25-05-2019

Dẫn nhập

Ngoài số lượng nước được cung cấp, chất lượng nước cũng là mối quan tâm hàng đầu. Ngay cả người xưa cũng đánh giá cao tầm quan trọng của độ tinh khiết trong nước. Các tác phẩm tiếng Phạn từ đầu năm 2000 trước Công nguyên cho biết cách làm sạch nước bằng cách đun sôi và lọc. Nhưng mãi đến giữa thế kỷ 19, người ta mới chứng minh được mối liên hệ trực tiếp giữa nước bị ô nhiễm và bệnh dịch tả, cho đến cuối thế kỷ đó, nhà vi khuẩn học người Đức Robert Koch mới chứng minh được lý thuyết mầm bệnh. thiết lập một cơ sở khoa học cho việc xử lý và vệ sinh nước uống.

 

Xử lý nước là gì?

Xử lý nước là gì

Xử lý nước là sự thay đổi nguồn nước để đáp ứng chất lượng nước đã được chỉ định. Vào cuối thế kỷ 19 và đầu ngày 20, mục tiêu chính của xử lý nước là loại bỏ các bệnh chết người dưới nước. Việc xử lý nước uống công cộng nhằm loại bỏ mầm bệnh hoặc vi khuẩn gây bệnh bắt đầu từ thời điểm đó. Phương pháp xử lý nước bao gồm lọc cát cũng như sử dụng clo để khử trùng nước. Việc loại bỏ ảo các bệnh như dịch tả và thương hàn ở các nước phát triển đã chứng minh sự thành công của công nghệ xử lý nước này. Ở các nước đang phát triển, bệnh từ nước vẫn là mối quan tâm chính về chất lượng nước.

 

Ở các nước công nghiệp, mối quan tâm đã chuyển sang các ảnh hưởng sức khỏe mãn tính liên quan đến ô nhiễm nước do hóa chất.

 

Ví dụ, dấu vết của một số chất hữu cơ tổng hợp trong nước uống bị nghi ngờ gây ung thư ở người. Chì trong nước uống, thường được lọc từ các ống chì bị ăn mòn, có thể dẫn đến ngộ độc chì dần dần và có thể gây chậm phát triển ở trẻ em. Mục tiêu bổ sung là giảm các rủi ro sức khỏe như vậy được thấy trong số lượng các yếu tố liên tục tăng trong các tiêu chuẩn nước uống.

 

Nguồn cung cấp nước

Nguồng cung cấp nước

Phân phối nước toàn cầu

Nước có mặt với số lượng dồi dào trên và dưới bề mặt Trái đất, nhưng chưa đến 1% trong số đó là nước ngọt. Hầu hết trong số ước tính 1,4 tỷ km khối của Trái đất (326 triệu dặm khối) nước là trong các đại dương hoặc bị đóng băng trong chỏm băng vùng cực và các sông băng. Nước biển chứa khoảng 35 gram mỗi lít (4,5 ounce mỗi gallon) khoáng chất hoặc muối hòa tan, khiến nó không phù hợp để uống và cho hầu hết các mục đích sử dụng công nghiệp hoặc nông nghiệp.

 

Có rất nhiều nước ngọt có chứa ít hơn 3 gram muối mỗi lít, hoặc ít hơn một phần tám muối mỗi gallon gallon để đáp ứng mọi nhu cầu của con người. Nó không phải lúc nào cũng có sẵn, mặc dù, vào những thời điểm và những nơi cần thiết, và nó không được phân phối đồng đều trên toàn cầu, đôi khi dẫn đến tình trạng khan hiếm nước cho các cộng đồng dễ bị ảnh hưởng. Ở nhiều nơi, nguồn nước chất lượng tốt sẽ giảm hơn nữa do sự phát triển đô thị, tăng trưởng công nghiệp và ô nhiễm môi trường.

 

Nước mặt và nước ngầm

Nước mặt và nước ngầm đều là những nguồn quan trọng cho nhu cầu cấp nước cộng đồng. Nước ngầm là nguồn cung cấp nước chung cho các ngôi nhà đơn lẻ và thị trấn nhỏ, và sông hồ là nguồn cung cấp nước thông thường cho các thành phố lớn. Mặc dù khoảng 98 phần trăm nước ngọt lỏng tồn tại dưới dạng nước ngầm, phần lớn nó xảy ra rất sâu. Điều này làm cho việc bơm rất tốn kém, ngăn chặn sự phát triển và sử dụng đầy đủ tất cả các nguồn nước ngầm.

 

Chu trình thủy văn

Nước được lưu thông liên tục, được cung cấp năng lượng từ ánh sáng mặt trời và trọng lực trong một quá trình tự nhiên gọi là chu trình thủy văn. Nước bay hơi từ bề mặt đại dương và đất liền, tạm thời bị giữ lại dưới dạng hơi trong khí quyển và rơi trở lại bề mặt Trái đất dưới dạng mưa.

 

Nước mặt là dư lượng của lượng mưa và tuyết tan chảy. Khi tốc độ mưa trung bình vượt quá tốc độ dòng chảy thấm vào đất, bốc hơi hoặc được thực vật hấp thụ, các khối nước mặt như suối, sông và hồ được hình thành. Nước xâm nhập vào bề mặt Trái đất trở thành nước ngầm, từ từ thấm xuống các lớp đất xốp và đá rộng lớn gọi là tầng ngậm nước. Dưới sức hút của trọng lực, nước ngầm chảy chậm và đều đặn qua tầng ngậm nước. Ở những khu vực thấp, nó nổi lên trong suối và suối.

 

Cả nước mặt và nước ngầm cuối cùng đều quay trở lại đại dương, nơi bốc hơi bổ sung cho việc cung cấp hơi nước trong khí quyển. Gió mang không khí ẩm trên đất liền, mưa xảy ra và chu trình thủy văn tiếp tục.

 

Nguồn nước mặt

Tổng diện tích đất đóng góp dòng chảy mặt vào sông hoặc hồ được gọi là lưu vực, lưu vực thoát nước hoặc diện tích lưu vực. Lượng nước có sẵn cho nguồn cung cấp thành phố phụ thuộc chủ yếu vào lượng mưa. Nó cũng phụ thuộc vào kích thước của lưu vực, độ dốc của mặt đất, loại đất và thảm thực vật, và loại sử dụng đất.

 

Tốc độ dòng chảy hoặc lưu lượng của một con sông thay đổi theo thời gian. Tốc độ dòng chảy cao hơn thường xảy ra vào mùa xuân và tốc độ dòng chảy thấp hơn xảy ra vào mùa đông, mặc dù điều này thường không xảy ra ở các khu vực có hệ thống gió mùa. Khi lưu lượng trung bình của một con sông không đủ cho nguồn cung cấp nước đáng tin cậy, một hồ chứa bảo tồn có thể được xây dựng.

 

Dòng chảy của nước bị chặn bởi một con đập, cho phép một hồ nhân tạo được hình thành. Các hồ chứa bảo tồn lưu trữ nước từ thời tiết ẩm ướt để sử dụng trong thời gian hạn hán và dòng chảy thấp. Một cấu trúc hút nước được xây dựng trong hồ chứa, với các cổng đầu vào và van ở một số độ sâu.

 

Vì chất lượng nước trong hồ chứa thay đổi theo mùa theo độ sâu, nên một lượng nước đa cấp cho phép nước có chất lượng tốt nhất được rút. Đôi khi, vì lý do kinh tế, nên cung cấp một hồ chứa đa năng. Một hồ chứa đa năng được thiết kế để đáp ứng sự kết hợp của nhu cầu nước cộng đồng. Ngoài nước uống, hồ chứa cũng có thể cung cấp kiểm soát lũ lụt, thủy điện và giải trí.

 

Nguồn nước ngầm

Giá trị của một tầng chứa nước như một nguồn nước ngầm là một chức năng của độ xốp của tầng địa chất, hoặc lớp, mà nó được hình thành. Nước được rút ra từ một tầng chứa nước bằng cách bơm nó ra khỏi phòng trưng bày giếng hoặc thấm. Một bộ sưu tập xâm nhập thường bao gồm một số ống đục lỗ nằm ngang tỏa ra từ đáy của trục dọc có đường kính lớn.

 

Giếng được xây dựng theo nhiều cách, tùy thuộc vào độ sâu và tính chất của tầng chứa nước. Các giếng được sử dụng cho các nguồn cung cấp nước công cộng, thường sâu hơn 30 mét (100 feet) và đường kính từ 10 đến 30 cm (4 đến 12 inch), phải xuyên qua các tầng ngậm nước lớn có thể cung cấp năng suất đáng tin cậy của nước chất lượng tốt.

 

Chúng được khoan bằng cách sử dụng các kỹ thuật va chạm hoặc quay và thường được lót bằng một ống kim loại hoặc vỏ để tránh nhiễm bẩn. Không gian hình khuyên xung quanh bên ngoài của phần trên của vỏ được lấp đầy bằng vữa xi măng, và một con dấu vệ sinh đặc biệt được lắp đặt ở phía trên để bảo vệ thêm. Ở dưới cùng của vỏ, một màn hình rãnh được gắn vào để phù sa và cát ra khỏi nước ngầm.

 

Một máy bơm chìm được điều khiển bởi động cơ điện có thể được sử dụng để nâng nước lên bề mặt. Đôi khi một cái giếng sâu có thể xâm nhập một tầng chứa nước artesian bị giới hạn, trong trường hợp đó áp suất thủy tĩnh tự nhiên có thể nâng nước lên bề mặt.

 

Yêu cầu về nước

Xử lý nước: Yêu cầu về chất lượng nước

Hệ thống cấp nước thành phố bao gồm các cơ sở lưu trữ, truyền tải, xử lý và phân phối. Thiết kế của các cơ sở này phụ thuộc vào chất lượng nước, vào nhu cầu cụ thể của người dùng hoặc người tiêu dùng và vào số lượng nước phải được xử lý.

 

Chất lượng nước uống

Nước có xu hướng hòa tan mạnh mẽ các chất khác mà hiếm khi được tìm thấy trong tự nhiên trong điều kiện tinh khiết. Khi trời rơi, mưa, một lượng nhỏ khí như oxy và carbon dioxide sẽ bị hòa tan trong đó; hạt mưa cũng mang theo các hạt bụi nhỏ và các chất khác. Khi nó chảy trên mặt đất, nước lấy các hạt đất mịn, vi khuẩn, vật liệu hữu cơ và khoáng chất hòa tan. Trong hồ, đầm lầy và đầm lầy, nước có thể thu được màu sắc, mùi vị và mùi từ thảm thực vật mục nát và các chất hữu cơ tự nhiên khác.

 

Nước ngầm thường thu được nhiều khoáng chất hòa tan hơn dòng chảy bề mặt vì tiếp xúc trực tiếp lâu hơn với đất và đá. Nó cũng có thể hấp thụ các loại khí như hydro sunfua và metan. Ở các khu vực đông dân cư, chất lượng nước mặt cũng như nước ngầm bị ảnh hưởng trực tiếp bởi việc sử dụng đất và các hoạt động của con người.

 

Ví dụ, nước mưa chảy tràn nhiễm thuốc trừ sâu nông nghiệp hoặc cỏ và phân bón, cũng như với hóa chất khử mùi đường hoặc dầu động cơ, có thể chảy vào suối và hồ. Ngoài ra, nước thải từ các bể tự hoại bị hỏng hóc và các cánh đồng rỉ nước ngầm có thể thấm vào nước ngầm.

 

Xem thêm:

Khái niệm hóa chất xử lý nước

Tin tức hóa chất xử lý nước

Các sản phẩm hóa chất xử lý nước đang được bán tại BTC

 

Quan tâm đến sức khỏe

Năm loại tạp chất chung là mối quan tâm về sức khỏe cộng đồng. Đó là các hóa chất hữu cơ, hóa chất vô cơ, độ đục, vi sinh vật và các chất phóng xạ. Các chất gây ô nhiễm hữu cơ bao gồm nhiều loại thuốc trừ sâu, dung môi công nghiệp và trihalomethan như chloroform.

 

Các chất gây ô nhiễm vô cơ của mối quan tâm chính bao gồm asen, nitrat, florua và các kim loại độc hại như chì và thủy ngân. Tất cả các chất này có thể gây hại cho sức khỏe con người khi có nồng độ trên nước uống. Tuy nhiên, nồng độ fluoride thấp đã được chứng minh là có tác dụng tăng cường sức khỏe răng miệng. Một số cộng đồng thêm fluoride vào nước của họ cho mục đích này.

 

Độ đục liên quan đến độ đục gây ra bởi các hạt rất nhỏ phù sa, đất sét và các chất khác lơ lửng trong nước. Ngay cả một mức độ đục nhẹ trong nước uống cũng gây khó chịu cho hầu hết mọi người. Độ đục cũng cản trở việc khử trùng bằng cách tạo ra một lá chắn cho các sinh vật gây bệnh. Nước ngầm thường có độ đục rất thấp, do quá trình lọc tự nhiên xảy ra khi nó thấm qua đất. Nước mặt, mặc dù, thường có độ đục cao.

 

Các biện pháp vi sinh quan trọng nhất của chất lượng nước uống là một nhóm vi khuẩn được gọi là coliforms. Vi khuẩn Coliform thường không gây bệnh, nhưng chúng luôn có trong đường ruột của con người và được bài tiết với số lượng rất lớn với chất thải của con người.

 

Nước bị ô nhiễm chất thải của con người luôn chứa coliforms, và nó cũng có khả năng chứa mầm bệnh được bài tiết bởi các cá nhân bị nhiễm bệnh trong cộng đồng.

 

Vì việc kiểm tra sự hiện diện của coliforms dễ dàng hơn thay vì các loại mầm bệnh cụ thể, coliform được sử dụng làm sinh vật chỉ thị để đo chất lượng sinh học của nước. Nếu coliforms không được tìm thấy trong nước, có thể giả định rằng nước cũng không có mầm bệnh. Số lượng coliform do đó phản ánh cơ hội mầm bệnh có mặt; số lượng coliform càng thấp thì càng ít khả năng mầm bệnh ở trong nước.

 

Các chất phóng xạ từ các nguồn tự nhiên cũng như công nghiệp có thể là chất gây ô nhiễm nước. Chất thải từ khai thác uranium, nhà máy điện hạt nhân và nghiên cứu y tế là những chất gây ô nhiễm có thể. Strontium-90 và triti là những chất gây ô nhiễm phóng xạ đã được tìm thấy trong nước do thử nghiệm vũ khí hạt nhân. Các chất xuất hiện tự nhiên như radium và khí radon được tìm thấy trong một số nguồn nước ngầm. Nguy hiểm từ khí radon hòa tan phát sinh không phải do uống nước mà do hít phải khí sau khi được thải ra không khí.

 

Tính thẩm mỹ

Màu sắc, mùi vị là những đặc điểm vật lý của nước uống rất quan trọng vì lý do thẩm mỹ hơn là vì lý do sức khỏe. Màu trong nước có thể được gây ra bởi sự phân rã của lá hoặc do tảo, tạo cho nó một màu vàng nâu. Hương vị và mùi có thể được gây ra bởi các chất hữu cơ hòa tan hoặc khí tự nhiên. Một số nguồn cung cấp nước tốt, ví dụ, có mùi trứng thối gây ra bởi khí hydro sunfua. Các tạp chất hóa học liên quan đến chất lượng thẩm mỹ của nước uống bao gồm sắt, mangan, đồng, kẽm và clorua. Kim loại hòa tan tạo ra vị đắng cho nước và có thể làm bẩn đồ giặt và ống nước. Clorua quá mức cung cấp cho nước một vị mặn khó chịu.

 

Độ cứng của nước

Một thông số khác của chất lượng nước là độ cứng. Đây là một thuật ngữ được sử dụng để mô tả tác dụng của các khoáng chất hòa tan (chủ yếu là canxi và magiê). Khoáng chất gây ra cặn lắng trong ống nước nóng, và chúng cũng can thiệp vào hành động tiềm ẩn của xà phòng. Nước cứng không gây hại cho sức khỏe con người, nhưng những vấn đề kinh tế mà nó gây ra khiến nó trở nên khó chịu với hầu hết mọi người.

 

Tiêu chuẩn chất lượng nước

Tiêu chuẩn chất lượng nước đặt ra giới hạn về nồng độ tạp chất cho phép trong nước. Tiêu chuẩn cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn nguồn nước thô và lựa chọn các quy trình xử lý. Sự phát triển của tiêu chuẩn chất lượng nước bắt đầu ở Hoa Kỳ vào đầu thế kỷ 20. Kể từ thời điểm đó, tổng số chất gây ô nhiễm được quy định đã tăng lên khi kiến ​​thức về độc tính và kỹ thuật đo lường phân tích đã được cải thiện. Các phương pháp thử nghiệm hiện đại hiện nay cho phép phát hiện các chất gây ô nhiễm ở nồng độ cực thấp, thấp như một phần chất gây ô nhiễm trên một tỷ phần nước hoặc thậm chí, trong một số trường hợp, trên một nghìn tỷ phần nước. Tiêu chuẩn chất lượng nước liên tục phát triển, thường trở nên nghiêm ngặt hơn. Do đó, số lượng chất gây ô nhiễm được quy định tăng theo thời gian và nồng độ cho phép của chúng trong nước được hạ xuống.

 

Tiêu thụ nước trong thành phố

Tiêu thụ nước trong một cộng đồng được đặc trưng bởi một số loại nhu cầu, bao gồm cả sử dụng trong nước, công cộng, thương mại và công nghiệp. Nhu cầu trong nước bao gồm nước để uống, nấu ăn, giặt giũ, giặt giũ và các chức năng khác trong gia đình. Nhu cầu công cộng bao gồm nước để phòng cháy chữa cháy, làm sạch đường phố và sử dụng trong trường học và các tòa nhà công cộng khác. Nhu cầu thương mại và công nghiệp bao gồm nước cho các cửa hàng, văn phòng, khách sạn, tiệm giặt ủi, nhà hàng và hầu hết các nhà máy sản xuất. Thường có sự khác biệt lớn về tổng nhu cầu nước giữa các cộng đồng khác nhau. Sự thay đổi này phụ thuộc vào dân số, vị trí địa lý, khí hậu, mức độ hoạt động thương mại và công nghiệp địa phương và chi phí nước.

 

Lượng nước sử dụng hoặc nhu cầu được thể hiện bằng số theo mức tiêu thụ trung bình hàng ngày trên đầu người (mỗi người). Ở Hoa Kỳ, trung bình là khoảng 380 lít (100 gallon) bình quân đầu người mỗi ngày cho nhu cầu trong nước và công cộng. Nhìn chung, tổng nhu cầu trung bình là khoảng 680 lít (180 gallon) bình quân đầu người mỗi ngày, khi sử dụng nước thương mại và công nghiệp được bao gồm. (Những số liệu này không bao gồm rút tiền từ các nguồn nước ngọt cho các mục đích như tưới tiêu cây trồng hoặc làm mát tại các cơ sở sản xuất điện.) Tiêu thụ nước ở một số nước đang phát triển có thể trung bình chỉ khoảng 15 lít (4 gallon) mỗi đầu người mỗi ngày. Trung bình thế giới được ước tính là khoảng 60 lít (16 gallon) mỗi người mỗi ngày.

 

Trong bất kỳ cộng đồng nào, nhu cầu về nước thay đổi theo từng mùa, hàng ngày và hàng giờ. Ví dụ, vào một ngày hè nóng nực, không có gì bất thường khi tổng lượng nước tiêu thụ lên tới 200% nhu cầu trung bình. Nhu cầu cao nhất trong khu dân cư thường xảy ra vào buổi sáng và đầu giờ tối (ngay trước và sau ngày làm việc bình thường). Tuy nhiên, nhu cầu nước tại các khu thương mại và công nghiệp thường đồng đều trong ngày làm việc. Nhu cầu nước tối thiểu thường xảy ra trong những giờ sáng sớm hoặc sáng sớm. Các kỹ sư dân dụng và môi trường phải nghiên cứu kỹ từng mô hình sử dụng nước cộng đồng của cộng đồng để thiết kế hệ thống phân phối và bơm hiệu quả.

 

Xem thêm:

Hóa chất xử lý nước: Tính hiệu quả

Ảnh hưởng của Hóa chất xử lý nước

Danh sách hóa chất xử lý nước

Bài viết liên quan

Hóa chất xử lý nước là gì?
Apr 20, 2019

Hóa chất xử lý nước là gì?

Hóa chất xử lý nước là tên gọi chung của các loại hóa chất có thể khử sạch...
14 Hóa chất xử lý nước phổ biến nhất
May 01, 2019

14 Hóa chất xử lý nước phổ biến nhất

Ở phần kiến thức cơ bản của bài viết Hóa chất xử lý nước là gì, BTC đã có đề cập đến 4 nhóm hóa...
Quy trình xử lý nước
May 07, 2019

Quy trình xử lý nước

Xử lý nước là quá trình loại bỏ các hợp chất hóa học không mong muốn, các chất hữu cơ, vô cơ,...
3 phương pháp xử lý nước phổ biến
May 09, 2019

3 phương pháp xử lý nước phổ biến

Clo được chấp nhận phổ biến như một chất khử trùng nước an toàn và hiệu quả. Sử dụng các...
Xử lý nước
May 24, 2019

Xử lý nước

Nước trong sông hoặc hồ hiếm khi đủ sạch để con người tiêu thụ nếu nó không được...