Nghiên cứu tổng quan về nguồn nước và các biện pháp xử lý nước cấp tại khu vực Lương Tài Bắc Ninh

Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu thiết kế hệ thống khai thác và xử lý nước cấp cho cụm dân cư Thứa, Bắc Ninh, công suất 800m3/ngày đêm.

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường
• Đề tài: Tổng Quan Về Nguồn Nước Và Biện Pháp Xử Lý Nước Cấp Tại Khu Vực Lương Tài Bắc Ninh
• Loại tài liệu: Đề Tài Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Bắc Ninh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC LƯƠNG TÀI BẮC NINH
• 1.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.1.1. Địa hình, địa mạo
• 1.1.2. Đặc điểm khí hậu
• 1.1.3. Đặc điểm mạng lưới sông ngòi
• 1.2. Điều kiện kinh tế xã hội
• 1.2.1. Cơ cấu kinh tế
• 1.2.2. Thực trạng phát triển các nghành kinh tế
• 1.3. Đặc điểm địa chất
• 1.4. Đặc điểm tài nguyên nước khu vực Lương Tài Bắc Ninh
• 1.4.1. Tài nguyên nước mưa
• 1.4.2. Tài nguyên nước mặt
• 1.4.3. Tài nguyên nước dưới đất
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CẤP NƯỚC VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP
• 2.1. Tầm quan trọng của nước cấp
• 2.2. Các loại nguốn nước dùng để cấp nước
• 2.3. Các chỉ tiêu về nước cấp
• 2.3.1. Các chỉ tiêu lí học
• 2.3.2. Các chỉ tiêu hoá học
• 2.3.3. Các chỉ tiêu vi sinh
• 2.4. Kỹ thuật và công nghệ xử lý nước ngầm
• 2.4.1. Các công trình thu nước ngầm
• 2.4.2. Công trình xử lý sắt, mangan
• 2.4.3. Các quá trình làm mềm nước
• 2.4.4. Quá trình lọc
• 2.4.5. Quá trình lắng
• 2.5. Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống
• 3. CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG KHAI THÁC NƯỚC THỊ TRẤN THỨA VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
• 3.1. Hiện trạng khai thác nước sinh hoạt
• 3.2. Thành phần , tính chất nước ngầm thị trấn Thứa
• 3.3. Thiết kế công nghệ xử lý
• 3.4. Thuyết minh sơ đồ công nghệ
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
• 4.1. Tính toán trạm bơm cấp 1
• 4.1.1. Sơ lược giếng khoan
• 4.1.2. Thiết kế giếng khoan
• 4.2. Thiết kế giàn mưa
• 4.3. Tính toán bể lọc nhanh
• 4.3.1. Chọn vật liệu lọc
• 4.3.2. Tính toán bể lọc nhanh
• 4.4. Tính lượng clo cần dùng để khử trùng
• 4.4.1. Tính lượng Clo cần dùng
• 4.4.2. Cấu tạo nhà trạm
• 4.5. Tính toán bể chứa nước sạch
• 4.5.1. Dung tích của bể chứa
• 4.5.2. Đường kính ống dẫn nước vào và ra bể chứa
• 4.5.3. Bể chứa còn được trang bị
• 4.6. Tính toán trạm bơm cấp 2
• 4.6.1. Tính toán đường kính ống hút
• 4.6.2. Tính toán đường kính ống đẩy
• 5. CHƯƠNG 5: DỰ TOÁN KINH TẾ VÀ THỜI GIAN THI CÔNG
• 5.1. Cơ sở lập dự toán
• 5.2. Dự toán giá thành xây dựng các công trình đơn vị
• 5.2.1. Dự toán giá thành xây dựng lỗ khoan
• 5.2.2. Dự toán giá thành xây dựng giàn mưa
• 5.2.3. Dự toán giá thành xây dựng bể lọc nhanh
• 5.2.4. Dự toán giá thành xây dựng bể chứa nước sạch
• 5.2.5. Dự toán giá thành xây dựng trạm bơm nước cấp 1, 2, nhà chứa clo
• 5.3. Chi phí các thiết bị chính
• 5.4. Khai toán giá thành 1m3 nước
• 5.4.1. Chi phí đầu tư ban đầu
• 5.4.2. Chi phí cho công tác quản lý, vận hành
• 5.5. Tiến độ thực hiện
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Khám Phá Toàn Cảnh Nguồn Nước Tại Lương Tài Bắc Ninh

Khu vực huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh, sở hữu một hệ thống tài nguyên nước đa dạng nhưng cũng đầy thách thức, bao gồm cả nước mặt và nước ngầm. Việc hiểu rõ đặc điểm của từng nguồn nước là nền tảng quan trọng để đề xuất các biện pháp khai thác, xử lý và bảo vệ bền vững. Tài nguyên nước mặt chủ yếu đến từ mạng lưới sông ngòi dày đặc, với sông lớn nhất là sông Thái Bình, cùng các sông nhỏ hơn như sông Ngụ, sông Đồng Khởi, sông Bùi. Các nguồn nước này đóng vai trò thiết yếu trong việc tưới tiêu nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và phục vụ một phần cho sinh hoạt. Tuy nhiên, chất lượng nước mặt đang đối mặt với nguy cơ ô nhiễm từ hoạt động sản xuất và sinh hoạt. Song song đó, tài nguyên nước dưới đất tại Lương Tài được phân bố trong hai tầng chứa nước chính là Holocene (qh) và Pleistocene (qp). Tầng chứa nước Pleistocene (qp) được xem là nguồn cung cấp nước sinh hoạt chủ lực nhờ trữ lượng tiềm năng lớn, ước tính toàn huyện có thể khai thác khoảng 98.130 m³/ngày. Dù vậy, chất lượng nước ngầm không đồng đều, một số khu vực bị nhiễm mặn và có hàm lượng các khoáng chất như sắt, mangan vượt tiêu chuẩn cho phép. Bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội nhanh chóng, với sự hình thành các cụm công nghiệp như Táo Đôi, Lâm Bình, đang tạo áp lực ngày càng lớn lên cả số lượng và chất lượng của nguồn nước Lương Tài Bắc Ninh.

1.1. Đặc điểm tài nguyên nước mặt và mạng lưới sông ngòi

Hệ thống tài nguyên nước mặt tại Lương Tài có mật độ sông ngòi khá cao, trung bình từ 1-1,2 km/km². Nguồn cung cấp chính là sông Thái Bình, đoạn chảy qua huyện dài 17km, có vai trò quan trọng trong việc điều tiết dòng chảy và cung cấp nước cho khu vực. Bên cạnh đó, các sông nội địa như sông Ngụ (dài 19,4 km) và sông Bùi (dài 14,5 km) là trục tiêu thoát nước chính cho hoạt động nông nghiệp. Theo tài liệu nghiên cứu, dòng chảy của các sông này phân thành hai mùa rõ rệt: mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 10, chiếm 70-80% tổng lượng dòng chảy cả năm, và mùa kiệt kéo dài 7 tháng còn lại. Mặc dù dồi dào về số lượng, nguồn nước mặt đang chịu ảnh hưởng tiêu cực từ nước thải sinh hoạt và công nghiệp chưa qua xử lý, dẫn đến nguy cơ ô nhiễm hợp chất hữu cơ và vi sinh vật, đặc biệt tại các khu vực đông dân cư và gần cụm công nghiệp.

1.2. Phân tích trữ lượng và tiềm năng tài nguyên nước dưới đất

Tài nguyên nước dưới đất của huyện Lương Tài chủ yếu tập trung ở hai tầng chứa nước chính. Tầng chứa nước Holocene (qh) phân bố mỏng ở ven sông Thái Bình, được xếp vào loại nghèo nước và chất lượng không ổn định do dễ bị nhiễm mặn. Nguồn cung cấp quan trọng hơn là tầng chứa nước Pleistocene (qp), phân bố đều khắp huyện với chiều sâu trung bình 30,8m và bề dày tầng chứa nước trung bình 13,4m. Kết quả hút nước thí nghiệm cho thấy tầng này được xếp loại giàu nước trung bình đến giàu nước, với lưu lượng khai thác tiềm năng tại một số giếng khoan đạt tới 18,43 l/s. Tổng trữ lượng khai thác tiềm năng toàn huyện ước đạt 98.130 m³/ngày. Đây là nguồn nước chiến lược cho việc cấp nước sinh hoạt tập trung, đặc biệt cho các đô thị như thị trấn Thứa.

II. Top Các Thách Thức Về Chất Lượng Nước Tại Lương Tài

Mặc dù sở hữu trữ lượng nước đáng kể, chất lượng nước tại Lương Tài Bắc Ninh đang đối mặt với nhiều thách thức nghiêm trọng, đòi hỏi các biện pháp can thiệp kịp thời. Đối với nguồn nước mặt, tình trạng ô nhiễm hữu cơ và vi sinh ngày càng gia tăng. Các đoạn sông chảy qua khu dân cư và cụm công nghiệp như sông Thái Bình và sông Thứa ghi nhận nồng độ Amoni, Nitơ và Coliform vượt ngưỡng cho phép. Nguyên nhân chính là do nước thải sinh hoạt và sản xuất chưa được xử lý triệt để đã xả thẳng ra môi trường. Đối với tài nguyên nước dưới đất, vấn đề nổi cộm là tình trạng nhiễm mặn trên diện rộng, đặc biệt ở tầng chứa nước qh và một phần tầng qp. Ngoài ra, kết quả phân tích chất lượng nước ngầm theo QCVN 09:2008/BTNMT cho thấy nhiều chỉ tiêu hóa học quan trọng như sắt (Fe) và mangan (Mn) vượt mức cho phép nhiều lần. Hàm lượng sắt cao không chỉ gây ảnh hưởng đến cảm quan (màu, mùi tanh) mà còn gây đóng cặn, hư hỏng đường ống và thiết bị. Thêm vào đó, sự hiện diện của vi khuẩn Coliform trong một số mẫu nước ngầm cho thấy nguy cơ nhiễm bẩn từ bề mặt, đe dọa trực tiếp đến sức khỏe người dân nếu không có biện pháp xử lý nước cấp phù hợp.

2.1. Hiện trạng ô nhiễm nước mặt tại các sông kênh chính

Chất lượng nước mặt tại các sông, kênh trên địa bàn huyện Lương Tài đang có dấu hiệu suy giảm. Tài liệu khảo sát chỉ ra rằng, tại các điểm lấy mẫu trên sông Thái Bình đoạn qua các xã An Thịnh, Trung Kênh, nồng độ các chất ô nhiễm như Amoni và hợp chất hữu cơ (đánh giá qua chỉ số COD, BOD5) ở mức cao. Tương tự, sông Thứa, đặc biệt là đoạn chảy qua cụm công nghiệp Lâm Bình, có dấu hiệu ô nhiễm Nitơ. Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu là nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư và nước thải sản xuất từ các làng nghề, cụm công nghiệp chưa qua hệ thống xử lý đạt chuẩn. Tình trạng này không chỉ ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh mà còn hạn chế khả năng sử dụng nguồn nước mặt cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

2.2. Vấn đề nhiễm sắt mangan trong tầng chứa nước Pleistocene

Nguồn nước ngầm từ tầng chứa nước Pleistocene (qp), dù có trữ lượng lớn, lại phổ biến tình trạng chứa hàm lượng sắt và mangan hòa tan cao. Theo bảng phân tích thành phần nước ngầm tại thị trấn Thứa, hàm lượng sắt có thể lên tới 15-20 mg/l, vượt xa tiêu chuẩn cho phép đối với nước sinh hoạt (QCVN 01-1:2018/BYT quy định là ≤ 0,5 mg/l). Tương tự, hàm lượng mangan cũng ở mức cao. Sự tồn tại của các ion này trong nước gây ra các vấn đề như nước có màu vàng đục, mùi tanh, đóng cặn gây tắc đường ống và làm ố vàng các thiết bị vệ sinh. Do đó, việc áp dụng công nghệ xử lý sắt, mangan là yêu cầu bắt buộc trước khi đưa nguồn nước này vào hệ thống cấp nước sinh hoạt tập trung.

2.3. Rủi ro từ các chỉ tiêu vi sinh vật trong nguồn nước

Một trong những rủi ro lớn nhất đối với sức khỏe cộng đồng là sự hiện diện của các chỉ tiêu vi sinh vật trong nguồn nước. Kết quả phân tích mẫu nước tại một số khu vực trong huyện Lương Tài cho thấy chỉ số Coliform vượt quá ngưỡng cho phép của Bộ Y tế, đặc biệt ở các giếng khoan nông hoặc tầng chứa nước qh không được bảo vệ tốt. Sự xuất hiện của Coliform là dấu hiệu cho thấy nguồn nước đã bị nhiễm bẩn bởi chất thải sinh hoạt, tiềm ẩn nguy cơ chứa các vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm như E.coli, tả, lỵ, thương hàn. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của công đoạn khử trùng trong mọi quy trình xử lý nước cấp để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người sử dụng.

III. Phương Pháp Xử Lý Nước Cấp Từ Nguồn Nước Ngầm Lương Tài

Để giải quyết các thách thức về chất lượng nước ngầm, một quy trình công nghệ xử lý nước cấp tại Lương Tài đã được nghiên cứu và đề xuất, tập trung vào việc loại bỏ sắt, mangan và các tạp chất khác. Công nghệ này là sự kết hợp của các phương pháp cơ học, hóa học và sinh học, đảm bảo nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn quốc gia về nước sạch cho sinh hoạt. Quá trình bắt đầu từ công trình thu nước, sử dụng hệ thống giếng khoan để khai thác nước từ tầng chứa nước Pleistocene. Nước thô sau đó được bơm lên giàn mưa để làm thoáng. Tại đây, nước được phun thành tia nhỏ để tiếp xúc tối đa với không khí, giúp oxy hóa Fe²⁺ thành Fe³⁺ ở dạng kết tủa Fe(OH)₃ và một phần Mn²⁺ thành Mn⁴⁺. Sau giai đoạn làm thoáng, nước được dẫn qua bể lắng để loại bỏ các bông cặn kết tủa có kích thước lớn. Tiếp theo, quá trình lọc đóng vai trò quyết định trong việc loại bỏ hoàn toàn các cặn lơ lửng và các hợp chất sắt, mangan còn lại. Bể lọc nhanh với lớp vật liệu lọc chuyên dụng (cát thạch anh, than hoạt tính) sẽ giữ lại các tạp chất, làm cho nước trở nên trong suốt. Cuối cùng, công đoạn khử trùng bằng Clo được thực hiện để tiêu diệt toàn bộ vi khuẩn, virus, đảm bảo an toàn về mặt vi sinh trước khi nước được đưa vào bể chứa và phân phối đến người dân.

3.1. Công trình thu nước ngầm và hệ thống giàn mưa làm thoáng

Bước đầu tiên trong quy trình là khai thác nước nguồn thông qua các công trình thu nước ngầm. Tại Lương Tài, giải pháp tối ưu là sử dụng giếng khoan công nghiệp có độ sâu phù hợp để tiếp cận tầng chứa nước Pleistocene có trữ lượng ổn định và chất lượng tốt hơn. Nước thô từ giếng khoan được bơm lên hệ thống giàn mưa. Giàn mưa được thiết kế để phân tán nước thành các tia hoặc màng mỏng, làm tăng diện tích tiếp xúc giữa nước và không khí. Quá trình này giúp làm giàu oxy cho nước, tạo điều kiện cho phản ứng oxy hóa sắt hòa tan (Fe²⁺) thành sắt kết tủa (Fe³⁺), đồng thời loại bỏ một phần khí CO₂ và H₂S có trong nước ngầm, cải thiện mùi vị của nước.

3.2. Công nghệ xử lý sắt mangan qua bể lắng và bể lọc nhanh

Sau khi làm thoáng, công nghệ xử lý sắt, mangan tiếp tục với quá trình lắng và lọc. Nước được dẫn vào bể lắng, nơi các hạt cặn Fe(OH)₃ mới hình thành có đủ thời gian để sa lắng xuống đáy bể dưới tác dụng của trọng lực. Phần nước trong ở phía trên tiếp tục được chuyển sang bể lọc nhanh. Bể lọc nhanh sử dụng các lớp vật liệu lọc tiêu chuẩn như cát thạch anh, sỏi đỡ và có thể bổ sung thêm các vật liệu có khả năng xúc tác quá trình oxy hóa mangan. Tại đây, các cặn bẩn lơ lửng còn sót lại và các kết tủa mangan sẽ bị giữ lại hoàn toàn, đảm bảo độ trong của nước đạt yêu cầu. Đây là công đoạn cốt lõi để đảm bảo các chỉ tiêu lý học của nước sau xử lý.

IV. Mô Hình Xử Lý Nước Cấp Cho Thị Trấn Thứa 800m³ ngày

Một ví dụ thực tiễn về ứng dụng các giải pháp xử lý nước là đề án thiết kế hệ thống cấp nước sinh hoạt cho cụm dân cư thị trấn Thứa, với công suất 800m³/ngày đêm. Đây là mô hình tiêu biểu cho việc giải quyết bài toán nước sạch tại các khu vực đô thị hóa của huyện Lương Tài. Nguồn nước khai thác được xác định là nước ngầm từ tầng chứa nước Pleistocene thông qua hệ thống giếng khoan công nghiệp. Dựa trên kết quả phân tích chất lượng nước đầu vào với các chỉ tiêu đặc trưng như hàm lượng sắt cao (trên 15 mg/l), mangan, độ cứng và các chỉ tiêu vi sinh, một sơ đồ công nghệ xử lý hoàn chỉnh đã được thiết kế. Sơ đồ này tuân thủ chặt chẽ các bước xử lý tiêu chuẩn, từ làm thoáng bằng giàn mưa, lắng cặn, lọc qua bể lọc nhanh để loại bỏ triệt để sắt và mangan, và cuối cùng là khử trùng bằng Clo. Hệ thống cũng bao gồm các công trình phụ trợ như trạm bơm cấp 1 và cấp 2, bể chứa nước sạch dung tích lớn để điều hòa lưu lượng và đảm bảo cấp nước ổn định 24/7. Mô hình này không chỉ cung cấp giải pháp kỹ thuật mà còn tính toán chi tiết về chi phí đầu tư, vận hành, chứng minh tính khả thi và hiệu quả kinh tế, làm cơ sở để nhân rộng tại các khu vực khác có điều kiện tương tự.

4.1. Đánh giá thành phần và tính chất nước ngầm thị trấn Thứa

Tài liệu gốc cung cấp các chỉ tiêu chất lượng nước chi tiết tại thị trấn Thứa. Nguồn nước ngầm tại đây có các đặc tính điển hình của vùng đồng bằng sông Hồng: độ pH dao động trong ngưỡng trung tính, nhưng hàm lượng sắt tổng cộng rất cao, thường vượt 30-40 lần so với tiêu chuẩn. Hàm lượng mangan và độ cứng cũng là những chỉ tiêu cần quan tâm xử lý. Về mặt vi sinh, dù là nước ngầm nhưng vẫn có nguy cơ nhiễm Coliform từ các nguồn thấm trên bề mặt. Việc phân tích kỹ lưỡng các chỉ số này là cơ sở khoa học để lựa chọn và thiết kế các công đoạn trong dây chuyền công nghệ xử lý nước ngầm sao cho hiệu quả và tối ưu nhất.

4.2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp được đề xuất

Sơ đồ công nghệ đề xuất cho trạm cấp nước thị trấn Thứa là một chuỗi các công trình đơn vị liên hoàn. Nước từ giếng khoan (Trạm bơm cấp 1) -> Giàn mưa (Làm thoáng, oxy hóa Fe²⁺) -> Bể lắng (Loại bỏ cặn thô) -> Bể lọc nhanh (Loại bỏ cặn mịn, Mn²⁺) -> Bể tiếp xúc (Khử trùng bằng Clo) -> Bể chứa nước sạch -> Trạm bơm cấp 2 (Phân phối đến mạng lưới). Mỗi công trình đều được tính toán thiết kế chi tiết dựa trên công suất 800m³/ngày và các đặc tính của nguồn nước. Sơ đồ này được đánh giá là phù hợp với điều kiện thực tế tại Lương Tài, có khả năng loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm đặc thù trong nước ngầm và đảm bảo chất lượng nước đầu ra ổn định theo tiêu chuẩn Việt Nam.

V. Định Hướng Bền Vững Cho Nguồn Nước Lương Tài Bắc Ninh

Để đảm bảo an ninh nguồn nước lâu dài cho huyện Lương Tài, việc áp dụng các công nghệ xử lý tiên tiến chỉ là một phần của giải pháp tổng thể. Một định hướng bền vững cần kết hợp đồng bộ giữa khai thác, xử lý và bảo vệ tài nguyên nước. Trước hết, cần tiếp tục đầu tư và nhân rộng các mô hình trạm xử lý nước cấp tập trung như tại thị trấn Thứa, đặc biệt tại các khu vực đông dân cư và các xã đang có tốc độ phát triển nhanh. Song song đó, công tác quản lý và bảo vệ nguồn nước phải được đặt lên hàng đầu. Cần có quy hoạch các vùng bảo hộ vệ sinh cho khu vực khai thác nước ngầm, kiểm soát chặt chẽ hoạt động xả thải từ các cụm công nghiệp và khu dân cư để ngăn chặn nguy cơ ô nhiễm hóa chất và vi sinh vật vào các tầng chứa nước. Ngoài ra, việc nâng cao nhận thức cộng đồng về tiết kiệm và bảo vệ nguồn nước sạch cũng đóng vai trò vô cùng quan trọng. Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước Lương Tài, dự báo các kịch bản suy giảm, nhiễm mặn để có chiến lược ứng phó kịp thời, đảm bảo sự phát triển kinh tế - xã hội của huyện một cách bền vững và an toàn.

5.1. Tổng kết các giải pháp xử lý và hiệu quả mang lại

Nghiên cứu đã đưa ra một bộ giải pháp kỹ thuật toàn diện cho vấn đề xử lý nước cấp tại Lương Tài. Việc kết hợp giàn mưa làm thoáng, bể lắng, và bể lọc nhanh đã được chứng minh là phương pháp hiệu quả để xử lý triệt để hàm lượng sắt và mangan cao. Công đoạn khử trùng bằng Clo đảm bảo an toàn về mặt vi sinh. Khi được áp dụng, các giải pháp này sẽ cung cấp nguồn nước sạch, ổn định, đạt tiêu chuẩn QCVN, cải thiện đáng kể chất lượng cuộc sống và sức khỏe cho người dân, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển kinh tế - xã hội của địa phương.

5.2. Kiến nghị về quản lý và bảo vệ tài nguyên nước bền vững

Để bảo vệ nguồn nước Lương Tài Bắc Ninh một cách bền vững, cần thực hiện các kiến nghị sau: (1) Chính quyền địa phương cần tăng cường công tác thanh tra, kiểm soát hoạt động xả thải, yêu cầu các cơ sở sản xuất phải có hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn. (2) Quy hoạch và khoanh vùng các khu vực bảo vệ nghiêm ngặt nguồn nước ngầm, hạn chế các hoạt động có nguy cơ gây ô nhiễm cao. (3) Thúc đẩy các chương trình tuyên truyền, giáo dục cộng đồng về tầm quan trọng của việc sử dụng tiết kiệm nước và không xả rác, chất thải bừa bãi ra sông, kênh. (4) Khuyến khích nghiên cứu và áp dụng các mô hình tái sử dụng nước trong nông nghiệp và công nghiệp để giảm áp lực khai thác tài nguyên nước.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đề tài đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành Công nghệ Môi trường tại Trường Đại học Mỏ - Địa Chất của tác giả Trần Đăng Hùng, dưới sự hướng dẫn của TS. Đỗ Văn Bình, tập trung vào việc nghiên cứu đặc điểm sinh thái và thiết kế hệ thống khai thác, xử lý nước cấp sinh hoạt cho cụm dân cư thị trấn Thứa, huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh.

Huyện Lương Tài nằm ở phía Đông Nam tỉnh Bắc Ninh, có diện tích tự nhiên $101,2\text{ km}^2$, bao gồm 15 xã và thị trấn (thị trấn Thứa, Quảng Phú, Bình Định, Lâm Thao, Phú Lương, Tân Lãng, Trung Chính, Phú Hoà, Trừng Xá, Minh Tân, Lai Hạ, Mỹ Hương, An Thịnh, Trung Kênh). Tọa độ địa lý nằm trong khoảng từ $20^\circ57'51''$ đến $21^\circ15'50''$ vĩ độ Bắc và từ $105^\circ54'14''$ đến $106^\circ18'28''$ kinh độ Đông. Địa bàn huyện giáp huyện Gia Bình ở phía Bắc, huyện Thuận Thành ở phía Tây, sông Thái Bình giáp tỉnh Hải Dương ở phía Đông và phía Nam. Trong bối cảnh tốc độ tăng trưởng kinh tế của huyện đạt 13,5% (năm 2012), sự hình thành của Cụm công nghiệp Táo Đôi (quy mô 14,5 ha) cùng sự gia tăng dân số đô thị tại thị trấn Thứa đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc cung cấp nguồn nước sinh hoạt đạt chuẩn vệ sinh.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm:

1. Điều tra, đánh giá tổng quan điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và hiện trạng tài nguyên nước (nước mưa, nước mặt, nước dưới đất) tại khu vực Lương Tài.
2. Tổng quan cơ sở lý thuyết về cấp nước, các chỉ tiêu chất lượng nước sinh hoạt và công nghệ xử lý nước ngầm.
3. Đánh giá hiện trạng khai thác và chất lượng nước ngầm tại thị trấn Thứa nhằm đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý thích hợp.
4. Tính toán thiết kế chi tiết các công trình đơn vị trong trạm xử lý nước cấp công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
5. Lập dự toán xây dựng, chi phí vận hành và tiến độ thi công toàn bộ hệ thống.

Đối tượng nghiên cứu là nguồn nước dưới đất thuộc tầng chứa nước Pleistocen ($TCNqp_1$) tại thị trấn Thứa và hệ thống công trình khai thác, xử lý nước cấp. Phạm vi không gian nghiên cứu bao quát huyện Lương Tài với trọng tâm thiết kế tại thị trấn Thứa; phạm vi dữ liệu khí tượng, thủy văn và kinh tế - xã hội thu thập từ năm 2000 đến năm 2013.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng dựa trên các cơ sở lý thuyết chuyên ngành về hóa học nước, vi sinh vật học môi trường và kỹ thuật cấp thoát nước:

• Cơ sở lý thuyết về đặc tính nước ngầm: Phân loại nước ngầm hiếu khí và yếm khí; cơ chế hòa tan của các ion kim loại ($Fe^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$) và các chất khí hòa tan ($CO_2$, $H_2S$); các quá trình oxy hóa khử, làm mềm nước, quá trình keo tụ, lắng trọng lực và lọc qua môi trường hạt xốp; lý thuyết khử trùng nước bằng clo.
• Tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng: Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam TCXDVN 33-2006 (Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình - Tiêu chuẩn thiết kế), Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước dưới đất QCVN 09:2008/BTNMT, cùng các quy chuẩn về chất lượng nước ăn uống và sinh hoạt của Bộ Y tế.
• Phương pháp nghiên cứu thực hiện:
  • Phương pháp thu thập và xử lý số liệu thứ cấp: Sử dụng số liệu khí tượng - thủy văn từ Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia qua các trạm Bắc Ninh, Láng, Hải Dương, Cẩm Giàng, Phú Cường; số liệu kinh tế - xã hội và dân số từ Niên giám thống kê tỉnh Bắc Ninh năm 2013.
  • Phương pháp phân tích thí nghiệm: Đánh giá kết quả hút nước thí nghiệm và các thông số chất lượng nước tại tầng chứa nước Pleistocen ($TCNqp_1$) và Holocen ($qh$).
  • Phương pháp tính toán thiết kế công trình: Áp dụng các công thức thủy lực, tính toán công trình thu (giếng khoan), công trình làm thoáng (giàn mưa), bể lọc nhanh trọng lực, bể chứa và trạm bơm cấp 1, cấp 2 theo TCXDVN 33-2006.
  • Phương pháp dự toán kinh tế: Áp dụng hệ thống đơn giá xây dựng tỉnh Bắc Ninh (năm 2013) để tính toán chi phí xây lắp, mua sắm thiết bị và khai toán giá thành sản xuất $1\text{ m}^3$ nước sạch.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội khu vực Lương Tài Bắc Ninh

Chương 1 tổng hợp toàn diện các yếu tố tự nhiên và nhân sinh tác động đến tài nguyên nước của địa phương:

• Địa hình, địa mạo: Địa hình đồng bằng tương đối bằng phẳng, độ cao trung bình 2,0 m so với mực nước biển, độ dốc nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam.
• Khí hậu: Khí hậu nhiệt đới gió mùa. Nhiệt độ trung bình năm đạt 23 - 27°C (nhiệt độ cao nhất tại trạm Bắc Ninh đạt 39,7°C ngày 20/7/2001; thấp nhất 2,8°C ngày 30/12/1975). Số giờ nắng trung bình năm tại Bắc Ninh là 1660,1 giờ. Lượng bốc hơi trung bình năm từ 950 đến 990 mm. Tốc độ gió trung bình 1,5 - 2,5 m/s. Lượng mưa trung bình năm tại trạm Thứa đạt 1449,5 mm, trong đó mùa mưa (tháng 5 - 10) chiếm 83 - 86% tổng lượng mưa năm; hai tháng mưa lớn nhất là tháng 7 và 8 (chiếm 35 - 38% lượng mưa năm).

Yếu tố khí hậu tại trạm Bắc Ninh / Thứa	Giá trị trung bình năm	Tháng cao nhất	Tháng thấp nhất
Nhiệt độ không khí (°C)	23,0 - 27,0	29,1 (Tháng 7)	16,0 (Tháng 1)
Số giờ nắng (giờ)	1660,1	205,5 (Tháng 6)	44,5 (Tháng 2)
Lượng bốc hơi (mm)	950 - 990	97,1 (Tháng 7)	57,0 (Tháng 2)
Lượng mưa trạm Thứa (mm)	1449,5	275,1 (Tháng 8)	15,1 (Tháng 1)
Tốc độ gió (m/s)	1,5 - 2,5	2,3 (Tháng 7)	1,6 (Tháng 9)

• Mạng lưới sông ngòi: Mật độ lưới sông đạt 1,0 - 1,2 km/km², bao gồm sông Thái Bình (đoạn qua Bắc Ninh dài 17 km), sông Ngụ (dài 19,4 km), sông Đồng Khởi (dài 7,6 km), sông Đông Côi - Đại Quảng Bình (dài 23,8 km), sông Bùi (dài 14,5 km), sông Vòng và sông Thứa.
• Kinh tế - xã hội: Dân số toàn huyện năm 2012 là 98.250 người (trong đó khu vực thị trấn Thứa là 8.250 người). Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên giảm xuống mức 10,1%. Huyện có 3 cụm công nghiệp: CCN Táo Đôi (14,5 ha, tỷ lệ lấp đầy 75%), CCN làng nghề Quảng Bố (9,6 ha), CCN Lâm Bình (55,39 ha, tỷ lệ lấp đầy 35%). Nông nghiệp duy trì diện tích lúa 4,8 - 4,9 nghìn ha/vụ, nuôi trồng thủy sản đạt 1.350 ha (2014).
• Đặc điểm tài nguyên nước: Trữ lượng nước mặt phong phú từ hệ thống sông kênh nhưng chất lượng biến động; nguồn nước dưới đất phân bố chủ yếu ở hai tầng chứa nước Holocen ($qh$) và Pleistocen ($qp_1$), trong đó tầng $qp_1$ có chiều dày và trữ lượng khai thác tiềm năng lớn, đáp ứng yêu cầu khai thác công nghiệp và sinh hoạt.

Chương 2: Tổng quan về cấp nước và các biện pháp xử lý nước cấp

Chương 2 hệ thống hóa cơ sở lý luận về kỹ thuật cấp nước:

• Phân loại nguồn nước: Đánh giá chi tiết ưu, nhược điểm của nước mặt, nước ngầm và nước mưa. Nước ngầm có ưu điểm độ đục thấp, nhiệt độ và thành phần hóa học ổn định, không có rong tảo, nhưng thường chứa hàm lượng $Fe^{2+}$, $Mn^{2+}$, khí $CO_2$ hòa tan cao và thiếu oxy.
• Hệ thống chỉ tiêu chất lượng nước:
  • Chỉ tiêu lý học: Nhiệt độ, độ màu (thang Pt-Co), độ đục (đơn vị NTU/JTU), mùi vị, độ nhớt, độ dẫn điện, hoạt độ phóng xạ $\alpha, \beta$.
  • Chỉ tiêu hóa học: Độ cứng carbonat ($CH$) và phi carbonat ($NCH$), độ pH, độ kiềm toàn phần ($m$ và $p$), độ oxy hóa ($KMnO_4$), ion sunfat ($SO_4^{2-}$), clorua ($Cl^-$), sắt, mangan, iot, flo và các chất khí hòa tan ($O_2$, $CO_2$, $H_2S$).
  • Chỉ tiêu vi sinh: Phân tích tác hại của vi khuẩn gây bệnh đường ruột (Shigella spp, Salmonella typhii, Vibrio cholerae), virus (Adenovirus, Poliovirus, HAV, Rotavirus), động vật đơn bào tạo nang kén (Giardia spp, Cryptosporidium spp). Xác định Escherichia coli (E. coli) là sinh vật chỉ thị vệ sinh chuẩn do khả năng tồn tại cao hơn mầm bệnh thông thường và quy trình xét nghiệm nhanh chóng.
• Công nghệ xử lý nước ngầm: Phân tích nguyên lý làm việc của giếng khoan thu nước ngầm, giàn mưa làm thoáng đuổi khí $CO_2$ và oxy hóa $Fe^{2+}$ thành $Fe(OH)_3$, quá trình lắng cặn, quá trình lọc qua bể lọc nhanh và khử trùng nước bằng hợp chất clo.

Chương 3: Hiện trạng khai thác nước thị trấn Thứa và đề xuất công nghệ xử lý

• Hiện trạng và nhu cầu dùng nước: Đánh giá nhu cầu nước sinh hoạt đô thị và dịch vụ tại thị trấn Thứa; phân tích đặc điểm địa chất thủy văn và thành phần tính chất nước ngầm tại chỗ với các thông số đặc trưng (sắt, độ cứng, pH).
• Đề xuất quy trình công nghệ: Thiết lập sơ đồ công nghệ trạm cấp nước công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ khai thác nước ngầm tầng Pleistocen ($qp_1$):
  • Dây chuyền công nghệ: Giếng khoan khai thác $\rightarrow$ Trạm bơm cấp 1 $\rightarrow$ Giàn mưa làm thoáng $\rightarrow$ Bể lọc nhanh $\rightarrow$ Khử trùng bằng Clo $\rightarrow$ Bể chứa nước sạch $\rightarrow$ Trạm bơm cấp 2 $\rightarrow$ Mạng lưới đường ống cấp nước.
• Thuyết minh dây chuyền: Nước ngầm từ giếng khoan được bơm cấp 1 đẩy lên giàn mưa để tiếp xúc với oxy không khí, oxy hóa sắt ($Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+}$ tạo kết tủa $Fe(OH)_3$) đồng thời giải phóng khí $CO_2$ hòa tan. Nước sau làm thoáng chảy tự chảy vào bể lọc nhanh nhằm giữ lại toàn bộ cặn kết tủa bông hydroxit sắt và tạp chất lơ lửng. Nước trong sau lọc được châm dung dịch clo khử trùng trước khi chảy vào bể chứa nước sạch và được trạm bơm cấp 2 bơm vào mạng lưới tiêu thụ.

Chương 4: Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

Chương 4 thực hiện toàn bộ các bước tính toán công nghệ và thủy lực cho từng đơn vị xử lý với công suất thiết kế $800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$:

• Trạm bơm cấp 1 và giếng khoan: Xác định số lượng giếng, đường kính ống vách, chiều sâu ống lọc, tính chọn máy bơm chìm và đường ống truyền tải nước thô.
• Giàn mưa: Tính toán diện tích bề mặt giàn mưa, hệ thống máng/ống phân phối nước có lỗ phun, tính toán lưu lượng không khí tiếp xúc tự nhiên phục vụ quá trình oxy hóa khử sắt.
• Bể lọc nhanh: Tính toán diện tích lọc, chọn vận tốc lọc tiêu chuẩn theo TCXDVN 33-2006, xác định kích thước hạt và chiều dày lớp vật liệu lọc (cát thạch anh), thiết kế lớp sỏi đỡ phân tầng, tính toán hệ thống phân phối nước rửa lọc bằng gió - nước kết hợp và hệ thống máng thu nước rửa.
• Hệ thống khử trùng bằng Clo: Tính toán liều lượng clo hoạt tính cần thiết, dung tích thùng hòa trộn hóa chất, thiết bị định lượng và cấu tạo nhà trạm châm clo an toàn.
• Bể chứa nước sạch: Tính toán dung tích bể chứa dựa trên biểu đồ dao động dùng nước và lưu lượng bơm ổn định của trạm xử lý; tính toán đường kính ống dẫn nước vào, ống hút nước ra, ống xả tràn và xả cặn.
• Trạm bơm cấp 2: Tính toán lưu lượng và cột áp công tác của máy bơm cấp 2; xác định đường kính ống hút và ống đẩy từ trạm bơm vào mạng lưới phân phối.

Chương 5: Dự toán kinh tế và thời gian thi công

• Cơ sở lập dự toán: Căn cứ mặt bằng đơn giá xây dựng, đơn giá vật liệu và nhân công trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh năm 2013; định mức dự toán xây dựng công trình của Bộ Xây dựng.
• Dự toán chi phí xây lắp các hạng mục:
  • Chi phí xây dựng giếng khoan khai thác.
  • Chi phí xây dựng cụm giàn mưa.
  • Chi phí xây dựng bể lọc nhanh.
  • Chi phí xây dựng bể chứa nước sạch.
  • Chi phí xây dựng trạm bơm cấp 1, trạm bơm cấp 2 và nhà hóa chất clo.
• Chi phí thiết bị chính: Bảng kê chi phí mua sắm máy bơm giếng chìm, máy bơm ly tâm cấp 2, van chặn, hệ thống châm clo tự động, đường ống công nghệ.
• Khai toán giá thành $1\text{ m}^3$ nước: Tổng hợp chi phí đầu tư ban đầu phân bổ, chi phí điện năng tiêu thụ, chi phí hóa chất khử trùng (clo) và chi phí nhân công quản lý, vận hành để đưa ra giá thành sản xuất $1\text{ m}^3$ nước sạch.
• Tiến độ thi công: Lập bảng kế hoạch tiến độ các giai đoạn từ chuẩn bị mặt bằng, khoan giếng, thi công xây lắp kết cấu, lắp đặt thiết bị đến vận hành thử nghiệm nghiệm thu.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống xử lý nước cấp thị trấn Thứa được thiết kế đồng bộ theo các thông số kỹ thuật chính:

Hạng mục công trình	Thông số kỹ thuật chính	Chức năng công nghệ
Công suất trạm	$800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$	Cung cấp nước sinh hoạt cho cụm dân cư
Nguồn nước thô	Tầng chứa nước Pleistocen ($TCNqp_1$)	Nguồn nước ngầm có chất lượng ổn định
Giếng khoan & Trạm bơm 1	Giếng khoan khai thác sâu, bơm chìm	Thu gom và đẩy nước thô lên công trình xử lý
Giàn mưa làm thoáng	Kết cấu bê tông cốt thép, phân phối tia	Khử khí $CO_2$, hấp thụ oxy không khí oxy hóa $Fe^{2+}$
Bể lọc nhanh trọng lực	Cát thạch anh + sỏi đỡ nhiều tầng	Giữ lại cặn $Fe(OH)_3$ và huyền phù sau làm thoáng
Nhà châm Clo khử trùng	Thiết bị định lượng dung dịch Clo	Tiêu diệt vi khuẩn, vi sinh vật gây bệnh
Bể chứa nước sạch	Bê tông cốt thép, có nắp kín	Điều hòa lưu lượng, lưu trữ nước sạch dự phòng
Trạm bơm cấp 2	Bơm ly tâm trục ngang	Đẩy nước sạch vào mạng lưới tiêu thụ đạt áp lực

Quy trình vận hành công nghệ: Nước ngầm được khai thác qua hệ thống giếng khoan bằng bơm cấp 1 đẩy lên giàn mưa. Tại đây, quá trình trao đổi khí diễn ra làm giảm áp suất riêng phần của khí $CO_2$, nâng cao giá trị pH của nước và hòa tan oxy không khí, thúc đẩy phản ứng oxy hóa: $$2Fe(HCO_3)_2 + 0,5 O_2 + H_2O \rightarrow 2Fe(OH)_3 \downarrow + 4CO_2 \uparrow$$ Hỗn hợp nước và cặn bông hydroxit sắt tự chảy vào bể lọc nhanh. Lớp vật liệu lọc cát thạch anh có kích thước đồng đều giữ lại các hạt cặn lơ lửng. Nước sau lọc được hòa trộn dung dịch clo với liều lượng tính toán nhằm khử sạch vi khuẩn gây bệnh và duy trì lượng clo dư hợp chuẩn trên mạng lưới. Nước sạch chảy vào bể chứa dự trữ trước khi trạm bơm cấp 2 điều áp đưa đến các điểm dùng nước.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đạt được các kết quả cụ thể:

1. Dữ liệu điều tra môi trường và tài nguyên nước: Tổng hợp hệ thống bảng biểu chi tiết về nhiệt độ, số giờ nắng, lượng bốc hơi, lượng mưa, mạng lưới sông ngòi và các tầng chứa nước ngầm tại huyện Lương Tài.
2. Giải pháp kỹ thuật phù hợp: Xác lập dây chuyền công nghệ xử lý nước ngầm không dùng hóa chất keo tụ đắt tiền mà sử dụng giàn mưa làm thoáng kết hợp lọc nhanh và khử trùng clo, phù hợp với tính chất nước ngầm giàu sắt và điều kiện kinh tế kỹ thuật của địa phương.
3. Bộ hồ sơ tính toán hoàn chỉnh: Tính toán cụ thể các kích thước hình học, thông số thủy lực, vật liệu lọc, thiết bị bơm cho từng công trình đơn vị theo TCXDVN 33-2006.
4. Hiệu quả kinh tế: Xác định tổng mức dự toán đầu tư xây dựng và chi phí vận hành cho $1\text{ m}^3$ nước, cung cấp luận cứ kinh tế - kỹ thuật phục vụ triển khai dự án cấp nước sạch nông thôn/đô thị loại nhỏ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:
  • Dữ liệu chất lượng nước thô chủ yếu tập trung phân tích các chỉ tiêu cơ bản (sắt, độ cứng, pH, vi sinh), chưa có chuỗi quan trắc mở rộng liên tục theo nhiều mùa trong năm.
  • Dự toán kinh tế và đơn giá xây lắp phụ thuộc vào hệ thống đơn giá địa phương thời điểm năm 2013, cần điều chỉnh hệ số trượt giá khi áp dụng ở thời điểm hiện tại.
  • Đồ án tập trung tính toán trạm xử lý, chưa thiết kế chi tiết mạng lưới đường ống cấp nước cấp 3 đến từng hộ tiêu thụ.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Mở rộng quan trắc sự biến động mực nước tĩnh, mực nước động và chất lượng nước dưới đất tầng $qp_1$ theo thời gian khai thác dài hạn.
  • Ứng dụng phần mềm chuyên ngành (như EPANET) để tính toán thủy lực tối ưu hóa mạng lưới đường ống truyền tải và phân phối nước sạch cho toàn bộ thị trấn Thứa.
  • Nghiên cứu giải pháp tự động hóa hệ thống rửa lọc và định lượng hóa chất nhằm nâng cao hiệu quả vận hành trạm cấp nước.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên các ngành Kỹ thuật Môi trường, Công nghệ Môi trường, Kỹ thuật Hạ tầng Đô thị và Kỹ thuật Cấp thoát nước trong quá trình thực hiện đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp thiết kế trạm xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm.
• Cán bộ kỹ thuật và các đơn vị quản lý hạ tầng nông thôn, đô thị khi lập báo cáo kinh tế kỹ thuật cho các trạm cấp nước công suất nhỏ và vừa ($500 - 2000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$).
• Nội dung có giá trị tham khảo cao nhất: Chương 4 (phương pháp tính toán thủy lực giàn mưa, bể lọc nhanh, trạm bơm) và Chương 5 (phương pháp lập dự toán chi phí xây lắp và tính giá thành $1\text{ m}^3$ nước sạch).

Câu hỏi thường gặp

1. Công suất thiết kế của trạm xử lý nước cấp thị trấn Thứa là bao nhiêu?
Trạm xử lý được thiết kế với công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, phục vụ nhu cầu sinh hoạt của cụm dân cư và dịch vụ tại thị trấn Thứa.

2. Nguồn nước thô nào được lựa chọn để khai thác và xử lý?
Nguồn nước được khai thác là nước ngầm từ tầng chứa nước Pleistocen ($TCNqp_1$) tại thị trấn Thứa bằng hệ thống giếng khoan.

3. Dây chuyền công nghệ xử lý chính bao gồm các công trình đơn vị nào?
Dây chuyền công nghệ bao gồm: Giếng khoan khai thác $\rightarrow$ Trạm bơm cấp 1 $\rightarrow$ Giàn mưa làm thoáng $\rightarrow$ Bể lọc nhanh trọng lực $\rightarrow$ Nhà châm Clo khử trùng $\rightarrow$ Bể chứa nước sạch $\rightarrow$ Trạm bơm cấp 2.

4. Vì sao công nghệ giàn mưa được lựa chọn trong hệ thống này?
Giàn mưa giúp tận dụng oxy tự nhiên trong không khí để oxy hóa $Fe^{2+}$ hòa tan thành kết tủa $Fe(OH)_3$, đồng thời khử khí $CO_2$ tự do để nâng pH của nước mà không cần châm thêm hóa chất kiềm hóa, giúp tiết kiệm chi phí vận hành.

5. Đồ án được thực hiện tại cơ sở đào tạo nào và trong thời gian bao lâu?
Đồ án do sinh viên Trần Đăng Hùng thực hiện trong thời gian 3 tháng tại Bộ môn Địa Sinh Thái và Công nghệ Môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất dưới sự hướng dẫn của TS. Đỗ Văn Bình.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Trần Đăng Hùng đã hoàn thành đầy đủ các mục tiêu đề ra, từ việc tổng hợp điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội huyện Lương Tài đến tính toán thiết kế chi tiết trạm cấp nước thị trấn Thứa công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$. Quy trình công nghệ đề xuất sử dụng giàn mưa làm thoáng kết hợp bể lọc nhanh và khử trùng clo là giải pháp kỹ thuật tối ưu, phù hợp với đặc tính nước ngầm giàu sắt của tầng chứa nước Pleistocen. Hồ sơ tính toán thủy lực, bản vẽ công nghệ và dự toán kinh tế mang tính thực tiễn cao, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành về cấp nước sinh hoạt đô thị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC LƯƠNG TÀI BẮC NINH.1 Điều kiện tự nhiên 1.1 Vị trí địa lý Lương Tài là một huyện thuộc tỉnh Bắc Ninh, nằm ở phía Đông Nam của tỉnh. Toàn huyện có diện tích tự nhiên 101,2 km2. Bao gồm 15 xã, thị trấn: TT Thứa, Quảng Phú, Bình Định, Lâm Thao, Phú Lương, Tân Lãng, Trung Chính, Phú Hoà, Trừng Xá, Minh Tân, Lai Hạ, Mỹ Hương, Lai Hạ, An Thịnh, Trung Kênh. Toạ độ địa lý nằm trong khoảng từ 20057’51” đến 21015’50” vĩ độ Bắc; từ 105054’14” đến 106018’28” kinh độ Đông.

Phía Bắc giáp với huyện Gia Bình - tỉnh Bắc Ninh. Phía Tây giáp với huyện Thuận Thành - Bắc Ninh. Phía Đông là sông Thái Bình giáp tỉnh Hải Dương. Phía Nam giáp tỉnh Hải Dương.

Vị trí khu vực nghiên cứu thể hiện trên hình 1.1: Vị trí địa huyện Lương Tài tỉnh Bắc Ninh 3 c9a417 0b4 d8a11 b80ab1e6 c33b6675 3729 f333 dc77b9 3c2 f6 db4dded bd1 c8 f28 8660a5a6 0b51 e2074 856 f7f04b5 9e1b5b4 c3aa55 0c3 7b25 6d3 2e0d5 d6e2 4fcf3 ce9c3949fb9 4f8 3551 02f711abff4 f67aa 2615a5ff 34f9600 b62ae b9f6156e bf 1da48a c4e16 895e6 6ef5 7c4 7a331 c1d2043 7b5 df1 751d0a68 f6749 433 b18a02 b 44df15cd31 f100 6be8 9685 d2a0bca9b2d4 87129 b85 b3f4392 42457 c8 f9ba 7f4 c f0425 4b78 de97 15f304a0 5e7e3 6e497 429db7 c5d8 499 c8ac13f0dd7 4b7e f3a d0 50e81ad473dd5b0de2 83a00 4f3 3ae686 3e03e 10cb054 df6 9cd4152 d0 f7c9b0a2 91aa1bcdd1d9 f30 dd1b47b7f2 fa1e4 d28e7 1c7 7592 67e74 613e6 ddbd15 7435 c7 54a27b1 3b3 4b19 4ffaf996 f69 7d4a0 7dc719 76d0 f5a5 5a6516 9be6a e0e4 b64c4 c25a4 c369 7927 6f8a9 4e55a 755 f899 bcdbfa3 b118 2c3 8b0a4 f99 c9 cc9 4738 074 a828be5 f8 d6b4 f8 d00aa46 43d3a 0175 c68 22c2a6dd03b49030 1f0 7772 36637a 9 b6d07 c03 8e73 ba4d6a 03d9 d95 c602 50e1a 18912 b038 52c0104 b5e6 195a4 dbb2c b75349 f6 b85e0 03a1e1 ba29 deff6d0 10d86a134 3f9 866 c20d6f0 e1a636 75b1 5b d5978 cc6b96 326d7adbd7e1 f3a5 0bae0 6ac4e e78d5b2a2 99f2b5fbae 77c3 9f9 7 5cc4a 550 db9 f34a8 7e6e f14 f7877a 9ff80c696 db69 75e17 0b40 d11e f9 f1dc68 f 3f016a f21 862b1055 ffdf59 81cc83 1a0c3 12c6f2fb b26 b2f9faa05 ddad048a4 8 5a46b1 bf1 1b2 cda1 c22 b97 cfba4f5 fcb89 bdee dff256 ddace98aa49 f85 04aa4 f 1347ba4 c11 9e44 d2db8b4 dd8 0ed1 d98e 9771 c2b7e57 f020 cd6f1e f07 989 c686e eedd49 9ed c46 b45d0dab1f3ff4a 42a03a 02e75 8872 b80e5 2bdc51 b87 d225 fe0a e02c7 f72 25874 2c4 b7ae b8e7 da20a78 54de 7b2 b53 f784a f70 b619 d695 c0a83 d3 84c29 b84ff9 d2e4a 9611 b36b8f9a d7d6e004 b5d71b1 1170 c4a9e 582b8f0 f1 b28 181622 f41 d3df3fb4 f27 c6ab8ec5 89e00 99f2e3a0 f45 b011 1d19 3f8 478d4436 b c9b3 f48 1f4 2eb c2b9 6a46e0 6345 d8dbdbbaa9b50c4b70 f0a5 b8 c7295 8d8 4f7 f0 6c7c31c5c8 e63 f8287 4cd4705 3f0 6e0a9 b2c0fcda12 9c7 81df0c2520 8a725 d6b 7b8ff5b9eeb4 b01a3a 05c76bc35 c92e 3675 f6d883d013d29b58818 65bb049 894 1d6d9 c80 1227ff9 1b95 e6958 28c605e2a e49bb61 770c794a7 4db4782 b0d2 7dc2 1.2 Địa hình, địa mạo Nằm trong vùng đồng bằng sông Hồng, cho nên địa hình toàn huyện tương đối bằng phẳng, độ dốc nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Phía Nam và Đông Nam. Độ cao trung bình trong toàn huyện so với mặt nước biển là 2,0m. Nhìn chung địa bàn của huyện thuận lợi cho phát triển mạng lưới giao thông, thủy lợi, xây dựng cơ sở hạ tầng, mở rộng mạng lưới khu dân cư, xây dựng khu công nghiệp và kiến thiết đồng ruộng tạo ra những vùng chuyên canh lúa, màu và cây công nghiệp ngắn ngày.

Tuy nhiên một số vùng có địa hình trũng cũng gây khó khăn cho quá trình tiêu thoát nước.3 Đặc điểm khí hậu Huyện Lương Tài thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đông bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4, mùa hè từ tháng 5 đến tháng 10. Đặc trưng thời tiết là nóng ẩm và mưa nhiều.1 Chế độ nhiệt Nhiệt độ trung bình năm đạt khoảng 23 - 270C. Tháng có nhiệt độ trung bình lớn nhất thường rơi vào tháng VI và tháng VII, nhiệt độ trung bình hai tháng này từ 28 - 33 0C. Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là tháng I, nhiệt độ trung bình tháng này chỉ từ 16- 200C.

Nhiệt độ lớn nhất quan trắc được tại trạm Bắc Ninh là 39,7 0C vào ngày 20/7/2001, tại trạm Láng là 42,80C vào tháng 5/1926 và tại trạm Hải Dương là 38,9 0C ngày 3/7/2004. Biến động nhiệt độ trong tỉnh rất lớn, chênh lệch giữa nhiệt độ cao nhất và thấp nhất thường trên 350C thậm chí tới 400C. Nhiệt độ thấp nhất quan trắc được tại trạm Bắc Ninh chỉ là 2,80C vào ngày 30/12/1975, tại trạm Láng là 2,70C ngày 12/1/1955 và tại trạm Hải Dương là 3,20C ngày 18/12/1975.1: Nhiệt độ không khí trung bình tháng T háng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Trạm Bắc 16, 17,2 20 23,7 27, 28,8 29,1 28,3 27, 24,7 21,2 17,8 Ninh 0 3 3 Hà nội 19, 19,9 22,8 27,0 31, 32,6 32,9 31,9 30, 28,6 25,2 21,8 3 5 9 4 c9a417 0b4 d8a11 b80ab1e6 c33b6675 3729 f333 dc77b9 3c2 f6 db4dded bd1 c8 f28 8660a5a6 0b51 e2074 856 f7f04b5 9e1b5b4 c3aa55 0c3 7b25 6d3 2e0d5 d6e2 4fcf3 ce9c3949fb9 4f8 3551 02f711abff4 f67aa 2615a5ff 34f9600 b62ae b9f6156e bf 1da48a c4e16 895e6 6ef5 7c4 7a331 c1d2043 7b5 df1 751d0a68 f6749 433 b18a02 b 44df15cd31 f100 6be8 9685 d2a0bca9b2d4 87129 b85 b3f4392 42457 c8 f9ba 7f4 c f0425 4b78 de97 15f304a0 5e7e3 6e497 429db7 c5d8 499 c8ac13f0dd7 4b7e f3a d0 50e81ad473dd5b0de2 83a00 4f3 3ae686 3e03e 10cb054 df6 9cd4152 d0 f7c9b0a2 91aa1bcdd1d9 f30 dd1b47b7f2 fa1e4 d28e7 1c7 7592 67e74 613e6 ddbd15 7435 c7 54a27b1 3b3 4b19 4ffaf996 f69 7d4a0 7dc719 76d0 f5a5 5a6516 9be6a e0e4 b64c4 c25a4 c369 7927 6f8a9 4e55a 755 f899 bcdbfa3 b118 2c3 8b0a4 f99 c9 cc9 4738 074 a828be5 f8 d6b4 f8 d00aa46 43d3a 0175 c68 22c2a6dd03b49030 1f0 7772 36637a 9 b6d07 c03 8e73 ba4d6a 03d9 d95 c602 50e1a 18912 b038 52c0104 b5e6 195a4 dbb2c b75349 f6 b85e0 03a1e1 ba29 deff6d0 10d86a134 3f9 866 c20d6f0 e1a636 75b1 5b d5978 cc6b96 326d7adbd7e1 f3a5 0bae0 6ac4e e78d5b2a2 99f2b5fbae 77c3 9f9 7 5cc4a 550 db9 f34a8 7e6e f14 f7877a 9ff80c696 db69 75e17 0b40 d11e f9 f1dc68 f 3f016a f21 862b1055 ffdf59 81cc83 1a0c3 12c6f2fb b26 b2f9faa05 ddad048a4 8 5a46b1 bf1 1b2 cda1 c22 b97 cfba4f5 fcb89 bdee dff256 ddace98aa49 f85 04aa4 f 1347ba4 c11 9e44 d2db8b4 dd8 0ed1 d98e 9771 c2b7e57 f020 cd6f1e f07 989 c686e eedd49 9ed c46 b45d0dab1f3ff4a 42a03a 02e75 8872 b80e5 2bdc51 b87 d225 fe0a e02c7 f72 25874 2c4 b7ae b8e7 da20a78 54de 7b2 b53 f784a f70 b619 d695 c0a83 d3 84c29 b84ff9 d2e4a 9611 b36b8f9a d7d6e004 b5d71b1 1170 c4a9e 582b8f0 f1 b28 181622 f41 d3df3fb4 f27 c6ab8ec5 89e00 99f2e3a0 f45 b011 1d19 3f8 478d4436 b c9b3 f48 1f4 2eb c2b9 6a46e0 6345 d8dbdbbaa9b50c4b70 f0a5 b8 c7295 8d8 4f7 f0 6c7c31c5c8 e63 f8287 4cd4705 3f0 6e0a9 b2c0fcda12 9c7 81df0c2520 8a725 d6b 7b8ff5b9eeb4 b01a3a 05c76bc35 c92e 3675 f6d883d013d29b58818 65bb049 894 1d6d9 c80 1227ff9 1b95 e6958 28c605e2a e49bb61 770c794a7 4db4782 b0d2 7dc2 Bắc 16, 17,8 20,4 24,3 27, 29,0 29,1 28,5 27, 25,5 21,6 17,9 Giang 9 2 5 Hải 19, 19,7 22,5 26,4 30, 32,2 32,4 31,6 30, 28,4 25,3 21,6 Dương 4 6 5 Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc Gia 1.2 Nắng Số giờ nắng trung bình khoảng từ 1400 đến 1700 giờ. Tháng nhiều nắng nhất là tháng 7 đến tháng 9, trung bình số giờ nắng mỗi tháng từ 160 đến 200 giờ.

Tháng ít nắng nhất là tháng 2 và tháng 3, trung bình chỉ từ 40 đến 50 giờ mỗi tháng.2: Tổng số giờ nắng trung bình tháng Đơn vị: giờ Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Bắc 78, 44, 47, 192, 175, 205, 180, 191, 175, 154, 122, 1660, 91,0 Ninh 1 5 4 8 5 5 8 8 8 2 8 1 Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc Gia 1.3 Lượng bốc hơi Khả năng bốc hơi trên khu vực phụ thuộc vào các yếu tố khí hậu: Nhiệt độ không khí, nắng, gió, độ ẩm, mặt đệm…Huyện Lương Tài có nhiệt độ khá cao kết hợp với tốc độ gió cũng tương đối lớn nên lượng bốc hơi ở đây tương đối cao, trung bình nhiều năm từ 950 đến 990 mm/năm. Lượng bốc hơi lớn nhất quan trắc được là 1.348mm năm 2003 tại trạm Bắc Binh, lượng bốc hơi nhỏ nhất vào tháng II đến tháng IV với lượng bốc hơi khoảng 50÷70mm/tháng.3: Tổng lượng bốc hơi trung bình tháng Đơn vị: mm Thán g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Trạm Bắc 70, 57, 57, 64, 91, 94,1 97,1 80, 82, 87,1 85, 81, Ninh 8 0 9 2 9 8 5 8 3 5 c9a417 0b4 d8a11 b80ab1e6 c33b6675 3729 f333 dc77b9 3c2 f6 db4dded bd1 c8 f28 8660a5a6 0b51 e2074 856 f7f04b5 9e1b5b4 c3aa55 0c3 7b25 6d3 2e0d5 d6e2 4fcf3 ce9c3949fb9 4f8 3551 02f711abff4 f67aa 2615a5ff 34f9600 b62ae b9f6156e bf 1da48a c4e16 895e6 6ef5 7c4 7a331 c1d2043 7b5 df1 751d0a68 f6749 433 b18a02 b 44df15cd31 f100 6be8 9685 d2a0bca9b2d4 87129 b85 b3f4392 42457 c8 f9ba 7f4 c f0425 4b78 de97 15f304a0 5e7e3 6e497 429db7 c5d8 499 c8ac13f0dd7 4b7e f3a d0 50e81ad473dd5b0de2 83a00 4f3 3ae686 3e03e 10cb054 df6 9cd4152 d0 f7c9b0a2 91aa1bcdd1d9 f30 dd1b47b7f2 fa1e4 d28e7 1c7 7592 67e74 613e6 ddbd15 7435 c7 54a27b1 3b3 4b19 4ffaf996 f69 7d4a0 7dc719 76d0 f5a5 5a6516 9be6a e0e4 b64c4 c25a4 c369 7927 6f8a9 4e55a 755 f899 bcdbfa3 b118 2c3 8b0a4 f99 c9 cc9 4738 074 a828be5 f8 d6b4 f8 d00aa46 43d3a 0175 c68 22c2a6dd03b49030 1f0 7772 36637a 9 b6d07 c03 8e73 ba4d6a 03d9 d95 c602 50e1a 18912 b038 52c0104 b5e6 195a4 dbb2c b75349 f6 b85e0 03a1e1 ba29 deff6d0 10d86a134 3f9 866 c20d6f0 e1a636 75b1 5b d5978 cc6b96 326d7adbd7e1 f3a5 0bae0 6ac4e e78d5b2a2 99f2b5fbae 77c3 9f9 7 5cc4a 550 db9 f34a8 7e6e f14 f7877a 9ff80c696 db69 75e17 0b40 d11e f9 f1dc68 f 3f016a f21 862b1055 ffdf59 81cc83 1a0c3 12c6f2fb b26 b2f9faa05 ddad048a4 8 5a46b1 bf1 1b2 cda1 c22 b97 cfba4f5 fcb89 bdee dff256 ddace98aa49 f85 04aa4 f 1347ba4 c11 9e44 d2db8b4 dd8 0ed1 d98e 9771 c2b7e57 f020 cd6f1e f07 989 c686e eedd49 9ed c46 b45d0dab1f3ff4a 42a03a 02e75 8872 b80e5 2bdc51 b87 d225 fe0a e02c7 f72 25874 2c4 b7ae b8e7 da20a78 54de 7b2 b53 f784a f70 b619 d695 c0a83 d3 84c29 b84ff9 d2e4a 9611 b36b8f9a d7d6e004 b5d71b1 1170 c4a9e 582b8f0 f1 b28 181622 f41 d3df3fb4 f27 c6ab8ec5 89e00 99f2e3a0 f45 b011 1d19 3f8 478d4436 b c9b3 f48 1f4 2eb c2b9 6a46e0 6345 d8dbdbbaa9b50c4b70 f0a5 b8 c7295 8d8 4f7 f0 6c7c31c5c8 e63 f8287 4cd4705 3f0 6e0a9 b2c0fcda12 9c7 81df0c2520 8a725 d6b 7b8ff5b9eeb4 b01a3a 05c76bc35 c92e 3675 f6d883d013d29b58818 65bb049 894 1d6d9 c80 1227ff9 1b95 e6958 28c605e2a e49bb61 770c794a7 4db4782 b0d2 7dc2 Thán g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Trạm Hà 70, 57, 56, 65, 95, 98,2 98,5 83, 86, 97,4 89, 83, nội 0 4 7 6 8 6 9 6 5 Bắc 72, 64, 62, 63, 86, 89,1 87,3 72, 84, 100, 93, 91, Giang 7 4 2 4 9 4 8 6 3 6 Hải 76, 58, 53, 57, 85, 100, 109, 78, 77, 97,5 99, 94, Dươn 8 2 6 0 7 8 7 0 9 4 0 g Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc Gia 1.4 Gió bão Hướng gió thịnh hành trong huyện mùa hè là gió Nam và Đông Nam. Mùa Đông hướng gió thịnh hành là gió mùa Đông Bắc. Tốc độ gió trung bình vào khoảng 1,52,5 m/s.