Kỹ thuật xử lý nước ngầm ở nhật
|
Ưu điểm khi sử dụng nước ngầm
Nhược điểm khi sử dụng nước ngầm 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 quy 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 trình 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. 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 lĩnh vực khác nhau mà người ta đã sử dụng các phương pháp khác nhau để xử lý nước cấp cho lĩnh vực đó. Thông thường thì người ta kết hợp cả 2 phương pháp cơ học và hóa học để xử lý nước. Các bể xử lý bùn của nước thải. (Ảnh: Tuyến Nguyễn/Vietnam+) Trước trận động đất năm 1995 tại Nhật Bản, nước thải từ các khu vực gồm Higashinada, Seibe, Chuo, Suzurandai, Tarumi chỉ được xử lý tại nhà máy xử lý nước thải đặt ở từng quận. Trận động đất đã làm hệ thống xử lý nước thải cũ kỹ bị hư hại nặng nề, đến mức nhà máy xử lý Higashinada không thể hoạt động trong 100 ngày liên tiếp. Rút kinh nghiệm từ bài học Hanshin, thay vì dẫn nước thải từ mỗi khu vực đến một nhà máy duy nhất, hệ thống dẫn nước thải được cải tiến có thể dẫn nước thải đến nhiều điểm xử lý khác nhau. Các nhà máy xử lý nước thải được kết nối với nhau bằng hệ thống đường ống lớn và như vậy nhiều nhà máy xử lý nước thải có thể hoạt động đồng thời. Mạng lưới dẫn nước thải chạy ngầm từ Đông sang Tây, nối với các đường ống đã có sẵn, hoạt động như động mạch chính nối các nhà máy xử lý nước thải với nhau. Bằng việc kết nối này, mỗi nhà máy xử lý nước thải tại Kobe luôn có giải pháp dự phòng cho trường hợp đột ngột ngừng hoạt động, đó là nước thải được dẫn đến nhà máy khác.  Một góc nhà máy xử lý nước thải Higashinada nhìn từ trên cao. (Ảnh: Tuyến Nguyễn/Vietnam+) Thông thường cơ chế hoạt động của hệ thống đường ống dẫn chất thải được thiết kế theo mô hình gãy góc nhẹ, để chất thải đi từ điểm cao xuống điểm thấp. Hệ thống mạng lưới dẫn chất thải mới được cải tiến thiết kế theo mục đích trong tình huống khẩn cấp, nước thải có thể được nâng lên ở điểm nhất định để sau đó chuyển đến một nhà máy xử lý khác. Lượng nước thải đổ vào các nhà máy sẽ thay đổi tùy theo từng thời điểm trong ngày. Chẳng hạn, lượng nước thải lớn thường xuất hiện vào buổi sáng hoặc buổi tối khi nhiều người sử dụng nước, nhưng tương đối thấp vào buổi trưa hoặc tối muộn. Việc vận hành chức năng tích trữ nước thải trong hệ thống đường ống có thể quy định lượng nước thải được dẫn và vì vậy cho phép ổn định được khối lượng nước thải xử lý tại các nhà máy. Khi cần phải dẫn nước thải đến các nhà máy xử lý nước thải khác, ví dụ một nhà máy bị ngừng hoạt động hoặc trong quá trình tu sửa, hệ thống này sẽ tạo ra sự khác biệt về mức nước bằng cách đóng các cổng dẫn nước thải vào, sau đó vận hành áp lực và năng lượng tích trữ để đẩy nước thải lên mức cao hơn, từ đó dẫn đến một nhà máy xử lý khác. Hệ thống này được thiết kế với mục tiêu có khả năng chịu được động đất và các thảm họa khác. Việc duy trì được hoạt động trong mọi tình huống sẽ giúp đảm bảo chất lượng của nguồn nước sinh hoạt vì nước thải vẫn được xử lý trong trường hợp xảy ra thảm họa. Các bể xử lý bùn của nước thải. (Ảnh: Tuyến Nguyễn/Vietnam+) Không chỉ như vậy, Kobe còn chú trọng đến việc lọc sạch nước thải và tận dụng các thành phần chất trong nước thải để tăng hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường. Trong số các nhà máy xử lý nước thải tại Kobe, Higashinada là nhà máy lớn, xử lý nước thải cho xấp xỉ 390.000 người dân thành phố. Tiến trình xử lý khép kín, sử dụng khí gas chiết xuất trong quá trình xử lý là một chức năng quan trọng của nhà máy này. Khí gas được chiết xuất trong quá trình xử lý nước thải, được sử dụng như nguồn nhiên liệu quan trọng cho xe buýt lưu thông trong thành phố. Sau khi chiết xuất, nhà máy tiến hành lọc biogas và vận chuyển đi khắp thành phố thông qua hệ thống đường ống dẫn, cung cấp biogas cho hàng nghìn hộ gia đình và nhà máy trong thành phố. Ôtô tải chở hàng, xe buýt và nhiều phương tiện sử dụng khí gas khác thường đến trạm bán biogas nằm bên cạnh nhà máy để mua biogas với giá 40 yên/m3, mức giá tại các trạm bơm biogas thuộc sở hữu thành phố. Xe buýt của thành phố đang được bơm gas tại trạm gas bên cạnh nhà máy Higashinada. (Ảnh: Tuyến Nguyễn/Vietnam+) Tại các trạm bán biogas tư nhân, 1m3 được bán với giá 60 yen (0,56 USD) và 20 yen (0,19 USD) chênh lệch thuộc về nhà kinh doanh trạm. Ngoài ra, nhà máy Higashinada đang nghiên cứu thu chất phốt pho từ bùn nước thải để làm phân bón. Hàng loạt công trình hạ tầng chất lượng cao đã và đang được thành phố triển khai, xây dựng. Không chỉ phục vụ cho cuộc sống thường nhật của người dân thành phố, những công trình này còn được thiết kế để đối phó với thảm họa thiên nhiên và chống biến đổi khí hậu. Đó chính là bài học xương máu của việc thích ứng với thiên nhiên mà chính quyền và người dân thành phố Kobe đã rút ra từ trận động đất Hanshin hơn 20 năm về trước./. |
