09/05/2017
Tại Việt Nam, phần lớn dân cư sống ở vùng nông thôn đang trong tình trạng thiếu nước sạch. Thực tế hiện nay cho thấy, trong số 80% dân số sống ở nông thôn thì chỉ có 60% hộ dân được sử dụng nước sạch. Nước sử dụng cho sinh hoạt bao gồm: nước mặt (chiếm 70%) và nước ngầm (chiếm 30%), nhưng nguồn nước ngầm và nước mặt nước ta phân bố không đồng đều và phụ thuộc vào lượng mưa hàng tháng nên đa phần khu vực miền núi, miền Trung thiếu nước, đặc biệt vào mùa khô. Người dân được tiếp cận với nguồn nước sạch chỉ trên 28%. Để đảm bảo cho mọi người dân có thể tiếp cận với nước sạch theo mục tiêu Phát triển Thiên niên kỷ của Liên hợp quốc, cần quan tâm đến các biện pháp về kinh tế, công nghệ để cung cấp nước cho cộng đồng dân nghèo. Hiện nay, cách tiếp cận công nghệ đang được lựa chọn trong xử lý ô nhiễm nước, cung cấp nước sạch cho cộng đồng dân cư. Do vậy, việc nghiên cứu công nghệ ôxy hóa - lọc tiếp xúc kết hợp vi sinh vật là cấp thiết và có ý nghĩa quan trọng, nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm nước ở các vùng nông thôn hiện nay.
 |
|
Người dân thường sử dụng nước ngầm trong sinh hoạt hàng ngày |
Trong nguồn nước, sắt, mangan thường tồn tại dưới dạng ion Fe2+, Mn2+ kết hợp với các gốc bicacbonat, sunfat, clorua; đôi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic. NH4+ tồn tại trong nước dưới nhiều dạng khác nhau, nhưng chủ yếu ở dạng muối hòa tan NH4+. Bên cạnh đó, nước không có ôxy, nhưng có thể chứa nhiều khí như: CO2, H2S… Hàm lượng CO2 cao chứng tỏ quá trình ôxy hóa các chất hữu cơ dưới tác dụng của vi sinh vật đã xảy ra và nồng độ ôxy bằng 0 cho thấy điều kiện kỵ khí đã hình thành. Như vậy, vi sinh vật không chỉ tạo ra môi trường kỵ khí cần thiết cho quá trình khử mà còn có khả năng khử trực tiếp sắt, mangan, amoni trong nước.
Việt Nam có nguồn nước ngầm phong phú về trữ lượng và khá tốt về chất lượng. Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, được tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá, hoặc do sự thẩm thấu của nguồn nước mặt, nước mưa… Đối với các hệ thống cấp nước cho cộng đồng thì nguồn nước ngầm được người dân sử dụng nhiều, vì các nguồn nước mặt thường bị ô nhiễm và lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa. Nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi các tác động của con người. Đặc biệt, trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp. Bên cạnh đó, các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hòa tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, các quá trình phong hóa và sinh hóa trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện phong hóa tốt, có nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hòa tan, chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa ngấm vào đất.
Ngoài ra, nước ngầm cũng có thể bị ô nhiễm do tác động của con người. Các chất thải của con người và động vật, chất thải sinh hoạt, chất thải nguy hại và phân bón hóa học… sẽ ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. Mặt khác, các kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn... thường không tham gia, hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hóa của các thể sinh vật và tích lũy trong cơ thể chúng. Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại với sinh vật. Hiện tượng nước bị ô nhiễm kim loại nặng thường có trong các lưu vực nước gần các khu công nghiệp, thành phố lớn và khu vực khai thác khoáng sản. Nguyên nhân chủ yếu là do nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không được xử lý, hoặc xử lý không đạt yêu cầu thải ra môi trường, tác động tiêu cực tới môi trường sống của sinh vật và con người…
Trước thực trạng trên, nhóm tác giả đã nghiên cứu công nghệ ôxy hóa - lọc tiếp xúc kết hợp vi sinh vật (Chemiles). Công nghệ này được nghiên cứu trên cơ sở ứng dụng vật liệu lọc cát thạch anh, sỏi, kết hợp hệ vi sinh vật trong nguồn nước, không khí để xúc tác chuyển các hợp chất không bền từ tính độc sang không độc và được loại bỏ ra ngoài môi trường mà không sử dụng bất kỳ loại hóa chất nào để xử lý.
 |
|
Hệ thống xử lý đồng thời sắt, mangan, amoni trong nước ngầm bằng công nghệ Chemiles, đề tài hợp tác nghiên cứu ứng dụng giữa Công ty Nước sạch Hà Nội, Công ty Nagaoka (Nhật Bản) và Bộ môn Cấp thoát nước (Trường Đại học Xây dựng) thực hiện |
Công nghệ Chemiles do Công ty Nagaoka International Coorporation (Nhật Bản) triển khai thực hiện. Toàn bộ hệ thống được lập trình để vận hành tự động, với chế độ vận hành được hiệu chỉnh theo yêu cầu. Dữ liệu được tự động truyền cho nhóm nghiên cứu qua internet. Công nghệ xử lý nước ngầm không dùng hóa chất Chemiles có khả năng xử lý đồng thời sắt, mangan, asen, amoni, bằng phương pháp ôxy hóa, làm thoáng hiệu suất cao, kết hợp với lọc cao tải (17 m/giờ), nơi diễn ra đồng thời quá trình xử lý hóa - lý và lọc sinh học. Tùy theo yêu cầu, nước sau xử lý có thể tuần hoàn lại ngăn làm thoáng và cột lọc. Bể lọc được rửa bằng phương pháp rửa ngược bằng nước, kết hợp với sục rửa bề mặt có kiểm soát. Đặc biệt, công nghệ này sẽ xử lý sắt, mangan, asen, amoni trong cùng một tháp lọc, giúp giảm tối ưu diện tích lắp đặt và chi phí xây dựng; tốc độ lọc nhanh (400 m/ngày); vận hành đơn giản và dễ dàng bảo trì; có hệ thống giám sát từ xa…
Mặc dù, trong những năm gần đây, tình hình xử lý ô nhiễm nước ngầm ở nước ta đã có những chuyển biến tích cực, tuy nhiên, vẫn tồn tại nhiều vấn đề bất cập như: Hạn chế về công nghệ, ý thức của doanh nghiệp, người dân trong việc BVMT chưa cao... Vì vậy, ngoài đầu tư vào xử lý, các cấp quản lý cần chú trọng đến công tác tuyên truyền và giáo dục kiến thức, ý thức BVMT cho người dân, doanh nghiệp.
Hiện hệ thống xử lý nước ngầm Chemiles đã được ứng dụng tại các nhà mày cấp nước như Nhà máy nước tại Hyogo, TP. Matsuyama (Nhật Bản); nhà máy giấy, nhà máy giặt là, tại các bệnh viện ở Nhật Bản. Công ty Nagaoka đã hoàn thành dự án thí điểm tại Mỹ theo Chương trình "Kiểm nghiệm các công nghệ xử lý môi trường" của Cục BVMT Mỹ. Tại Việt Nam, Công ty cũng hoàn thành dự án thí điểm công nghệ xử lý nước ngầm tại Nhà máy nước thuộc Công ty HAWACO (Hà Nội) và Dự án xây dựng xưởng nước đóng chai tại Trung tâm Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước quốc gia.
Nói chung, hệ thống xử lý nước ngầm Chemiles có tính ưu việt cao, đem lại hiệu quả xử lý tối ưu và phù hợp với điều kiện chất lượng nước tại Việt Nam. Hệ thống này cần được ứng dụng rộng rãi trong thời gian tới.
ThS. Trần Văn Dũng - Khổng Việt Dũng - Đinh Trà Liên
Trung tâm Chất lượng và Bảo vệ tài nguyên nước
Trung tâm Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước quốc gia
Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường số 4/2017
