MỞ ĐẦU Nƣớc ta có nguồn nƣớc thiên nhiên khá dồi dào. Tuy nhiên hiện nay phần lớn trong số đó đều bị ô nhiễm nghiêm trọng vấn đề này làm cho nguồn nƣớc sạch ngày càng khan hiếm để sử dụng cho mục đích ăn uống sinh hoạt… Một trong những vấn đề nan giải và chiếm phạm vi khá rộng đó là nƣớc bị chua phèn. Đặc biệt ở đồng bằng Sông Cửu Long, ngƣời dân nơi đây nhiều năm nay phải tiếp xúc trực tiếp với nguồn nƣớc này. Nƣớc chua phèn đã gây nhiều bất tiện trong sinh hoạt của ngƣời dân nhƣ làm vàng ố tất cả các vật chứa đựng nƣớc và cả quần áo, nguy hại hơn nếu dùng nƣớc này lâu ngày sẽ ảnh hƣởng không tốt đến sức khỏe con ngƣời.
Xuất phát từ vấn đề thực tế trong cuộc sống, nhóm quyết định chọn đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước chua phèn khu vực đồng bằng sông Cửu Long với công suất 1000 m3/ngàyđêm” với mục đích góp một phần nhỏ tham gia vào công việc xử lý nguồn nƣớc ở vùng sông nƣớc để đem lại cuộc sống sinh hoạt thoải mái cho ngƣời dân. Đề tài này thực ra đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm và đã tiến hành xây dựng khá nhiều công trình xử lý, hiện nay đã có một số công trình đƣợc áp dụng trong cộng đồng dân cƣ và cũng đã đem lại hiệu quả bƣớc đầu, dù vậy nhóm vẫn quyết định chọn đề tài. Khi tiến hành xây dựng đề tài, nhóm đã dựa trên các phƣơng pháp thu thập thông tin, tra cứu số liệu, tìm hiểu tiếp cận thực tế, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc chua phèn đạt tiêu chuẩn cấp cho sinh hoạt. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC PHÈN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1.
GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1. Vị trí địa lý Đồng bằng sông Cửu Long nằm cuối của lãnh thổ Việt Nam thuộc hạ lƣu sông Mêkông, gồm 1 thành phố Cần Thơ (trực thuộc trung ƣơng) và 12 tỉnh: Long An, Tiền Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long, Bến Tre, Trà Vinh, Hậu Giang, Sóc Trăng, An Giang, Kiên Giang, Bạc Liêu, Cà Mau. Là kết quả của sự bồi đắp phù sa từ 2 nhánh sông Tiền sông Hậu của sông Cửu Long và vẫn tiếp tục lấn ra biển, nhất là mũi Cà Mau. Phía tây là vùng Đông Nam Việt, phía bắc giáp Campuchia, phía Tây Nam là vịnh Thái Lan, phía Đông Nam là biển Đông.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồng bằng sông Cửu Long nằm trong khu vực có đƣờng giao thông hàng hải và hảng không quốc tế quan trọng giữa Đông Nam Á, Đông Á cũng nhƣ Châu Úc và các quần đảo khác trong Thái Bình Dƣơng. Điều kiện tự nhiên Địa hình: thấp và bằng phẳng, chủ yếu là đồng bằng phù sa trẻ bồi đắp bởi sông Mêkông rất ít đồi núi dọc theo biên giới Việt - Miên (vùng phù sa cổ từ An Giang tới Hà Tiên). Vùng gò cao ven sông Tiền và sông Hậu (cao 1 - 3m). Vùng giồng cát ven biển (cao 1 - 5m).734 km2 (khoảng 4 triệu ha), chủ yếu là đất phù sa ngọt (1,2 triệu ha), đất nhiễm mặn và phèn chiếm 2,5 triệu ha; phần lớn là vùng rừng ngập mặn ven biển và Cà Mau.
Đồng bằng sông Cửu Long có khoảng 16 triệu dân, là vùng kinh tế trọng điểm nông nghiệp lớn nhất nƣớc, có sông Cửu Long (Mêkông) là nơi cung cấp nƣớc sản xuất sinh hoạt chính trong vùng. Hệ thống sông rạch chằng chịt thuộc 2 con sông chính của sông Mêkông (dài 3650 km, diện tích toàn lƣu vực: 600.000km2) là sông Tiền và sông Hậu. Lƣu lƣợng: bình quân 14. Lũ lụt: thƣờng vào tháng 7 đến tháng 12.
Khí hậu cận nhiệt đới với đặc điểm nóng, ẩm và mƣa nhiều tạo ra sự đa dạng sinh học trên cạn và dƣới nƣớc, thuận lợi cho sự phát triển nông ngƣ nghiệp. Tuy nhiên, thiên nhiên cũng tạo ra không ít khó khăn cho sản xuất và đời sống của ngƣời dân vùng đồng bằng sông Cửu Long. Vùng đồng bằng sông Cửu Long cần đƣợc nghiên cứu để sớm tìm ra biện pháp “phòng chống” (hạn chế tác hại?) lũ lụt hay phải “sống chung với lũ” nhƣ thế nào? Phải cải tạo đất phèn, nhiễm mặn nhƣ thế nào? Làm thế nào để có thể cung cấp nƣớc ngọt và nƣớc sạch LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com cho tất cả ngƣời dân vùng này, nhất là trong mùa khô hạn? Hiện tƣợng ElNino và “trái đất nóng dần lên” (global warming) có ảnh hƣởng nhƣ thế nào đến vùng này? Giao thông vùng đồng bằng sông Cửu Long: chủ yếu là hệ thống sông rạch chằng chịt thuộc 2 con sông chính của sông Mêkông là sông Tiền và sông Hậu. Nhƣng do tập quán canh tác, ăn ở đi lại trên sông nƣớc, nhất là các năm gần đây công nghiệp các tỉnh phát triển, canh tác nông nghiệp dùng phân bón, thuốc trừ sâu ngày càng nhiều nên làm ảnh hƣởng nhất định đến môi trƣờng nƣớc mặt cũng nhƣ tầng ngầm.
Từ đó làm ảnh hƣởng đến tài nguyên nƣớc, ảnh hƣởng đến nƣớc sản xuất sinh hoạt của nhân dân, nhất là trong mùa lũ lụt, mùa khô ở các vùng sâu, vùng ven biển đồng bằng sông Cửu Long. NƢỚC PHÈN VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƢỚC PHÈN 1. Nƣớc phèn là gì? Ở đồng bằng sông Cửu Long và một số nơi gần biển, nƣớc có độ acid khá cao, tức có pH thấp, ngƣời dân gọi là nƣớc phèn vì có vị chua. Acid trong nƣớc phèn là sulphuric acid, đƣợc tạo thành khi đất phèn (pyrite (FeS2)) tiếp xúc với không khí.
Đất phèn đƣợc hình thành do quá trình kiến tạo địa chất. Theo độ sâu của tầng phèn trong đất thì đất phèn đƣợc chia thành 3 loại: Đất phèn nặng sẽ có tầng phèn hoạt động nằm ở cách mặt đất khoảng 50cm. Đất phèn trung bình thì tầng phèn nằm cách mặt đất từ 50 – 100cm. Đất phèn nhẹ khi có tầng phèn nằm cách mặt đất 100 – 150cm.
Với độ sâu trên 150cm thì chúng ta không cần quan tâm bởi vì vật liệu sinh phèn đã ở xa vùng rễ nên sẽ không gây ảnh hƣởng cho cây trồng. Nhƣ vậy đất nào có tầng phèn càng ở gần mặt đất hay gần vùng rễ cây thì đó là đất phèn nặng. Dựa trên sự hình thành và phát triển của đất, chia đất phèn ra làm 2 loại: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đất phèn tiềm tàng (Potential acid sulphate soil): đƣợc hình thành trong vùng chịu ảnh hƣởng của nƣớc có chứa nhiều sulfate. Trong điều kiệm yếm khí cùng với hoạt động của vi sinh vật, sulfate bị khử để tạo thành sulfur và chất này sẽ kết hợp với sắt có trong trầm tích để tạo thành FeS2.
Đất phèn hoạt động (Actual acid sulphate soil): trạng thái tiềm tàng hình thành trong điều kiện khử, nhƣng trạng thái hoạt động phải có sự oxid hóa. Khoáng vật luôn luôn hiện diện trong đất phèn hoạt động là khoáng jarosite, đây là sản phẩm của tiến trình oxid hóa từ vật liệu sinh phèn (pyrite). Một số hợp chất và tinh khoáng khác thƣờng hiện diện trong đất phèn hoạt động nhƣ là hydroxide sắt (Fe(OH)3), geothite (FeO. Ngoài ra, tại một số vùng có thể có sự hiện diện của một ít gypsum (CaSO4.2H2O) nhƣng không nhiều và không dễ dàng nhận ra sự hiện diện của chúng.
Khi phèn tiềm tàng trở thành phèn hoạt động thì tùy theo loại độc chất mà chúng có thể tan hoặc không tan, có thể tạo nên váng màu vàng hay ánh bạc nên biểu hiện trên đồng ruộng cũng khác nhau. Nếu độc chất phèn là sắt thì sẽ thấy màu đỏ nâu của rỉ sắt (còn gọi là phèn nóng) và độc chất phèn nhôm sẽ có màu trắng (còn gọi là phèn lạnh). Nƣớc chua phèn không có môi trƣờng đệm (hàm lƣợng ion HCO3 và CO32 không có hoặc rất thấp) nên không thích hợp cho đời sống của các sinh vật sống dƣới nƣớc. Thành phần hoá học của nƣớc phèn Thành phần hóa học nƣớc phèn trƣớc xử lý (Đơn vị: mg/l) STT Các chỉ tiêu Số mẫu phân tích Nồng độ 1.
Nhôm 25 - 120 0,5 - 3,0 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com STT Các chỉ tiêu Số mẫu phân tích Nồng độ 5. Amoni 25 - 100 00 Nƣớc phèn ở đồng bằng sông Cửu Long có đặc tính: Màu: vàng đục, nhiều tạp chất hữu cơ pH: 2,5 - 3,5 Độ kiềm: 0 ( CO32 = 0, HCO3 = 0) Hàm lƣợng sắt: 25 – 70 mg/l Hàm lƣợng SO42 : 100 – 380 mg/l Độ mặn: 180 mg/l 1. HIỆN TRẠNG NGUỒN NƢỚC Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1. Nƣớc sinh hoạt ở vùng đất phèn đồng bằng Cửu Long Ở đồng bằng Cửu Long, đất phèn chiếm gần một nửa tổng diện tích.
Ngƣời dân khu vực này, đặc biệt là vùng xa thành phố vẫn phải dùng nguồn nƣớc nhiễm phèn cho mọi sinh hoạt hằng ngày từ tắm giặt đến ăn uống…Để giảm bớt độ phèn, các biện pháp truyền thống nhƣ lắng bằng vôi, tro thƣờng đƣợc sử dụng, phổ biến nhất là tro cây tràm. Tuy nhiên, cách chống đỡ đơn giản này tác dụng rất hạn chế, nƣớc qua bể lọc tự tạo còn vị chát. Gần đây chất lƣợng nƣớc mặt các kênh rạch tiếp tục xấu đi do bị ô nhiễm bởi thuốc trừ sâu, kim loại nặng, vết xăng dầu. khiến hệ thống bể lọc hầu nhƣ không còn tác dụng, những “căn bệnh lạ” cứ lần lƣợt xuất hiện.
Qua khảo sát đánh giá, vùng nhiễm phèn chiếm 41% diện tích đồng bằng sông Cửu Long, bao gồm vùng Tây Bắc Long An, Đồng Tháp Mƣời, Tứ Giác LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Long Xuyên và Tây sông Hậu. Thời gian nhiễm phèn từ 2 – 6 tháng. Vào mùa mƣa nƣớc mƣa rửa trôi đất phèn, mang theo nhiều sắt, nhôm sunfat và axit mùn hữu cơ. Đặc trƣng của nƣớc chua phèn là chứa nhiều ion H+ và các muối thủy phân mang tính axit nhƣ AlCl3, Al2(SO4)3, FeCl3, Fe2(SO4)3, FeSO4.
Nƣớc chua phèn không có môi trƣờng đệm (hàm lƣợng ion HCO3-, CO3- không có hoặc rất thấp) nên không thích hợp cho đời sống của các sinh vật sống dƣới nƣớc. Các vùng trũng, nƣớc đọng chứa rất nhiều sunfat, các vùng có địa hình hàm lƣợng sunfat có trong nƣớc ít hơn. Ðây là một hiện tƣợng tự nhiên ở đồng bằng sông Cửu Long thƣờng thấy trong những năm hạn hán vì đồng bằng này có đến 1,6 triệu ha đất phèn, nhất là ở Ðồng Tháp Mƣời và Tứ giác Long Xuyên.