TOC theo thời gian lưu phản ánh tốc độ khoáng hóa chất hữu cơ diễn ra đồng thời với quá trình bất hoạt tế bào vi sinh vật. So với phương pháp chỉ chiếu xạ đèn UV thông thường chỉ đạt hiệu quả diệt khuẩn dưới 20% trong cùng điều kiện tải cao, mô hình xúc tác quang 1% Ag-TiO2-SiO2 rút ngắn thời gian xử lý xuống hơn 6 lần, vượt trội về độ ổn định và chi phí vận hành.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, các viện nghiên cứu và trường đại học cần chuẩn hóa quy trình công nghệ chế tạo vật liệu 1% Ag-TiO2-SiO2 phủ trên hạt kính cường lực phế liệu bằng phương pháp sol-gel nung ở nhiệt độ 450 đến 500 °C. Mục tiêu giảm 25% chi phí sản xuất vật liệu trong lộ trình 12 tháng nhằm sẵn sàng cho việc thương mại hóa quy mô lớn.

Thứ hai, Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh Môi trường Nông thôn phối hợp với doanh nghiệp chế tạo thiết bị triển khai lắp đặt thí điểm 1.000 module lọc nước hộ gia đình tích hợp xúc tác quang UVC với công suất 15 đến 25 mL/phút tại các vùng sâu ven sông Tiền và sông Hậu trong giai đoạn 2025 - 2027, hướng đến nâng tỷ lệ hộ dân dùng nước đạt chuẩn y tế từ 36,52% lên trên 70%.

Thứ ba, các kỹ sư môi trường cần nghiên cứu tích hợp tấm pin năng lượng mặt trời công suất từ 20 đến 50 W đi kèm bộ chuyển đổi điện năng để cấp nguồn ổn định cho bóng đèn UVC 6 W, tạo ra các module xử lý nước di động vận hành độc lập tại các cụm dân cư cồn bãi không có lưới điện quốc gia trong thời gian thử nghiệm 6 tháng.

Thứ tư, Sở Y tế và Sở Tài nguyên Môi trường các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long cần thiết lập mạng lưới quan trắc định kỳ hàng quý đối với các chỉ tiêu vi sinh, tổng carbon hữu cơ và hàm lượng phụ phẩm trihalomethanes tại các công trình cấp nước nông thôn, kiểm soát nồng độ trihalomethanes luôn duy trì dưới ngưỡng an toàn 80 µg/L.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Công nghệ Môi trường, Hóa học vật liệu: Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu chuyên sâu về cơ chế quang xúc tác dị thể, quy trình tổng hợp nano lai ghép 1% Ag-TiO2-SiO2 và phương pháp đánh giá động học phân hủy các hợp chất hữu cơ hòa tan.

Nhóm kỹ sư thiết kế và vận hành các nhà máy xử lý nước cấp: Luận văn đưa ra các thông số tính toán thủy lực, lưu lượng tối ưu 15 đến 25 mL/phút và giải pháp thay thế hóa chất Clo nhằm ngăn ngừa triệt để nguy cơ hình thành các hợp chất gây ung thư trihalomethanes trong hệ thống cấp nước mặt.

Nhóm doanh nghiệp sản xuất thiết bị lọc nước sinh hoạt và gia dụng: Bản vẽ kết cấu buồng phản ứng hạt kính cường lực và cấu hình đèn UVC là tài liệu tham khảo giá trị để phát triển các dòng máy lọc nước uống trực tiếp giá rẻ phục vụ các vùng ngập lũ và nhiễm mặn tại khu vực Tây Nam Bộ.

Nhóm cán bộ quản lý tài nguyên nước tại các cơ quan ban ngành địa phương: Báo cáo thực trạng chất lượng nước sông Tiền, sông Hậu với các dữ liệu vi sinh từ 50 đến 780 CFU/100 mL hỗ trợ xây dựng chiến lược quy hoạch nguồn nước và các chương trình mục tiêu quốc gia về nước sạch nông thôn.

Câu hỏi thường gặp

Việc pha tạp 1% nano Bạc vào mạng tinh thể TiO2 mang lại lợi ích gì so với sử dụng TiO2 nguyên chất?
Sự có mặt của 1% nano Bạc giúp tạo ra các bẫy thu giữ electron quang sinh, ngăn chặn sự tái kết hợp giữa electron và lỗ trống trên TiO2. Đồng thời, ion Bạc giải phóng trực tiếp tấn công màng tế bào, giúp giảm thời gian khử trùng vi khuẩn từ 65 phút xuống còn dưới 10 phút.

Mô hình quang xúc tác này có tạo ra các phụ phẩm độc hại như phương pháp khử trùng bằng Clo không?
Hoàn toàn không sinh ra phụ phẩm độc hại. Phản ứng xúc tác quang tạo gốc hydroxyl với thế oxy hóa 2,80 V giúp khoáng hóa trực tiếp vi khuẩn và chất hữu cơ thành khí carbonic và nước, ngăn chặn hoàn toàn sự hình thành các chất gây ung thư trihalomethanes vốn dao động từ 96 đến 176 µg/L khi dùng Clo.

Hiệu quả xử lý của mô hình trên nguồn nước mặt thực tế tại Đồng bằng sông Cửu Long đạt mức nào?
Khi vận hành với nguồn nước sông Tiền và sông Hậu có nồng độ Coliform từ 50 đến 350 CFU/100 mL sau lọc cát, hệ thống đạt hiệu suất diệt khuẩn 100% ở lưu lượng 15 mL/phút, đưa mật độ vi sinh về 0 CFU/100 mL và giảm 20% đến 35% hàm lượng carbon hữu cơ.

Tại sao nghiên cứu lựa chọn hạt kính cường lực làm giá thể cố định vật liệu thay vì dùng dạng bột lơ lửng?
Hạt kính cường lực có độ trơ hóa học cao, bề mặt bám dính tốt khi phủ sol-gel và độ bền cơ học cao trong môi trường dòng chảy. Cố định dạng màng giúp loại bỏ hoàn toàn công đoạn lắng lọc thu hồi bột xúc tác phức tạp và ngăn chặn hiện tượng giải phóng ion kim loại vào nước uống.

Mô hình có đòi hỏi phải điều chỉnh độ pH của nguồn nước sông trước khi đưa vào xử lý hay không?
Hệ thống không yêu cầu hóa chất điều chỉnh pH vì kết quả thực nghiệm chứng minh mô hình duy trì hiệu suất diệt khuẩn 100% trong dải pH rộng từ 5,0 đến 8,0. Nguồn nước tự nhiên tại sông Tiền và sông Hậu có pH dao động từ 6,5 đến 7,5, hoàn toàn nằm trong dải vận hành tối ưu.

Kết luận

• Chế tạo thành công vật liệu quang xúc tác màng mỏng 1% Ag-TiO2-SiO2 cố định trên hạt kính cường lực bằng phương pháp sol-gel kết hợp xử lý nhiệt từ 450 đến 600 °C.
• Đạt hiệu suất khử trùng 100% trên nước giả lập chứa E.coli với nồng độ 10^6 CFU/mL tại lưu lượng 25 mL/phút với thời gian lưu nước 6 phút.
• Xử lý triệt để Coliform trong nguồn nước sông Tiền và sông Hậu về mức 0 CFU/100 mL tại lưu lượng 15 mL/phút, đạt chuẩn nước uống trực tiếp QCVN 01:2009/BYT.
• Khẳng định khả năng oxy hóa sơ bộ tổng carbon hữu cơ và các hợp chất thơm hấp thụ bước sóng UV254 mà không phát sinh phụ phẩm độc hại.
• Chứng minh độ bền cơ lý và hoạt tính xúc tác ổn định của lớp màng phủ trong suốt 14 ngày vận hành thực địa liên tục với chi phí năng lượng thấp.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là hoàn thiện giải pháp công nghệ khử trùng nước mặt không sử dụng hóa chất, phù hợp với đặc thù nguồn nước và điều kiện kinh tế - xã hội tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Trong lộ trình 6 đến 12 tháng tới, các cơ quan ban ngành và doanh nghiệp cần xúc tiến thử nghiệm mở rộng công suất module xử lý lên quy mô cụm dân cư. Hãy chủ động liên hệ hợp tác và ứng dụng công nghệ này nhằm chung tay bảo vệ sức khỏe cộng đồng và mang nguồn nước uống an toàn đến cho người dân nông thôn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề: Chất lượng nước, cho dù dùng để uống, hay với mục đích sinh hoạt, sản xuất thực phẩm, phục vụ giải trí đều ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người. Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO, 2000) mỗi năm có 2 triệu người chết do tiêu chảy liên quan đến nước bẩn và vệ sinh môi trường kém (phần lớn là trẻ em dưới 5 tuổi) và có hơn một tỷ người không được tiếp cận với nguồn nước sạch. Vì vậy, việc xử lý nguồn nước và lưu trữ an toàn sẽ cải thiện đáng kể chất lượng nước uống và giảm nguy cơ gây bệnh tiêu chảy, các loại dịch bệnh lây truyền qua nguồn nước, đảm bảo sức khỏe và cuộc sống của những người sống chủ yếu dựa vào nguồn nước từ các dòng sông, hồ bị ô nhiễm và trong một số vùng sử dụng nguồn nước giếng, nước máy không an toàn [1]. Khử trùng là giai đoạn cuối cùng trong quy trình xử lý nước, nhằm mục đích tiêu diệt các loại vi sinh vật có hại trong nguồn nước, được xem là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong ngành cấp nước.

Mang những ưu điểm vượt trội về giá thành, tính phổ biến, clorine là một trong số các chất khử trùng đã và đang được sử dụng ở hầu hết các công trình cấp nước hiện nay. Tuy nhiên, việc sử dụng các chất khử trùng này sẽ làm sản sinh các chất độc hại khi dư lượng sau quá trình xử lý của chúng kết hợp với các hợp chất hữu có có trong nguồn nước, gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Do đó, việc tìm kiếm các chất khử trùng có hiệu quả cao, thân thiện với môi trường, an toàn với con người là một trong những vấn đề đã và đang được quan tâm. Chất xúc tác quang TiO2, một trong những hướng nghiên cứu mới trong ngành cấp nước, có khả năng sinh ra các gốc tự do có hoạt tính oxy hóa mạnh như •OH, O2• - và H2O2 được tạo ra từ bề mặt TiO2 có khả năng tiêu diệt các vi sinh vật, các hợp chất hữu cơ ô nhiễm trong nguồn nước, không làm phát sinh các sản phẩm trung gian hoặc các chất độc hại đối với con người.

Trong đó, có nhiều nghiên cứu nhằm tối ưu hóa vật liệu nano TiO2 và đặc biệt là Ag –TiO2, vật liệu kháng khuẩn. Sử dụng vật liệu Ag –TiO2 cho mô hình xử lý, vật liệu này hứa hẹn tạo ra đột phá SVTH: HỨA HOÀNG ANH 1 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tháng 7/2015 cho quá trình xử lý nước nước uống giá rẻ cấp cho vùng nông thôn. Vì vậy trong phạm vi đề tài này đã thiết lập mô hình xúc tác quang 1%Ag-TiO2-SiO2 kết hợp đèn UVC và đánh giá khả năng khử trùng của nó, sử dụng thông qua những thí nghiệm trên nguồn nước giả lập có chứa chủng E.coli, thí nghiệm trên nguồn nước thực ở phòng thí nghiệm (sông Hậu) và khi vận hành mô mình thực tế (sông Tiền) có đánh giá sơ bộ khả năng xử lý chất hữu cơ thông qua chỉ tiêu TOC. Mục tiêu nghiên cứu: Khảo sát hiệu quả mô hình xử lý nước quy mô hộ gia đình sử dụng vật liệu xúc tác quang Ag-TiO2 kết hợp đèn UVC trong việc khử trùng; đánh giá sơ bộ khả năng loại bỏ chất hữu cơ và chế độ vận hành tối ưu trên nguồn nước mặt ở Đồng bằng sông Cửu Long.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 1. Đối tượng nghiên cứu Mô hình được thiết kế phù hợp để tạo điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý - Mô hình đèn UVC khử trùng nước uống. - Nguồn nước giả lập vi khuẩn E. - Nguồn nước khu vực Mêkông (sông Hậu, sông Tiền).

- Vật liệu 1%Ag-TiO2-SiO2. Phạm vi nghiên cứu: Khả năng khử trùng của mô hình, với vật liệu 1%Ag-TiO2-SiO2 phủ lên hạt kính cường lực kết hợp với nguồn sáng đèn UVC, khi vận hành với nguồn nước giả lập vi khuẩn E.coli và nguồn nước khu vực Mêkông (sông Hậu, sông Tiền). Nội dung nghiên cứu: Nội dung nghiên cứu bao gồm: Nguồn nước giả lập vi khuẩn E.coli ở phòng thí nghiệm: - Thí nghiệm với các lưu lượng bơm khác nhau nhằm chọn ra lưu lượng tối ưu (thời gian lưu tối ưu). - Thí nghiệm tìm ra khoảng pH thích hợp mà mô hình có thể xử lý tốt.

- Thí nghiệm đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình với các nồng độ vi khuẩn E.coli đầu vào thay đổi. SVTH: HỨA HOÀNG ANH 2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tháng 7/2015 - Kiểm tra lại lưu lượng đã tối ưu được bằng phương pháp màng lọc Nguồn nước sông. Đánh giá hiệu quả khử trùng của mô hình đèn UVC với vật liệu khi vận hành mô hình với: - Nguồn nước sông Hậu tại phòng thí nghiệm với lưu lượng tối ưu. - Nguồn nước sông Tiền thực tế trong 2 tuần.

Phương pháp nghiên cứu: 1. Tổng quan các tài liệu nghiên cứu về vật liệu khử trùng Ag-TiO2 Đây là phương pháp tiếp cận với nhiều tài liệu khác nhau nhằm tiếp thu kiến thức lý thuyết, khai thác thông tin hay học tập kinh nghiệm của những công trình nghiên cứu, những ứng dụng thực tiễn đã triển khai, những ưu nhược điểm,… có liên quan đến vấn đề ta đang nghiên cứu. Các kiến thức này có thể khai thác từ các nguồn: sách vở, báo chí, kinh nghiệm, internet, nghiên cứu của những người đi trước,… 1. Phương pháp thực nghiệm mô hình, nghiên cứu trên mô hình thực nghiệm.

Thiết kế, chế tạo và ứng dụng các mô hình ở quy mô phòng thí nghiệm (lab- scale) để nghiên cứu hiệu quả khử trùng E.coli bằng vật liệu 1%Ag-TiO2-SiO2 1. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu. Các phương pháp thí nghiệm được áp dụng bao gồm: - Phương pháp điều chế vật liệu 1%Ag-TiO2-SiO2. - Phương pháp phủ lớp phim mỏng 1%Ag-TiO2-SiO2 trên kính cường lực.

Các phương pháp phân tích được sử dụng bao gồm: - Các phương pháp phân tích tính chất hoá lý của lớp phim mỏng 1%Ag-TiO2- SiO2 : Diện tích bề mặt riêng, độ tinh thể hoá, hình thái bề mặt. - Các phương pháp phân tích E.Coli trong nước. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu. Sử dụng các phương pháp quy hoạch thực nghiệm để phân tích và tối ưu hoá quá trình thí nghiệm.

Đồng thời sử dụng các phương pháp thống kê toán học để xử lý số liệu nghiên cứu. SVTH: HỨA HOÀNG ANH 3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tháng 7/2015 1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần hiểu rõ hơn khả năng khử trùng, loại bỏ TOC của mô hình sử dụng 1%Ag-TiO2-SiO2 trong xử lý nguồn nước mặt ở Đồng bằng sông Cửu Long, cụ thể là nguồn nước sông Tiền, sông Hậu. Từ đó, tìm ra những điều kiện tối ưu để tối ưu hóa hệ thống xử lý nước cấp này nhằm triển khai nhân rộng mô hình ứng dụng cho vùng nông thôn Việt Nam.

Tính mới của đề tài: Hiện tại ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu về chất xúc tác quang TiO2 chỉ ở giai đoạn bước đầu, còn hạn chế về số lượng và khả năng áp dụng thực tế. Hàng loạt các nghiên cứu với mục đích làm tăng hoạt tính của TiO2 đã được triển khai, trong đó có sự kết hợp Ag-TiO2, đã minh chứng rằng loại vật liệu này có hoạt tính cao hơn so với TiO2 riêng lẽ. Sự biến đổi bề mặt TiO2 với kim loại Ag được chứng minh là một kỹ thuật hiệu quả, làm giảm những hạn chế của TiO2 trong việc tái kết hợp nhanh chóng các cặp điện tử vào lỗ trống và làm tăng cường hoạt tính diệt khuẩn. Xử lý COD, loại bỏ TOC, các vi sinh vật gây bệnh trong nước là một trong những tiềm năng ứng dụng của loại vật liệu này, là một hướng đi mới hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích trong công nghệ xử lý nước, nhất là đối với nguồn uống hiện nay.

Bên cạnh đó, việc khảo sát TOC trước và sau quá trình xử lý nhằm đáng giá khả năng khoáng hóa của các hợp chất hữu cơ có trong nguồn nước, đặc biệt đối với nguồn nước có tồn tại dư lượng thuốc trừ sâu. SVTH: HỨA HOÀNG ANH 4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tháng 7/2015 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2. Thực trạng về nguồn nước cấp ở Đồng bằng sông Cửu Long và các phương pháp khử trùng hiện nay: 2. Thực trạng nguồn nước cấp ở Đồng bằng sông Cửu Long: [1] Hiện nay ở vùng ĐBSCL có các loại hình cấp nước chủ yếu, bao gồm: công trình cấp nước tập trung, giếng khoan, giếng đào, bể chứa nước mưa, bể lọc chậm và lu chứa nước mặt hộ gia đình.

Theo khảo sát về tỷ lệ cấp nước ở vùng ĐBSCL năm 2012, người dân sử dụng nước lấy từ công trình cấp nước là chủ yếu. Tuy nhiên, tại một số vùng như: Sóc Trăng, Hậu Giang, Bạc Liêu tỷ lệ sử dụng nước giếng ngầm chiếm đa số. Tình trạng khoan nước dưới đất thiếu quy hoạch và không có kế hoạch bảo vệ nguồn nước, nguồn nước ngầm đã và đang đối mặt với vấn đề xâm nhập mặn trên diện rộng, ô nhiễm vi sinh và ô nhiễm kim loại nặng nghiêm trọng, nhiều nơi đã phát hiện dấu hiệu ô nhiễm Coliform vượt quy chuẩn cho phép từ hàng trăm đến hàng nghìn lần (Vea, 2013). Bên cạnh đó, các công trình cấp nước trên địa bàn chưa cấp đủ lượng nước cho nhu cầu của người dân.

Trong tổng dân số nông thôn vùng ĐBSCL là trên 14 triệu dân, trong đó số dân được sử dụng nước hợp vệ sinh chỉ đạt 75,82% số dân, số dân sử dụng nước đạt QCVN 02:2009/BYT chiếm tỷ lệ 36,52% (Bộ Y tế, 2012).1: Sơ đồ hệ thống và công nghệ xử lý nước mặt SVTH: HỨA HOÀNG ANH 5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tháng 7/2015 Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống và công nghệ xử lý nước ngầm Các công trình cấp nước hiện nay thuộc ĐBSCL hầu hết đều cấp nước đạt tiêu chuẩn hợp vệ sinh, tuy nhiên vẫn còn nhiều công trình không đảm bảo do công nghệ xử lý chưa phù hợp hoặc vận hành quản lý chưa đảm bảo chất lượng yêu cầu, đặc biệt đối với các trạm xử lý nước ngầm đơn giản, cấp nước không qua xử lý. Chất lượng nguồn nước tại đồng bằng sông Cửu Long ĐBSCL có 02 tuyến sông chính là: sông Tiền và sông Hậu từ đó chia ra nhiều nhánh nhỏ đổ ra Biển Đông. Theo kết quả quan trắc chất lượng nước thô (Báo cáo môi trường quốc gia 2012-Tổng cục Môi trường), mức độ ô nhiễm hữu cơ trên sông Tiền cao hơn sông Hậu. Hầu hết các giá trị COD, BOD5 đo được giai đoạn 2008 – 2009 đều đạt QCVN 08:2008/BTNMT (loại A2) được thể hiện ở hình 2.