Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây tt

Với mong muốn cung cấp thêm cơ sở khoa học để đánh giá hiệu quả và đề xuất giải pháp kỹ thuật đơn giản, thân thiện với môi trường, phù hợp với điều kiện khí hậu cũng như thực tế các hồ đ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI

ỨNG THỊ THÚY HÀ

NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ ĐÔ THỊ BẰNG GIẢI PHÁP KẾT HỢP LÀM THOÁNG QUA

Luận án được hoàn thành tại Trường Đại học Xây dựng Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Lều Thọ Bách

Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Trần Thị Hiền Hoa

Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Ngọc Dung

Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải

Phản biện 3: PGS.TS Võ Anh Tuấn

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại trường Đại học Xây dựng Hà Nội

Vào hồi …… giờ …… ngày …… tháng …… năm ……

Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc Gia và Thư viện Trường Đại học Xây dựng Hà Nội

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài luận án

Hồ đô thị tự nhiên hay nhân tạo thường thực hiện nhiều chức năng như: tạo cảnh quan, cải thiện môi trường sống cho đô thị; điều hòa không khí khu vực; kiểm soát úng ngập; bảo tồn và phát triển các giá trị văn hóa, lịch sử; phục vụ nhu cầu vui chơi, giải trí, thể thao, du lịch; phát triển kinh tế

Nước thải là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước hồ đô thị Phần lớn các thông số đặc trưng để đánh giá chất lượng nước mặt như BOD5, COD, NH4+,

PO43-, ô-xy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO),…đều không đạt giá trị yêu cầu theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1

Với ưu điểm tiêu tốn ít năng lượng, không cần hóa chất, vận hành đơn giản, giải pháp xử lý ô nhiễm nước hồ đô thị trong điều kiện tự nhiên như bãi lọc trồng cây (BLTC) rất khả thi, nhất là đối với khí hậu nhiệt đới ở Việt Nam Tuy nhiên, một trong những hạn chế lớn nhất của giải pháp trên là nồng độ DO trong các BLTC thường ở mức rất thấp dẫn đến hiệu quả xử lý nitơ thấp Một trong những phương pháp làm thoáng tự nhiên nhằm tăng cường DO nhận được nhiều sự quan tâm trên thế giới gần đây là sử dụng các mẫu định hình dòng chảy (ĐHDC) bố trí dạng thác (flowforms cascade - FC) So với phương pháp làm thoáng tự nhiên truyền thống bằng đập tràn hay thác tràn, phương pháp thác ĐHDC thường có hiệu quả bổ cập ô-xy cao hơn Mặt khác, các mẫu ĐHDC thường được chế tạo với các hình dạng mang tính nghệ thuật nên còn

có thể góp phần trang trí cảnh quan cho nơi áp dụng

Với mong muốn cung cấp thêm cơ sở khoa học để đánh giá hiệu quả và đề xuất giải pháp kỹ thuật đơn giản, thân thiện với môi trường, phù hợp với điều kiện khí hậu cũng như thực tế các hồ đô thị của Việt Nam, tác giả thực hiện

luận án: “Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết

hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây”

2 Mục tiêu của luận án

(1) Chế tạo mẫu ĐHDC; đánh giá hiệu quả làm thoáng của hệ thống ĐHDC với mẫu ĐHDC được chế tạo;

(2) Đánh giá tác động của hệ thống ĐHDC và điều kiện vận hành BLTC đến hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm chính: BOD5, NH4+-N, TSS, TN,

PO43--P trong nước hồ đô thị bị ô nhiễm bởi nước thải sinh hoạt (NTSH); (3) Lựa chọn mô hình động học phù hợp cho quá trình xử lý bằng BLTC kết hợp mẫu ĐHDC trong điều kiện thực tế Xác định hệ số tốc độ xử lý một số chất ô nhiễm chính: BOD5, NH4+-N, TSS, TN, PO43--P trong điều kiện thực tế

2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án

Đối tượng nghiên cứu: nước hồ đô thị bị ô nhiễm bởi NTSH và có hàm

lượng ô-xy hòa tan thấp

Phạm vi nghiên cứu: sử dụng mô hình thực nghiệm tại hiện trường để nghiên

cứu khả năng làm thoáng của hệ thống ĐHDC và khả năng xử lý nước hồ đô thị

bị ô nhiễm bởi NTSH bằng giải pháp kết hợp BLTC và hệ thống ĐHDC

4 Cơ sở khoa học của luận án

- Hiệu quả bổ cập ô-xy của từng mẫu ĐHDC phụ thuộc vào lưu lượng dòng chảy qua mẫu Ở mức lưu lượng phù hợp, trong mẫu ĐHDC xuất hiện dòng chảy xoáy hình số “8”, nhờ đó quá trình xáo trộn được tăng cường, dẫn đến hiệu quả bổ cập ô-xy được cải thiện

- Hiệu quả bổ cập ô-xy của hệ thống ĐHDC tăng theo số bậc của mẫu ĐHDC Hệ thống ĐHDC được thiết kế gồm nhiều mẫu ĐHDC đặt nối tiếp nhau dạng bậc thang để tăng giá trị DO tới mức tối đa có thể

- Việc kết hợp BLTC với hệ thống ĐHDC giúp nâng cao mức DO trong BLTC, do đó hiệu quả xử lý chất hữu cơ và đặc biệt là ni-tơ được tăng cường

- Bằng cách điều chỉnh các điều kiện vận hành, trong BLTC có thể xuất hiện các vùng hiếu khí và thiếu khí, tạo điều kiện cho quá trình nitrat hóa và khử nitrat cùng xảy ra

5 Nội dung nghiên cứu

(1) Nghiên cứu hiện trạng nước hồ đô thị bị ô nhiễm bởi NTSH trên địa bàn TP Hà Nội;

(2) Nghiên cứu chế tạo mẫu ĐHDC bằng vật liệu phù hợp;

(3) Đánh giá khả năng bổ cập ô-xy của hệ thống làm thoáng tự nhiên với mẫu ĐHDC bằng nghiên cứu thực nghiệm;

(4) Bằng nghiên cứu thực nghiệm tại hiện trường, đánh giá, so sánh hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm đặc trưng trong nước hồ đô thị bị ô nhiễm bởi NTSH bằng BLTC khi không kết hợp và kết hợp với hệ thống làm thoáng bằng mẫu ĐHDC

6 Phương pháp nghiên cứu

Tác giả đã sử dụng các phương pháp: tổng quan tài liệu; khảo sát thực địa; thực nghiệm bằng mô hình tại hiện trường; xử lý, phân tích, tổng hợp

và so sánh số liệu; chuyên gia

7 Những đóng góp mới của luận án

(1) Luận án đã xác định được mức độ cải thiện của hàm lượng ô-xy hòa tan (DO) thông qua hệ thống ĐHDC Hàm lượng DO có thể tăng lên tới 5,6 mg/L đối với đối tượng nước hồ được nghiên cứu;

8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Ý nghĩa khoa học

- Luận án đã tổng quan được nguồn phát sinh ô nhiễm, chất lượng nước

hồ đô thị và các phương pháp xử lý nước hồ đô thị bị ô nhiễm bởi NTSH;

- Đánh giá được hiệu quả làm thoáng và xác định được số bậc tối ưu của

hệ thống làm thoáng bằng mẫu ĐHDC đối với nước hồ đô thị bị ô nhiễm bởi NTSH;

- Đánh giá được hiệu quả xử lý nước hồ đô thị bị ô nhễm bởi NTSH bằng BLTC khi không kết hợp và khi kết hợp với hệ thống làm thoáng;

- Đánh giá tác động của hệ thống ĐHDC và điều kiện vận hành BLTC đến

sự phân bố DO dọc theo BLTC và hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm đặc trưng

- Xác định được hệ số tốc độ chuyển hóa một số chất ô nhiễm: BOD5,

NH4+-N, TSS, TN, PO43--P trong BLTC khi kết hợp và không kết hợp với

hệ thống ĐHDC trong điều kiện thực tế

N, các chỉ tiêu khác đáp ứng yêu cầu tại cột B1 Khi kết hợp BLTC với hệ thống ĐHDC - giải pháp tiết kiệm chi phí xử lý so với các giải pháp truyền thống, thân thiện môi trường và góp phần tạo cảnh quan xung quanh

- Kết quả nghiên cứu của luận án có thể là nguồn tài liệu tham khảo cho các nhà nghiên cứu cũng như cung cấp thêm lựa chọn cho các nhà quản lý trong xử lý ô nhiễm các hồ đô thị

4

tại việt nam và các giải pháp cải thiện chất lượng nước hồ

Chương 2 Cơ sở khoa học các quá trình xử lý nước hồ bị ô nhiễm

bằng bãi lọc trồng cây kết hợp với hệ thống định hình dòng chảy

Chương 3 Nghiên cứu thực nghiệm

Chương 4 Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết luận, Kiến nghị

Sơ cấu trúc luận án được trình bày trên hình dưới đây:

Hình 1.7 Sơ đồ cấu trúc luận án

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC HỒ ĐÔ THỊ TẠI VIỆT NAM VÀ CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ

1.1 Chức năng và hiện trạng sử dụng các hồ đô thị

1.1.1 Vai trò của các hồ đô thị

Hồ đô thị tự nhiên hay nhân tạo thường thực hiện nhiều chức năng như: tạo cảnh quan, cải thiện môi trường sống cho đô thị; điều hòa không khí; kiểm soát úng ngập; bảo tồn và phát triển các giá trị văn hóa, lịch sử; phục vụ nhu cầu vui chơi, giải trí, thể thao, du lịch; phát triển kinh tế

1.1.2 Hiện trạng sử dụng các hồ đô thị ở Việt Nam

Theo kết quả khảo sát 636 hồ nằm trong khu vực đô thị thuộc 46 tỉnh, thành trong cả nước [35] Các hồ thuộc khu vực đô thị thường được sử dụng vào mục đích sau: điều tiết nước mưa, tiếp nhận nước thải (353); tạo cảnh quan sinh thái (47); phục vụ cấp nước sinh hoạt, tưới tiêu (hồ thủy lợi); bảo tồn giá trị di tích lịch sử, tâm linh (16); nuôi cá (27); chứa nước thải (12)

5

1.2 Hiện trạng ô nhiễm tại các hồ đô thị ở Việt Nam

1.2.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm hồ đô thị

Nước thải chưa qua xử lý và rác thải đô thị xả vào hồ nằm trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm hồ đô thị Sinh vật trong hồ bị phân hủy khi chết, trầm tích bị xáo trộn do mưa, do dòng chảy gây ô nhiễm thứ cấp cho hồ

1.2.2 Hiện trạng ô nhiễm các hồ đô thị tại một số thành phố

Bảng 1.2 Chất lượng nước hồ đô thị tại một số thành phố

1.2.3 Hiện trạng ô nhiễm các hồ tại thành phố Hà Nội

Hồ đô thị trên địa bàn TP Hà Nội được chia thành nhóm sau [6]:

- Nhóm 1: không tiếp nhận nước thải, chỉ tiếp nhận nước mưa;

- Nhóm 2: tiếp nhận hỗn hợp nước mưa + nước thải khi có mưa;

- Nhóm 3: thường xuyên tiếp nhận nước thải trực tiếp

Bảng 1.3 Chất lượng nước hồ tại khu vực thành phố Hà Nội

TT Tên hồ Nhiệt độ ( 0 C) (mg/L) DO (mg/L) COD (mg/L) TN (mg/L) TP QCVN08-MT:2015 (B1) - ³ 4 30 - -

1.3.2 Các giải pháp ở Việt Nam

Các giải pháp ở Việt Nam: nạo vét hồ; xử lý bằng thực vật thuỷ sinh; bằng chế phẩm hóa học kết hợp với chế phẩm vi sinh và thực vật thủy sinh; bằng chế phẩm Redoxy-3C

1.4 Đề xuất nội dung nghiên cứu

Hầu hết các hồ đô thị tại các tỉnh thành bị ô nhiễm do phải tiếp nhận NTSH/nước thải đô thị Đặc biệt, ở TP Hà Nội, nồng độ DO tại nhiều hồ thấp, làm suy giảm đáng kể hoặc mất khả năng tự làm sạch của hồ Giải pháp kết hợp BLTC và hệ thống ĐHDC phát huy ưu điểm của việc xử lý ô nhiễm trong điều kiện tự nhiên: tiêu tốn ít năng lượng, không cần hóa chất, vận hành đơn giản, phù hợp điều kiện khí hậu Việt Nam

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC HỒ BỊ Ô NHIỄM BẰNG BÃI LỌC TRỒNG CÂY KẾT HỢP VỚI HỆ THỐNG ĐỊNH HÌNH DÒNG CHẢY

2.1 Cơ sở khoa học các quá trình xử lý trong bãi lọc trồng cây 2.1.1 Khái niệm và phân loại bãi lọc trồng cây

Bãi lọc trồng cây là hệ sinh thái ngập nước với mực nước nông được cấy trồng các loại thực vật trong điều kiện đất ẩm

Hình 2.1 Sơ đồ phân loại các dạng bãi lọc trồng cây [87]

7

2.1.2 Cơ chế các quá trình xử lý trong bãi lọc trồng cây

Cơ chế xử lý chất ô nhiễm trong BLTC gồm quá trình: lắng đọng, lọc nhờ VLL hay rễ thực vật; hấp thụ, hấp phụ; bốc hơi, khuếch tán, làm thoáng; chuyển hóa chất nhờ các VSV, thực vật,

2.1.3 Vai trò của vi sinh vật và thực vật trong quá trình xử lý

Hệ VSV tham gia quá trình chuyển hóa ni-tơ, phốt-pho, xử lý KLN và tác động đến khả năng hấp thụ của thực vật [129]

Trong BLTC, thực vật tham gia nhiều cơ chế: rễ, thân cây giúp phân bố đều dòng chảy, tăng khả năng lưu giữ cặn, giảm sự phát triển của tảo [124]; rễ cây hấp thụ chất dinh dưỡng và vận chuyển ô-xy vào nước [58]

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của bãi lọc trồng cây

- Thời gian lưu nước (HRT): quyết định thời gian tiếp xúc giữa chất

nền trong nước và VSV nên ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu quả xử lý

- Nhiệt độ: trong điều kiện tự nhiên, tốc độ chuyển hóa các chất trong

BLTC thường đồng biến với nhiệt độ

- pH: Độ pH của nước ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của BLTC

- Ô-xy hòa tan (DO): DO có vai trò quan trọng trong quá trình nitrat

hóa và phân hủy sinh học các hợp chất hữu cơ xảy ra trong BLTC

- Độ dẫn thủy lực và VLL: VLL là giá thể để các VSV dính bám và sinh

trưởng Độ dẫn thủy lực cao giúp giảm sự tắc nghẽn dòng chảy trong BLTC

2.3 Động học quá trình xử lý các chất ô nhiễm trong bãi lọc trồng cây

Quá trình xử lý chất ô nhiễm trong BLTC được đặc trưng bởi mô hình động học bậc 1, được biểu diễn bởi phương trình (2.15) Trên cơ sở mô hình

động học bậc 1, Kadlec và Knight [84] đã phát triển mô hình k-C* - phương trình (2.16) để mô tả quá trình xử lý trong BLTC dòng chảy ngầm ngang

Trong các công thức trên đây: C, C vào , C ra , C* - tương ứng là nồng độ

chất ô nhiễm tại vị trí quan sát, trong dòng đi vào, trong dòng ra khỏi và nồng

độ nền của chất ô nhiễm trong BLTC, mg/L; t - thời gian lưu thủy lực, ngày;

k v - hệ số tốc độ xử lý chất ô nhiễm tính theo thể tích, ngày-1 k a - hệ số tốc độ

xử lý chất ô nhiễm tính theo diện tích, m3/m2.ngày; k T : hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ T, ngày-1; HLR - tải trọng thủy lực m3/m2.ngày

8

2.4 Cơ sở khoa học của quá trình làm giàu ô-xy cho nước

2.4.1 Nguyên lý của quá trình làm thoáng tự nhiên

Sự chuyển khối ô-xy vào dòng

nước qua đập, máng tràn xảy ra do

quá trình khuếch tán ô-xy từ bề mặt

tiếp xúc khí-nước mà hiệu quả của

nó phụ thuộc vào chiều cao rơi, nhiệt

độ, độ thiếu hụt ô-xy trong nước,

diện tích tiếp xúc pha khí-nước Hình 2.9 Cơ chế làm thoáng nhờ máng tràn

2.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình làm thoáng

a Sự trao đổi ô-xy giữa không khí và nước: Tốc độ hòa tan ô-xy từ không

khí vào nước tỷ lệ thuận với diện tích tiếp xúc pha nước - không khí và

độ thiếu hụt ô-xy trong nước

b Nhiệt độ và độ mặn: Nhiệt độ, độ mặn của nước tăng thì độ hòa tan của

ô-xy trong nước sẽ giảm

c Cường độ xáo trộn, độ sâu thủy vực: Tốc độ hòa tan ô-xy từ không khí vào

nước tỷ lệ thuận với cường độ xáo trộn pha nước-khí Nồng độ DO phân bố

không đều theo chiều sâu thủy vực, ở lớp nước càng sâu DO càng thấp [99]

d Quang hợp: nồng độ DO vào ban ngày tăng lên do hoạt động quang

hợp và giảm xuống vào ban đêm do hô hấp của thực vật

e Một số yếu tố khác: quá trình phân hủy chất hữu cơ, nitrat hóa bởi VSV

trong nước làm tiêu hao ô-xy và giảm DO; quá trình thoát khí vùng rễ

giúp ô-xy vận chuyển qua thân, rễ vào nước giúp tăng DO

2.5 Cơ sở khoa học và khả năng ứng dụng hệ thống định hình dòng chảy trong xử lý nước hồ bị ô nhiễm bởi nước thải sinh hoạt

2.5.1 Khái niệm và nguyên lý hoạt động của mẫu định hình dòng chảy

Mẫu ĐHDC: là công cụ làm thoáng, có thể tạo ra hình thái dòng chảy

hình số “8”, cho phép dòng nước được bổ cập ô-xy từ không khí

Hệ thống ĐHDC: được thiết kế dạng bậc thang gồm nhiều mẫu ĐHDC

(có hình dạng giống hoặc khác nhau) xếp liền nhau tạo thành thác nước

Hình 2.11 Mẫu định hình dòng chảy [121]

9

2.5.2 Hình thái dòng chảy của mẫu định hình dòng chảy

Các mẫu ĐHDC

xếp dạng bậc thang sẽ

tạo hình thái chuyển

động của nước với nhịp

điệu hài hòa Hiệu quả

làm thoáng tự nhiên của

dòng nước được tăng

cường tối đa trong một

không gian nhỏ gọn Hình 2.13 Các dạng hình thái dòng chảy

[121]

Hình 2.14 Hình thái

dòng chảy dạng số “8” trong hệ thống ĐHDC

2.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng bổ cập ô-xy của hệ thống định hình dòng chảy

- Hình thái dòng chảy: quyết định sự hình thành dòng chảy rối, cường

- Hình dạng của mẫu ĐHDC: hình dạng đơn giản thì khả năng tạo xoáy

ít hơn so với mẫu ĐHDC có hình dạng cấu tạo phức tạp

- Diện tích mặt thoáng của mẫu ĐHDC: lượng ô-xy vận chuyển vào nước tỷ lệ thuận với diện tích này

- Vận tốc gió: gió gây ra sóng làm tăng tiết diện tiếp xúc giữa không khí

và mặt nước, giúp tạo ra các dòng đối lưu và làm tăng cường độ xáo trộn

- Số bậc làm thoáng: nồng độ ô-xy hoà tan trong nước tăng cùng số bậc làm thoáng cho tới khi đạt giá trị bão hoà

- Nhiệt độ, chất lượng nước: nhiệt độ tăng hay sự có mặt của các muối và ion trong nước làm giảm hiệu quả bổ cập ô-xy cũng như giá trị DO bão hoà

2.6 Khả năng kết hợp BLTC và hệ thống định hình dòng chảy để xử

lý nước hồ bị ô nhiễm bởi nước thải đô thị

2.6.1 Quá trình xử lý các chất hữu cơ

Ô-xy hòa tan (DO) là yếu tố quan trọng trong quá trình xử lý chất hữu

cơ, ảnh hưởng đến các hoạt động của VSV để xử lý chất ô nhiễm Trong XLNT, phân hủy hiếu khí được sử dụng phổ biến, nồng độ DO cao giúp quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra nhanh hơn [103], [105]

10

2.6.2 Quá trình xử lý các chất dinh dưỡng

Trong BLTC, phôt-pho chủ yếu được xử lý nhờ quá trình lắng đọng và hấp phụ; ni-tơ được xử lý chủ yếu nhờ quá trình nitrat hóa trong điều kiện hiếu khí kèm theo khử nitrat trong điều kiện thiếu khí Việc bố trí làm thoáng nhân tạo trước BLTC giúp duy trì mức DO thích hợp cho quá trình nitrat hóa

và khử nitrat xảy ra trong BLTC, nhờ đó cải thiện đáng kể việc xử lý ni-tơ.

2.6.3 Ảnh hưởng của DO lên hiệu suất xử lý của bãi lọc trồng cây

DO là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý chất ô nhiễm bằng BLTC Nồng độ DO >1,5 mg/L là điều kiện tốt cho quá trình nitrat hóa [149]; DO dưới 0,5 mg/L là giúp quá trình khử nitrat xảy ra [88]

2.6.4 Phân tích ưu nhược điểm và khả năng ứng dụng của bãi lọc trồng cây trong cải thiện chất lượng nước hồ bị ô nhiễm

BLTC dòng chảy ngầm ngang (sau đây gọi là BLTC) có nhiều ưu điểm: chi phí xây dựng thấp, dễ vận hành, thân thiện môi trường, hiệu quả xử lý cao đối với chất hữu cơ, cặn lơ lửng, độ màu của nước [39] Mặt khác, chiều cao nhỏ cho phép dễ bố trí ven bờ các hồ đô thị Tuy nhiên công trình này

có nhược điểm là hiệu suất xử lý ni-tơ không cao do nồng độ DO hạn chế, ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình nitrat hóa [55] vốn là tiền đề cho việc xử

lý ni-tơ Vấn đề này có thể được giải quyết bằng việc áp dụng các biện pháp làm thoáng nhằm tăng nồng độ DO trong nước Một trong những giải pháp đơn giản để tăng cường lượng ô-xy hòa tan là kết hợp hệ thống ĐHDC đặt phía trước BLTC Các hồ đô thị cơ bản được kè bờ và chỉnh trang (tại Hà Nội là khoảng 85%), do đó không gian quanh bờ hồ có thể sử đụng để bố trí BLTC

2.7 Nhận xét chương 2

Nhờ có chế độ ô-xy được cải thiện, BLTC dòng chảy ngầm - ngang khi kết hợp với làm thoáng tự nhiên bằng hệ thống ĐHDC là một giải pháp chi phí thấp, có thể giúp xử lý hiệu quả các chất ô nhiễm thông thường trong nước hồ đô thị như chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, cặn nên

có thể được sử dụng để xử lý và cải thiện chất lượng nước hồ đô thị Với thiết kế hình dáng, dòng chảy có tính mỹ thuật của hệ thống ĐHDC, cây trồng được lựa chọn phù hợp, giải pháp này còn có tiềm năng góp phần tạo cảnh quan và nâng cao giá trị của hồ đô thị

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

3.1 Thiết lập các nghiên cứu thực nghiệm

Các nghiên cứu thực nghiệm được trình bày trong Hình 3.1

11

Hình 3.1 Các nghiên cứu thực nghiệm 3.2 Nghiên cứu chế tạo mẫu định hình dòng chảy

3.2.1 Mục đích nghiên cứu

Lựa chọn thiết kế, vật liệu, chế tạo mẫu ĐHDC

3.2.2 Mô hình và các bước nghiên cứu

Hệ thống làm thoáng gồm bảy bậc ĐHDC (2 bậc chế tạo từ gốm tráng men, 2 bậc chế tạo từ xi măng trắng; 3 bậc chế tạo từ UHPC), đặt ngoài trời vận hành để xử lý NTSH trong thời gian hai năm

3.2.3 Lựa chọn mẫu định hình dòng chảy

Mẫu ĐHDC lựa chọn có khả năng tạo ra dòng chảy hình số “8” ổn định, hoạt động trong dải lưu lượng rộng (100-500 L/h), chế tạo đơn giản

Hình 3.2 Mẫu ĐHDC được chọn Hình 3.3 Hệ thống các mẫu ĐHDC 3.2.4 Lựa chọn vật liệu chế tạo mẫu định hình dòng chảy

Sau thời gian vận hành, bề mặt mẫu ĐHDC chế tạo từ vật liệu UHPC mịn, nhẵn, không có vết nứt, có khả năng chịu đựng tốt với khí hậu ngoài trời Vì vậy, nghiên cứu đã lựa chọn vật liệu UHPC để chế tạo

3.2.5 Chế tạo mẫu định hình dòng chảy bằng UHPC

Tỷ lệ % phối trộn phù hợp giữa các vật liệu để chế tạo mẫu ĐHDC được