ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM KHI SỬ DỤNG NƯỚC NGẦM:
2.1 ƯU ĐIỂM
-Nước ngầm là tài nguyên thường xuyên, ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu như hạn hán.
-Chất lượng nước tương đối ổn định, ít bị biến động theo mùa như nước mặt.
-Chủ động hơn trong vấn đề cấp nước cho các vùng hẻo lánh, dân cư thưa, nhất là trong hoàn cảnh hiện nay bởi vì nước ngầm có thể khai thác với nhiều công suất khác nhau.
-Để khai thác nước ngầm có thể sử dụng các thiết bị điện như bơm ly tâm, máy nén khí, bơm nhúng chìm hoặc các thiết bị không cần điện như các loại bơm tay. Ngoài ra nước ngầm được khai thác tập trung tại các nhà máy nuớc ngầm, các xí nghiệp, hoặc khai thác phân tán tại các hộ dân cư. Đây là ưu điểm nổi bật của nước ngầm trong vấn đề cấp nước nông thôn.
-Giá thành xử lý nước ngầm nhìn chung rẻ hơn so với nước mặt.
2.2 NHƯỢC ĐIỂM
-Một số nguồn nước ngầm ở tầng sâu được hình thành từ hàng trăm, hàng nghìn năm và ngày nay nhận được rất ít sự bổ cập từ nước mưa. Và tầng nước này nói chung không thể tái tạo hoặc khả năng tái tạo rất hạn chế. Do vậy trong tương lai cần phải tìm nguồn nước khác thay thế khi các tầng nước này bị cạn kiệt.
-Việc khai thác nước ngầm với qui mô và nhịp điệu quá cao cũng sẽ làm cho hàm lượng muối trong nước tăng lên từ đó dẫn đến việc tăng chi phí cho việc xử lý nước trước khi đưa vào sử dụng.
-Khai thác nước ngầm với nhịp điệu cao sẽ làm cho mực nước ngầm hạ thấp xuống, một mặt làm cho quá trinh nhiễm mặn tăng lên, mặt khác làm cho nền đất bị võng xuống gây hư hại các công trình xây dựng-một trong các nguyên nhân gây hiện tượng lún sụt đất.
-Khai thác nước ngầm một cách bừa bãi cũng dễ dẫn tới tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm.
3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM
Về nguyên tắc nước chứa hàm lượng tạp chất ở dạng nào lớn hơn giới hạn cho phép thì phải xử lý trước khi đem sử dụng. Cho đến nay người ta xử lý nước theo các phương pháp sau:
Xử lý nước ngầm bằng phương pháp cơ học.
Nước từ nguồn được bơm cấp 1 phun qua giàn mưa thành những tia nhỏ để ôxy của không khí tác dụng với Fe2+ thành Fe3+. Nước dàn mưa được dẫn đi lắng lọc ở các bể lọc chứa chất lọc (cát, đá, than hoạt tính…).
Xử lý nước ngầm bằng phương pháp hóa học.
Là phương pháp dùng hóa chất, các phản ứng hóa học trong quá trình xử lý nước.
Nếu nước có độ đục lớn chứng tỏ chứa nhiều chất hữu cơ và sinh vật phù du thì dùng phèn và chất tạo keo tụ để ngưng tạp chất.
Nước chứa nhiều ion kim loại (độ cứng lớn) xử lý bằng vôi, sôđa hoặc dùng phương pháp trao đổi ion. Nước chứa nhiều độc tố H2S xử lý bằng phương pháp oxy hóa, clo hóa, phèn.
Nước chứa nhiều vi khuẩn thì phải khử trùng bằng các hợp chất chứa clo, ozon.
Nước chứa Fe thì oxy hóa Fe2+ bằng oxy không khí (làm thoáng giàn mưa) hoặc dùng chất oxy hóa để xử lý…
Độ kiềm của nước nhỏ làm cho quá trình keo tụ khó khăn, nước có mùi vị thì phải kiềm hóa bằng amoniac (NH3). Sau khi cacbon hóa, clo hóa sơ bộ rồi thêm KMnO4.
Nước có nhiều oxy hòa tan thì phải xử lý bằng cách dùng các chất khử để liên kết oxy. Đó là hydrazin, natrithisunfat…
Nhìn chung các phương pháp xử lý hóa học thường đạt năng suất và có hiệu quả cao.
Xử lý nước ngầm bằng phương pháp vi sinh.
Trên thế giới hiện nay phương pháp xử lý nước bằng vi sinh đang được nghiên cứu và có một số nơi đã áp dụng. Trong phương pháp này một số chủng loại vi sinh đặc biệt đã được nuôi cấy và được đưa vào trong quá trình xử lý nước với liều lượng rất nhỏ nhưng đạt hiệu quả cao. Tuy nhiên cho đến nay những kết quả nghiên cứu của phương pháp này chưa được công bố rộng rãi.
Tùy thuộc vào nguồn nước làm nguyên liệu cho các lãnh vực khác nhau mà người ta đã sử dung các phương pháp khác nhau để xử lý nước cấp cho lãnh vực đó. Thông thường thì người ta kết hợp cả 2 phương pháp cơ học và hóa học để xử lý nước.
4. KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM
4.1 CÁC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC NGẦM
a. Giếng khoan
Giếng khoan là công trình thu nước ngầm mạch sâu với công suất trung bình và lớn, có độ sâu vài chục đến vài trăm mét và đường kính giếng phụ thuộc vào lưu lượng cần khai thác. Giếng khoan gồm có: giếng khoan hoàn chỉnh (khoan tới lớp cách nước) và giếng khoan không hoàn chỉnh (khoan lưng chừng đến lớp đất chứa nước) giếng khoan có áp và không áp. Khi cần khai thác một lượng nước lớn, người ta có thể dùng một nhóm giếng khoan, tuy nhiên trong trường hợp này các giếng sẽ bị ảnh hưởng lẫn nhau khi làm việc đồng thời.
b. Hệ thống thu nước ngầm tầng nông
Đây là loại công trình dùng để thu nước ngầm mạch nông ở những nơi nước ngầm sâu bị nhiễm mặn, việc đào giếng khó khăn.
Đường ống thu nước bao gồm một hệ thống ống thu nước đặt nằm ngang dạng đục lỗ hoặc dạng xẻ rãnh ở đường ống, đặt trong lớp đất có chứa nước, có độ dốc để nước tự chảy về giếng tập trung, từ đây có thể dùng gào múc hoặc máy bơm để lấy nước. Để ngăn không cho cát chui vào bên trong ống thu nước, người ta thường xếp đá dăm, cuội, sỏi xung quanh ống.
Trên đường ống đưa nước về giếng tập trung, cứ khoảng 25-30m phải bố trí một giếng thăm để kiểm tra nước, lấy cặn và thông hơi.
c. Phương tiện lấy nước từ giếng lên
Để lấy nước từ giếng lên người ta thường sử dụng gầu múc nước bằng tay (với các giếng đào khơi) hoặc các loại bơm giếng khác nhau.
Một trong những bơm giếng phổ biến nhất ở vùng nông thôn là giếng bơm tay theo mô hình của UNICEF. Để bơm nước từ các giếng khoan qui mô nhỏ, người ta thường sử dụng các loại bơm ly tâm hoặc máy nén khí. Đối với các giếng khoan qui mô công nghiệp, người ta thường sử dụng bơm hỏa tiễn.
Tính toán thủy lực giếng lấy nước ngầm có thể chia ra: giếng đơn chiếc (không chịu ảnh hưởng của các giềng bơm khác), và nhóm giếng bơm, với sơ đồ bố trí có quan hệ thủy lực với nhau.
4.2 CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SẮT, MANGAN
Các phương pháp khử sắt, mangan trong nước ngầm.
a. Khử sắt, mangan bằng phương pháp làm thoáng
Sắt, Mangan trong nước thường tồn tại ở dạng Fe2+, Mn2+ vì vậy muốn loại chúng ra khỏi nước cần oxy hóa chúng thành muối Fe3+, Mn4+ ở dạng ít tan rối dùng phương pháp lắng, lọc dể giữ chúng lại và loại chúng ra khỏi nước. Muốn oxy hóa Fe2+ thành Fe3+, Mn2+ thành Mn4+ người ta thường sử dụng phương pháp làm thoáng tự nhiên hay cưỡng bức (các dàn mưa hay quạt gió). Thực chất của phương pháp làm thoáng là làm giàu oxy cho nước, tạo điều kiện cho Fe2+ oxy hoá thành Fe3+ sau đó Fe3+ thực hiện quá trình thủy phân để tạo thành hợp chất ít tan Fe(OH)3,Mn2+ thành MnO2 rồi dùng bể lọc để giữ lại.
b. Khử sắt, mangan bằng phương pháp dùng hóa chất
Khử sắt, mangan bằng chất oxy hóa mạnh.
– Các chất oxy mạnh thường dùng để khử sắt là: Cl2, KMnO4, O3…So sánh với phương pháp khử sắt bằng làm thoáng ta thấy, dùng chất oxy hóa mạnh phản ứng xảy ra nhanh hơn, pH môi trường thấp hơn (pH<6). Nếu trong nước có tồn tại các hợp chất như: H2S, NH3 thì chúng sẽ ảnh hưởng lớn đến quá trình khử sắt,mangan.
c. Các phương pháp khác để khử sắt và mangan
Khử sắt, mangan bằng phương pháp trao đổi ion.
Việc sử dụng phương pháp trao đổi ion khử sắt và mangan cũng tương đối thông dụng. Do hai nguyên tố này có hóa trị hai nên dễ dàng bị hấp phụ bởi các vật liệu trao đổi ion.
Khó khăn của phương pháp này là nếu sắt và mangan bị oxy hóa bởi oxy thì nó sẽ bám lên các vật liệu trao đổi ion và mất tác dụng của chúng.
Vì vậy việc kiểm soát hàm lượng oxy hòa tan trong nước vào hệ thống trao đối ion là rất quan trọng.
Khử sắt bằng phương pháp điện phân
Dùng các cực âm bằng sắt, nhôm cùng các cực dương bằng đồng mạ niken và dùng điện cực hình ống trụ hay hình sợi thay cho tấm điện cực phẳng.
Phương pháp dùng muối polyphotphat
Polyphotphat có thể tạo nên các kết tủa sắt và mangan rất nhanh và hiệu quả. Polyphotphat được hòa trộn với liều lượng khoảng gấp 2 lần nồng độ của sắt và mangan. Tuy nhiên phương pháp dùng muối polyphotphat sẽ không thích hợp cho các nguồn nước có hàm lượng sắt và mangan vượt quá 1 mg/l.
