Nghiên cứu xử lý Amoni trong nước ngầm bằng công nghệ điện thẩm tách (EDR

Đối tượng nghiên cứu Từ thực trạng nguồn nước sinh hoạt và nước ngầm bị nhiễm các hợp chất chứanitơ có hàm lượng N H /, NOv, NCV cao, đối tượng nghiên cứu của đề tài là:Đánh giá hiệu quả

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AMONI TRỌNG NƯỚC NGẨM

MÃ SỐ: QT-05-36

CHỦ TRÌ ĐỂ T À I :

TS Nguyễn Thị Hà CÁC CÁN BỘ T H A M GIA:

sv Nguyễn Thu Trà

sv Trần Thị Xuân Thủy

sv Phùng Sỹ Hùng ThS NguyễnXuân Thịnh

ĐAI HOC QUỐC GIA HÀ MÔI TRUNG TẨM THÒNG ĩ IN [Hư VIỆN

D T / & é

Hà nội - 2005

BÁO CÁO TÓM TẮT

N G H IÊN CỨU X Ử LÝ A M O N I TR O N G NƯỚC N G Ẩ M

BẰNG CÔNG NG H Ệ Đ IỆN TH A M t á c h (ED R )

ra giải pháp công nghệ để tách loại nitơ trong nước ngầm bằng phương pháp điện thẩm tách (với qui mô hộ gia đình)

1 Tim hiểu về thực trạng nước ngầm bị nhiễm các hợp chất của nitơ: NH4+, N 0 2\

2 Nghiên cứu xử lý amoni trong nước bằng thiết bị điện thẩm tách, xác định các thông số tối ưu cho hoạt động của hệ thống

3 Đánh giá hiệu quả xử lý amoni và hoạt động của thiết bị lọc ED qui mô hộ gia đình lắp đặt thử nghiệm tại thực địa

4 Tính toán sơ bộ giá thành xử lý và đề xuất khả năng triển khai áp dụng côngnghệ điện thẩm tách trong thực tế

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PH Á P NGHIÊN c ứ u

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Từ thực trạng nguồn nước sinh hoạt và nước ngầm bị nhiễm các hợp chất chứanitơ (có hàm lượng N H /, NOv, NCV cao), đối tượng nghiên cứu của đề tài là:Đánh giá hiệu quả xử lý các hợp chất của nitơ (N H /, N 0 2, NO,') trong nước ngđm sử dụng hệ thống ED qui mô hộ gia đình (do Trung tâm Công nghệ cao Viện Khoa học Vật liệu lắp đặt)

NCV

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Điều tra thu thập thông tin, số liệu Khảo s á t , lấy mẫu tại thực địa

- Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm tại Phòng thí nghiệm Trung tâm Tư vấn Chuyển giao Công nghệ Nước sạch và Môi trường, 1001 Hoàng Quốc Việt Mẫu nước được phân tích bằng phương pháp đo quang trên máy u v

- 1601, Shimadzu, Nhật Bản

KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u

Từ các kết quả nghiên cứu có thể đưa ra một số kết luận sau:

1) Mẫu nước ngầm tại hộ gia đình khảo sát bị ô nhiễm amoni là tương đối cao (hàm lượng trung bình là 17,lmg/l) và các mẫu đều vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép đối với nước ăn uống

2) Hiệu quả lách amoni của bộ lọc cát là khá cao đạt 50%: giảm từ 21,4mg/l xuống còn 10,4mg/l Các mẫu sau khi xử lý bằng phương pháp điện thẩm tách với hệ ED

có hàm lượng amoni giảm đi rõ rệt, hầu hết các mẫu <lm g/l đạt tiêu chuẩn nước ăn (13/17mẫu) Hiệu quả tách amoni của hệ thống (bộ lọc cát và ED) đạt hơn 99%.3) Đối với thông số N 0 2\ N 0 3'các kết quả phân tích cho thấy hàm lượng trong nước ngầm (chưa xử lý) cũng đã đảm bảo tiểu chuẩn sử dụng Mặc dù hiệu quả tách nitrit và nitrat của hệ không cao (tối đa khoảng 80% và 60% tương ứng đối với nitrit và nitrat) Hàm lượng nitrit và nitrat trước và sau khi qua hệ ED đều thấp hơn nhiều ỉần so với tiêu chuẩn cho phép (đối với nitrit là 3,0 mg/1 và với nitrat là 50 mg/1 - theo tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống của Bộ Y tế - Quyết định số 1329/2002BYT-QĐ)

4) Các tính toán sơ bộ chi phí xử lý ammoni của hệ lọc cát, kết hợp EDR cho thấy giá thành 4.500đ/m3 là có thể chấp nhận được khi so sánh với giá nước cấp hiện tại Đặc biệt hệ thống này còn có ưu điểm có thể tách đồng thời một số ion nguy hại khác có mặt trong nước ngầm như As3+, Ass+ và các ion khác

5) Ảnh hưởng của ion photphát và sulphat với khoảng nồng độ thường có trong nước ngầm ( l- 8mg/l và 2-25mg.l tương ứng) là không rõ rệt đến hiệu quả tách amoni trong nước ngầm

ĐỂ XUẤT CHO NGHIÊN c ú u TIẾP THEO

Trong nghiên cứu tiếp theo cần tiếp tục lấy mẫu phân tích để đánh giá hiệu quả của màng (thời gian sử dụng) và các điều kiện vận hành hệ thốns; nghiên cứu ảnh hưởng của một số thành phần khác trong nước ngầm đến hiệu quả xử lý amoni Việc

xử lý nước cặn thải chứa hàm lượng lớn các chất ô nhiễm cũng cần quan tâm để đảm bảo vệ sinh mỏi trường và quản lý hiệu quả chất ô nhiễm Xem xét mối quan hệ và sự chuyển hoá giữa N H /, N 0 2\ NO,' trong hệ để tìm hiều đầy đủ hơn về cơ chế xử lý của

hệ ED cũng là hướng nghiên cứu tiếp theo cần thực hiện

TÌNH HÌNH KINH PHÍ CỦA ĐỀ TÀI:

Tổng kinh phí: 15.000.OOOđ (mười lăm triệu đồng) đã chi và quyết toán đầy đủ

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

C ơ Q U A N CHỦ TR Ì ĐỂ TÀ I

ST U D Y O N A M M O N IU M R EM O V A L FRO M U N D E R G R O U N D

W A T ER BY E L E C T R O D IA L Y SIS R E V E R SE (ED R ).

C O D E No Q T-05-36 Manager: Dr Nguyen Thi Ha

Participants: Nguyen Thu Tra; Tran Thi Xuan Thuy; Phung Sy Hung (students)

Ngưyen Xuan Thinh (M.Sc)

INTRODUCTION

Underground water is a maịor source for water supply in Hanoi Currently, in Hanoi city about 13 large-capacity water supply plants and more than 200 separated tube vvells, the total of 430 tube wells (including private exploitation) with ihe capacity

of 600.000 nrVday approximately The fact shows most of tube wells locate in the high populalion density areas without protected distance which cause the high risks in water

rescrve decline and pollutant contamination In particular, the contamination of nitro compounds like ammonium, nitrite and nitrate in water supply and domestic vvater is urgently concerned In this study Electrodialysis is studied and applied for nitro compound removal in household scale

- Field studying and sampling

- Research for ED equipment technical specifications and nitro compound removal efficiency (sample analysis) at the Laboratory of Center of Technology Transíer and Consultancy for Clean Water and Environment - 1001 Hoang Quoc Viet ED system is constructed by Institution of Environmental Technology Sample analysis using UV-1601 spectrophotometer - Shimadzu, Japan

2) The ammonium removal effíciency of sand filter system found relative significant high, reach 50%: the ammonium content reduces from 21.4mg/l to 10.4mg/l The ammonium content of most sample ữom ED system outlets are remarkably reduced and less than lmg/1 which meet with the Standard (13/17samples) The removal yield of whole system reaches more than 99%

3) For nitrite and nitrate (N 0 2‘, NO/), the results show that the content of these

parameters in underground water are m uch low er than permitted Standard for

drinking water However, after passing the ED system these content are removed up

to 80% and 60% respectively for nitrite and nitrate

4) As preliminary estimation, the operation cost of ED system (combination with sand filter) is approximately 4.500VND/m3 This cost is acceptable in compare with the current cost of supply water In particular this system is more valuable for the regions where supply water system is not available In addition, some other hazardous maters contaminated in underground water are also removed by this technique

5) The iníluent of phosphate and sulíate ions (at the concentration of l-8mg/l and 2-25mg/i respectively) in ammonium removal process is insigniíicant No clear differences are observed

RECOMMENDATION FOR FURTHER STUDY

In íurther study some following issues should be considered and carried out: Usage time of membrane; optimal conditions for system operation; treatment of brine (waste water) from ED system; Mechani.sm of ammonium removal by ED, the conversion betvveen ammonium, nitrite and nitrate

MỤC LỤC

MỞ Đ Ầ U 4

CHUƠNG 1 - TỔNG QUAN 5

1.1 Chu trình biến đổi của nitơ trong môi trường 5

1.1.1 Nguồn gốc của nitơ 5

1.1.2 Chu trình biến đổi nitơ ố 1.2 Ảnh hưởng của các hợp chất của nitơ đối với môi trường và con người 8

1.3 Nước ngầm nhiễm các hợp chất của nitơ và phương pháp xử l ý 10

1.3.1 Phương pháp lý h ọ c 12

1.3.2 Phương pháp sinh học 12

1.3.3 Phương pháp hoá học 14

1.3.4 Xử lý các hợp chất của nitơ bằng phương pháp điện thẩm tách ED (Electrodialysis) 17

CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ú u 20

2.1 Đối tượng nghiên cứu 20

2.2 Phương pháp nghiên c ứ u 20

2.2.1 Mẫu nghiên c ứ u 20

2.2.2 Nghiên cứu tách các hợp chất nitơ trong nước bằng công nghệ điện thẩm tá c h 21

2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của các ion photphát và sunphát đến hiệu quả xử lý các hợp chất nitơ 22

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23

3.1 Kết quả khảo sát lựa chọn thông số kỹ thuật cho hệ E D 23

3.2 Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định NH4+, N 0 2 , N 0 3' 24

3.3 Đánh giá hiệu quả xử lý NH4+trong nước ngầm sử dụng hệ ED (qui mô hộ gia đình) 27

3.4 Đánh giá hiệu quả xử lý N02' và NO,' trong nước ngầm sử dụng hệ ED (qui mô hộ gia đ in h ) 30

3.5 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của P 0 43' và S 0 42- đến hiệu quả tách các hợp chất nitơ 31

3.6 Tính toán sơ bộ chi phí xử lý của hệ thống E D R 34

KẾT LUẬN VÀ KIẾN N G H Ị 34

TÀI LIỆU THAM K H Ả O 36

MỞ ĐẦU

Trên phạm vi toàn cầu, tình trạng cung cấp nước sạch hiện nay là không đáp ứng được nhu cầu sử dụng: cứ 5 người thì 1 người thiếu nước uống, cứ 2 người thì có 1 người được sử dụng hệ thống nước được xử lý hợp vệ sinh và hàng năm khoảng 5 triệu người bị chết vì sử dụng nước bị ô nhiễm [12]

Ở Hà nội nguồn cung cấp nước chủ yếu là nước ngầm Hiện nay, Hà nội có 13 nhà máy khai thác nước lớn, khoảng 200 trạm khai thác nước nhỏ và hơn 200 lỗ khoan riêng lẻ, tổng cộng có hơn 430 giếng khoan đang khai thác nước ngầm với tổng công suất khoảng 600.000 m3/ngày Tuy nhiên, hầu hết các giếng đang khai thác nằm trong khu vực có mật độ dân cư cao, lại không có khoảng cách bảo vệ nên chất lượng nước ở các giếng ngày càng suy giảm và có nguy cơ bị ô nhiễm Đặc biệt phải kể đến thực trạng ô nhiễm các hợp chất nitơ (NH4+, N 0 2\ NCV) trong nước ngầm và nước cấp của một số nhà máy trên địa bàn Hà nội Trước hiện trạng về vệ sinh môi trường và chất lượng nguồn nước sử dụng cho sinh hoạt, đã có rất nhiều cơ quan, nhà khoa học nghiên cứu và đưa ra giải pháp công nghệ để tách loại nitơ trong nước ngầm, trong đó có phương pháp điện thẩm tách

Đẽ có cơ sở đầy đủ về hiệu quả xử lý amoni và chi phí khi sử dụng công nghệ

điện thẩm tách và khả năng áp dụng trong thực tế, đề tài Đánh giá hiệu quả xử lý các hợp chất nitơ trong nước ngầm bằng thiết bị điện thẩm tách (ED) được thực hiện với

một số nội dung sau:

1 Tìm hiểu về thực trạng nước ngầm bị nhiễm các hợp chất của nitơ: NH4+, N 0 2\

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Chu trình biến đổi của nitơ trong môi trường

1.1.1 Nguồn gốc của nitơ

Nitơ là một nguyên tố phổ biến trong tự nhiên, chiếm 76% thể tích của khí

quyển trái đất Nitơ là một trong sáu nguyên tố cần thiết để tạo nên sự sống Động vật

được đáp ứng nhu cầu nitơ thông qua việc ăn uống các sản phẩm thực vật Thực vật hấp thụ nitơ ở dạng N O / và NH4+, nitơ của không khí đã chuyển thành dạng dễ tiêu nhờ quá trình cố định nitơ hoặc điện hoá hoá học

Mức độ ô nhiễm của nitơ trong nước ngầm có nguồn gốc từ việc sử dụng ngày càng nhiều phân bón trong sản xuất nông nghiệp Để tăng sản lượng cây trồng hàng năm con người đã sử dụng hàng nghìn tấn phân bón nitơ ở dạng hữu cơ và vô cơ Trên thực tế trong điều kiện thời tiết, nhiệt độ, kỹ thuật lý tưởng cũng chỉ có 50-70% lượng phân bón được cây sử dụng, 2-20% mất do bay hơi, 15-25% bị giữ lại trong đất, 2-10%

bị rửa trôi xâm nhập vào nước ngầm và nước mặt gây ô nhiễm nguồn nước ngấm và nước mặt [8] Nhiều nghiên cứu ở Anh cũng cho thấy, khoảng 50% lượng nitơ nitrat (N-NO3") lắng đọng được cây trồng hấp thụ, 30% bị rửa trôi Đối với phân đạm, tính trung bình 65% cây trồng hấp thụ, 18% liên kết với chất hữu cơ, 10% bị phản nitrat hoá và 6% bị rửa trôi vào các nguồn nước Mức độ rửa trôi nitơ và nồng độ tương ứng của nitrat trong nước ngầm từ phân bón được đưa ra ở bảng 1 [6]

Bảng 1 Mức độ rửa trôi nitơ và nồng độ tương ứng

của nitrat trong nước ngầm

Sử dụng đất Loại đất Rửa trôi

nguồn nước thường do hậu quả của quá trình phân huỷ các hợp chất protit có trong xác các sinh vật chết và thối rữa.

1.1.2 Chu trình biến đổi nitơ

Thông thường nước ngầm ít chứa các hợp chất nitơ, nhung khi ra khỏi mặt đất, nước bị nhiễm bẩn bởi các nguyên nhân trên sẽ có mặt amoniac Amoniac có trong nước, dưới tác động của vi khuẩn và nhờ oxy của không khí sẽ biên thành H N 02 và HNOị, phản ứng hoá học xảy ra như sau:

Hình 1 Sự biên đổi của các hợp chất chứa nitơ trong môi trường

Các hợp chất hữu cơ chứa nitơ

▲Amoni hoá Đồng hoá

Hình 2 Chu trình chuyển hoá nitơ trong tự nhiên dưới tác dụng của vi sinh vật

Trong chu trình ở hình 2 các vi khuẩn nitrat hoá và phản nitrat hoá (rất phổ biến trong tự nhiên) chuyển hoá nhanh chóng các hợp chất nitơ vô cơ có liên kết (NO:\ NO,', NH4+) với một chu trình khép kín Chính vì vậy, các vi sinh vật này đóng vai trò

là tác nhân làm sạch nguồn nước

1.2 Ảnh hưởng của các hợp chất của nitơ đối với mòi trường và con người

Theo đánh giá của tổ chức Y tế Thế giới (WHO) hàm lượng NH4+, N 0 2\ NO,' trong nước ngầm đang tăng và sẽ tiếp tục tăng lên trong nhiều năm tới Sự ỏ nhiễm nguồn nước ngầm bởi các hợp chất của nitơ (NH4+, N 0 2\ N O /) ảnh hưởng rất lớn đến môi trường và con người

Amoniac là hợp chất có phán tử nhỏ và độc, tồn tại trong nước ờ hai dạng NH4+

và NH, tuỳ thuộc vào điều kiện pH của môi trường Trong không khí nếu có chứa 6,5- 26,8% NH3 theo khối lượng sẽ gày cháy nổ Amoniac tác dụng lèn đường hô hấp trên

và lên mắt Ở hàm lượng lớn, ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, gây co giật Hơi NHt có khả năng gây bỏng mắt và da

NH, tan nhiểu trong nước nên dễ dàng thấm qua màng tế bào ơ động vật không xương sống, NH, khuếch tán qua toàn bộ bề mật cơ thể vào môi trường nước xung quanh, ở một số loài cá thì phần lớn amoni mất đi dưới dạng ion amoni (N H /) qua

biểu mô của màng còn thận chỉ đóng vai trò nhỏ trong sự bài tiết sản phẩm có chứa nitơ.

NH, được coi là độc tố đối với cá ở nồng độ rất nhỏ, NH, có tính độc đối với cá cao hơn NH4+ Với nồng độ 0,01 mg/1 NH} đã gây độc cho cá qua đường máu, nồng độ 0,2-0,5 mg/1 đã gây độc cấp tính [8] Cá có thể chịu được nồng độ ure đến 1600mg/l Nhưng trong điều kiện kỵ khí, với nồng độ ure nhỏ cũng gây độc cho cá và vi sinh vật

vì trong điều kiện kỵ khí, ure sẽ phân huỷ thành NH-, và C 0 2 tự do

Các amin cũng gây độc với các loài thuỷ sinh và còn làm tăng nhu cầu oxy và clo Vì thế đối với nước nguồn có nồng độ amin hoặc nitơ dạng amon cao thì trong xử

lý nước cần lượng clo lớn và thời gian dài để khử trùng

N 0 2' là sản phẩm trung gian của quá trình oxy hoá với sự có mặt của vi sinh vật:

NH, -Õ - ► N 0 2 -5 - *

NOj-N 0 2' kết hợp với hemoglobin của hồng cầu tạo nên methemoglobin Methemoglobin là chất không có khả năng tiếp nhận oxy Hemoglobin thông thường chứa ion Fe2+ mà ion này liên kết với oxy của hemoglobin, khi có mặt N 0 2' sẽ chuyển hoá Fe2+ thành Feu làm mất khả năng vận chuyển oxy của hemoglobin Bình thường trong máu người chứa 0,5-2% hemoglobin Nếu trong máu chứa 10% thì làm cho trẻ xanh xao, nếu trong máu chứa 45-65% có thể gây chết Đặc biệt, so với người lớn, tính độc của N 0 2‘ ảnh hưởng tới trẻ em nặng hơn rất nhiều lần [8]

Độc tính của N 0 2‘ tăng lên nhiều lần khi chúng bị chuyển hoá thành các dẫn xuất khác do tác dụng của vi sinh, của các loại men và các quá trình sinh hoá khác Trong cơ thể người N 0 2" có thể kết hợp với một số hợp chất trong thực phẩm dưới điều kiện axit như amin và amid tạo ra sản phẩm hợp chất N-nitroso là chất có khá năng gây ung thư

N O / không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đối với người mà còn là độc tố đối với cá Tuy vậy, mức độ ảnh hưởng ít hay nhiều còn phụ thuộc vào loại cá, độ tuổi, tạp chất khác trong nước

N 0 2 thẩm thấu vào cá thông qua màng nguyên sinh trong mang cá Trong máu, nitrit liên kết với hemoglobin làm tăng lượng methemoglobin làm biến đổi màu của máu cá thành màu nâu Nếu lượng methemoglobin trong máu không vượt quá 50% tổng lượng hemoglobin thì cá vẫn có thể sống sót Nhưng nếu lượng methemoglobin

trong máu tăng đến 70-80% thì chúng trở nên chậm chạp và nếu cứ tiếp tục tăng thì cá mất sự định hướng và phản ứng kích thích.

1.3 Nước ngầm nhiễm các hợp chất của nitơ và phương pháp xử lý

Việt Nam có nguồn tài nguyên nước vô cùng phong phú và dồi dào Chỉ tính riêng các con sông có chiều dài lOkm trở lên thì đã có 2500 con sông Lượng chảy ra biển hàng năm khoảng 900 km3 Nguồn nước ngầm đang được điều tra và nghiên cứu một cách toàn diện ở Việt Nam

Tính riêng ở Hà Nội, theo số liệu điều tra cho thấy Nhu cầu dùng nước ngầm ở

Hà Nội tăng dần theo mỗi năm (xem bảng 2) [15]

Bảng 2 Nhu cầu dùng nước ngầm ở Hà Nội

Năm Sản lượng nước ngầm bị khai thác

Tuy nhiên, cùng với việc gia tăng nhu cầu sử dụng nước thì tình trạng ô nhiễm

và suy giảm các nguồn nước mặt, nước ngầm hiên nay cũng ngày càng trở nên phức tạp Ở nhiều nơi, mực nước ngầm không những đang bị suy giảm do bị khai thác một cách quá mức mà còn bị ô nhiễm một cách nghiêm trọng do chất thải của con người và động vật, chất thải sinh hoạt và chăn nuôi chưa được quan tâm và xử lý một cách hợp

lý chủ yếu là được thải trực tiếp vào môi trường tự nhiên, gây tác động xấu tới sức khỏe con người Do sử dụng nhiều phân bón hoá học và thuốc trừ sâu, nước ngầm Hà Nội đã

và đang bị nhiễm bẩn bởi nhiều hoá chất độc hại đặc biệt là nhiễm bẩn hợp chất của

ni tơ

Theo kiểm tra mới nhất của trung tâm Y tế dự phòng Hà Nội thì cả ba nhà máy Pháp Vân, Hạ Đình, Tương Mai bị nhiễm bẩn hợp chất của nitơ phát sinh chủ yếu từ rác thải, chất thải của người và động vật

Diện tích nước ngầm bị nhiễm các hợp chất của nitơ tăng lên từ 7-14 km2 với tầng nước ngầm ở dưới Theo số liệu điều tra của Viện công nghệ sinh học thì 50% giếng khoan được khảo sát bị nhiễm N H /, 53% giếng nhiễm N O / và 4% giếng nhiễm NO; [12]

Hàm lượng NH4+ là vấn đề đáng được quan tâm trong chất lượng nước ngầm của thành phố Hà Nội Nguyên nhân phát sinh NH4+ trong nước ngầm bắt nguồn từ ô nhiễm nước thải và bùn thải, sinh hoạt Theo báo cáo chất lượng nước của bộ xây dựng, công ty tư vấn cấp thoát nước thì chất lượng nước ngầm đang bị suy giảm nghiêm trọng hơn do nhiễm một hàm lượng NH4+ quá lớn.

Tại các làng nghề chế biến nông sản thì thành phần các giếng khoan ờ đây có hàm lượng NH4+ vượt chỉ tiêu cho phép 1.000 lần Cũng theo khảo sát của Viện công nghệ sinh học tại làng bún Phú Đô-Từ Liêm- Hà Nội mẫu nước tại đây có mức độ nhiễm độc N 0 3‘ và NH4+ tương đối cao, có hộ độ nhiễm độc N 0 2' là 247 mg/1 ( trong

đó chỉ tiêu của WHO về N 0 2' trong nước là 0,01 mg/1) [12]

Trước thực trạng ô nhiễm hợp chất của nitơ trong nước ngầm nói trên, việc nghiên cứu, khảo sát và đánh giá loại bỏ hợp chất của nitơ ra khỏi nguồn nước để đảm bảo chất lượng nước sinh hoạt cho nhân dân đang là vấn đề ở Việt Nam những năm gần đây, khoa học đã dần dần quan tâm đến vấn đề này Nhu cầu về nước của con người rất lớn, khoảng 2401it/ngàyđêm.người Hiện nay trên thế giới có hơn một tỷ người không được sử dụng các nguồn nước hợp lý và gần hai tỷ người đang phải chịu tình trạng vệ sinh tồi tệ Hàng nãm có hàng triệu người đặc biệt là trẻ em chết vì nước bẩn Theo dự báo của Viễn cảnh Thế giới (World Vision), đến nãm 2020 sẽ có trên 20% nhân loại phải sống ở vùng thiếu nước Nguyên nhân của sự ô nhiễm nước là do phế thải sản xuất của các ngành công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt xả thải ra mối trường mà hầu như chưa được xử lý

ở Việt Nam, theo số liệu thống kê của Uỷ ban Môi trường Hà nội cho thấy toàn

bộ nước thải của 274 xí nghiệp, 540 cơ sở dịch vụ, 450 hợp tác xã tiểu thủ công nghiệp đều xả nước thải trực tiếp ra sông hồ mà không qua xử lý Các hợp chất hữu cơ chứa nitơ trong nước thải bị các vi sinh vật trong nước phân huỷ thành các sản phẩm trung gian như NH4+, N 0 2 , NO-,'với hàm lượng vượt quá quy định cho phép nhiều lần [2]

Do sử dụng quá nhiều phân bón hoá học, thuốc trừ sâu trong nông nghiệp và sự

ỏ nhiễm nguồn nước nêu trên, nước ngầm Hà nội đã và đang bị nhiễm bẩn bới nhiều hợp chất độc hại đặc biệt là nhiễm bẩn bởi các họp chất của nitơ

Các kết quả khảo sát cho thấy, nhiều nguồn nước sinh hoạt của miền Bắc nước

ta đặc biệt vùng đồng bằng sông Hồng đã bị nhiễm amoni Tính riêng ở huyện Thanh trì Hà nội khoảng 90% số giếng nhiễm N H / với nồng độ trung bình vượt 50 lần chỉ tiêu cho phép, 80% số giếng nhiễm N 0 2 với nồng độ trung bình vượt 60 lần chí tiêu cho phép Cũng theo báo cáo chất lượng nước của Sở Giao thông Công chính Hà nội thì chất lượng nước ngầm ngày càng bị suy giảm nghiêm trọng do nhiễm một hàm lượng

amoni cao Cụ thể, hàm lượng amoni của hai nhà máy nước Pháp Vân và Hạ Đình đều lớn hơn 10 mg/1 và ở nhà máy nước Thanh Trì ở mức thấp hơn một chút [3].

Hàm lượng NH4+, N 0 2‘, N 0 3‘ cao trong nước ngầm ảnh hưởng rất lớn đến sức khoẻ con người Hơn nữa, Hà nội là thành phố duy nhất ở nước ta sử dụng 100% nước ngầm làm nguồn nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt và công nghiệp [3] Trước thực trạng

ô nhiễm hợp chất của nitơ trong nước ngầm nói trên, việc khảo sát và đánh giá loại bỏ hợp chất của nitơ ra khỏi nguồn nước đang dần được các nhà khoa học Việt Nam quan tâm và nghiên cứu

Để xử lý các hợp chất của nitơ trong nước, có thể sử dụng phương pháp lý học, phương pháp sinh học, phương pháp hoá học

1.3.1 Phương pháp lý học

Phương pháp này được áp dụng trên nguyên tắc giải hấp thụ amoniac Trong môi trường nước amoniac tồn tại ở dạng trung hoà NH-Ị hoặc NH4+, tỉ lệ giữa chúng phụ thuộc vào pH và nhiệt độ của nước Trong vùng pH cao ( pH>l 1) dạng tồn tại chủ yếu là NH3 dễ bay hơi Do đó người ta sục khí và nâng nhiệt độ thúc đẩy quá trình giải hấp thụ Lượng khí sục khoảng 6000m3 khí trên lm 3 nước thải tại 5°c và pH=l 1 để loại

bỏ 90% NHV Cũng để đạt hiệu quả tương tự, ở 20°c cần 2200-3700m:i không khí Quá trình giải hấp thụ cũng có thể tiến hành bằng cách cho dòng nước chảy qua tháp chứa vật liệu nhồi, khi tiếp xúc nước được trải thành lớp màng mỏng, tiếp xúc với không khí, tăng diện tích tiếp xúc và thúc đẩy quá trình bay hơi amoniac [8]

Xử lý amoni theo phương pháp này có ưu điểm là có thê kiểm soát được quá trình và loại bỏ được hàm lượng NH4+ trong nước Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm

đó thì xử lý NH4+ bằng phương pháp này còn có những hạn chế, như quá trình phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, pH Ngoài ra, sự chuyển hoá NH4+ thành NH3 và tách ra khỏi nước làm giảm hàm lượng N H / trong môi trường nước nhung lại làm ô nhiễm không khí do NH3 bay hơi trực tiếp vào không khí Vì thế xử lý bằng phương pháp này thì hiệu quả chưa thật triệt để và chất lượng nước cũng chưa được đảm bảo

Để loại bỏ hợp chất của nitơ ra khỏi nước, thường sử dụng ao hồ hiẻu khí và ao

hồ tuỳ nghi Khi có mặt của oxy hoà tan thì các hợp chất chứa nitơ trong nước sẽ bị các

vi sinh vật oxy hoá thành C 0 2, H20 , NH4+ , N 0 2' và N 0 3\ Vì nitơ chiêm 8-10% thành phần tế bào của tảo nên việc hấp thụ nitơ dưới dạng NH4+ , N 0 2', NO,' từ nước thải là cơ chế quan trọng để loại bỏ nguồn ô nhiễm này

Tuy nhiên phương pháp này không phù hợp đối với việc xử lý nước mặt, nước ngầm có nhiễm hợp chất nitơ, thêm nữa phương pháp này đòi hỏi phải có 1 diện tích lớn nên không được áp dụng rộng rãi ở các đô thị

+) K ỹ thuật bùn hoạt tính

Trong kỹ thuật bùn hoạt tính, nước cần xử lý được đưa vào bể hiếu khí (bể aeroten) và được khuấy trộn với bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là những quần thể sinh vật bao gồm: vi khuẩn, nấm protoza, các loại động vật không xương sống

Trong quá trình xử lý bằng kỹ thuật bùn hoạt tính xảy ra quá trình amon hoá theo phản ứng sau: 2N H 4+ + 3 0 2 —> 2 N 0 3' + 4H + + H20 + 350kJ

Ưu điểm của phương pháp này là sử dụng hoạt động của vi sinh vật nên không làm ô nhiễm môi trường, chi phí xử lý thấp Tuy nhiên hiệu quả đạt được phụ thuộc nhiều vào điều kiện thực hiện và diện tích sử dụng Sơ đồ nguyên lý kỹ thuật của bùn hoạt tính được trình bày như sau:

Bùn dư

Hình 3- Sơ đồ nguyên lý của quá trình bùn hoạt tính

+) Đĩa lọc quay sinh học

Là một dạng kỹ thuật xử lý hiếu khí Đĩa lọc gồm hàng loạt các đĩa tròn, phẳng được làm bằng polystyren hoặc polyvinylclorua cùng lắp trên một trục, một phần được đặt ngập trong nước và quay chậm Trong quá trình đĩa quay chậm vi sinh vật sẽ bám vào bề mặt đĩa hình thành một lớp màng sinh học Quá trình chính này xảy ra là phân huỷ hiếu khí các chất hữu cơ và oxy hoá amon

1.3.3 Phương pháp hoá học

Để xử lý nước ô nhiễm hợp chất của nitơ bằng phương pháp hoá học, người ta

sử dụng các phương pháp như: quang hoá với xúc tác titan dioxit (TiO,), clo hoá,phương pháp trao đổi ion, phương pháp xử lý bằng ozon

+) Phương pháp quang hoá với xúc tác titan dioxit (T i0 2)

Titan dioxit là chất quang hoá, có khả năng oxy hoá mạnh dưới tác dụng tia cực tím Titan dioxit sẽ hấp phụ các chất trong nước lên trên bề mặt và oxy hoá chúng Đối với ammonium đầu tiên chúng sẽ bị chuyển thành N 0 3' và N 0 2' sau đó tiếp tục bị phân huỷ tiếp thành N2và H2 [11]

+) Phương pháp clo hoá

Sử dụng phản ứng giữa clo với amoni tạo thành các hợp chất: monocloamin, dicloamin, tricloamin và cuối cùng tạo thành khí nitơ

Khi hoà tan clo hoặc các hợp chất clo trong nước, tuỳ theo pH của môi trường

mà clo tồn tại ở các dạng khác nhau theo phương trình sau:

Lượng clo sử dụng ( mg/L)

Hình 4 Đường cong clo hoá nước khi có mặt amoni

(O, A, B, c , D: là các điểm đặc trung phân vùng phản ứng)

Việc loại bỏ NH4+ trong nước theo phương pháp này có chi phí thấp và cho phép loại bỏ ammonium cùng với quá trình khử trùng nước Tuy nhiên điểm hạn chế là tạo

ra các sản phẩm phụ như hợp chất cơ clo AOXs và THMS rất độc và có mùi khó chịu

Vì vậy, việc định lượng clo thích hợp đưa vào trong nước là rất quan trọng

+) Phương pháp trao đổi ion

Tương tự như các quá trình trao đổi ion, amoniac chỉ có thể trao đổi khi tồn tại ở dạng NH4+ và tuân theo qui luật trao đổi ion Riêng về tính chọn lọc trao đổi nó khác với các loại nhựa thông thường, thứ tự chọn lọc trao đổi của các ion tuân theo dãy: Cs+

> K+ > NH4+ > Sr24 >Na+ > Ca2+ >Fe3+ >A13+ >Mg2+ [8]

Nhựa tự nhiên thường được sử dụng là clinoptiolit Ái lực của nhựa clinoptiolit với NH4+ mạnh hơn các loại nhựa khác và giá thành tương đối thấp Một trong những đặc điểm nổi bật của zeolit là dễ tái sinh Khi đã hết ái lực, nó có thế tái sinh bằng Ca(OH)2 , lúc đó N H / được loại khỏi clinoptiolit và bay ra dưới dạng khí

Mô hình hoạt động của phương pháp trao đổi iôn nhằm loại bỏ amoni được thể hiện như sau:

Hình 5 Sơ đồ hoạt động của phương pháp trao đổi ion

Ngày nay, người ta đã chế tạo ra một loại nhựa nhân tạo để xử lý nước ngầm có nồng độ nitơ trong nước cao theo nguyên lý sau: nước ngầm khi được bơm lên sẽ qua 1

bể chứa trưng gian Sau đó nước được bơm qua bể áp lực để loại bỏ cặn bẩn ở dạng keo hyđroxit, Fe, Al, cát, nước được dẫn qua cột trao đổi ion tại đây xảy ra quá trình trao đổi ion để nước đạt tiêu chuẩn là nước uống

Với ưu điểm là có thể xử lý được hàm lượng amoni trong nước nhưng vẫn còn hạn chế là giá thành xây dựng và hoạt động còn cao, sự có mặt của nhiều các cation khác sẽ làm giảm tốc độ loại bỏ amoni

+) Phương pháp ozone hoá

Ozone là chất oxy hoá có hoạt tính cao và độ hoà tan trong nước gấp 10 lần oxi Ozone bền trong môi trường axít hơn môi trường kiềm Đặc tính cúa ozone là có khá năng oxy hoá cao, dễ dàng nhường oxy nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ:

N H / + 0 3 -» N 0 3- + H20

N 0 2 + 0 3 -> NO,- + H20Phương pháp này hiệu quả cao, lại không tạo ra sản phẩm phụ nhưng thiết bị hoạt động và duy trì hoạt động thường có chi phí cao

1.3.4 X ử lý các hợp chất của nitơ bằng phương ph áp điện thẩm tách ED (Electrodialysis)

Nguyên lý :

Dưới tác dụng của dòng điện một chiều các ion trong nước sẽ di chuyên về các điện cực, trên đường đi của chúng người ta đặt các tấm màng chọn lọc ion (chỉ cho phép anion và cation đi qua) Các ion chuyển qua màng trao đổi ion từ nơi có nồng độ thấp sang nơi có nồng độ cao hơn Kết quả là tạo ra hai dòng nước ở đầu ra : một dòng nước sạch hơn (nghèo ion) được thu làm nước sạch, còn dòng nước giàu ion bị thải Phương pháp này không những có thể loại bỏ được hợp chất của nitơ trong nước mà còn có thể loại bỏ hoặc cô đặc nước muối từ nước nhiễm mặn và nước biển, loại bỏ các chất tẩy rửa và chất hữu cơ khác, loại bỏ các kim loại nặng (như asen), loại bo và flo Nguyên lý phương pháp điện thẩm tách được chỉ ra ở hình 6 , 7 [14]:

Ị ĐAI HOC QUỠC GIA HÀ NÔI

; [QUNG TẨM THÒNG TIM V E"

/ ) / / 5 V 6

Hình 7 Nguyên lý phương pháp điện thẩm tách

Phương pháp điện thẩm tách đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu áp dụng để

xử lý nitơ trong nước Theo tổ chức năng lượng và môi trường Áo, thì năm 1990 tổ chức năng lượng của Áo bắt đầu thử nghiệm thiết bị xử lý nitrat bằng điện thẩm tách ở

K leylehof- Miền Đỏng nước Áo Thời gian thử nghiệm được tiến hành trong hai năm Nồng độ nitrat trung bình trong nước chưa xử lý là 80 - 100mg/l Công suất của thiết

bị khoảng 1 mVh Mục đích của chương trình nghiên cứu này đề cập đến hiệu quá của việc khử muối trên quan điểm loại nitrat Kết quá nghiên cứu xử lý hiệu quả nitrat và

đã được nâng cấp ứng dụng trong thực tế vào năm 1996 [16]

Ớ Đức, nghiên cứu thử nghiệm sử dụng thiết bị điện thẩm tách dạng Pilot của K Kneisel và cộng sự (2001) đối với việc loại nitrat cho nước bia Thiết bị có công suất là

24 mVngày Ban đầu nồng độ muối của nước chưa xử lý là 600 ppm, nồng độ nitrat khoảng 50 ppm và tổng độ cứng khoảng 8 meq/1 Kết quả phân tích nước sau xử lý cho thấy chất lượng nước đạt kết quả tốt: nồng độ nitrat là lOppm và độ cứng là 2,5 meq/1 [17]

Tại Morocco, theo nghiên cứu của phòng thí nghiệm thuộc Khoa hóa Trường Đại học Tofail, phương pháp điện thẩm tách được vận hành với thiết bị dạng pilot có công suất 24 irr/ngày để tách loại nitrat ở nước ngầm Thiết bị được hoạt động dựa trên thông số cơ bản: sự tương quan giữa khử khoáng và khử muối, tỷ lệ thu hồi, tiêu thụ năng lượng [15]

Công nghệ điện thẩm tách sử dụng để tách loại amoni có nhiều ưu điểm vì đồng thời có thể tách loại được một số kim loại nặng có mặt trong nước ngầm như asen Ngoài ra hệ thống vận hành ổn định, phù hợp với khí hậu nóng như ở Việt Nam Tuy nhiên công nghệ điện thẩm tách cũng còn một sô' hạn chế như: cần có hệ lọc sơ bộ để loại Fe và cặn, tiêu tốn nước vì có tỉ lệ nước thải khá cao

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u

2.1 Đôi tượng nghiên cứu

Từ thực trạng nguồn nước sinh hoạt và nước ngầm bị nhiễm các hợp chất chứa nitơ (có hàm lượng NH4+, N 0 2\ N 0 3‘ cao), đối tượng nghiên cứu của đề tài là: Đánh giá hiệu quả xử lý các hợp chất của nitơ (NH4+, N 0 2\ N O /) trong nước ngầm sử dụng hệ thống ED qui mô hộ gia đình (do Trung tâm Công nghệ cao Viện Khoa học Vật liệu lắp đặt)

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Trung tâm Tư vấn Chuyển giao Công nghệ Nước sạch và Môi trường, 1001 Hoàng Quốc Việt Mẫu nước được phán tích bằng phương pháp đo quang trên máy u v - 1601, Shimadzu, Nhật Bản Phương pháp phân tích NH4+; N 0 2'; và N 0 3'(theo phương pháp Tiêu chuẩn của Mỹ - xem phần Phụ lục)

2.2.1 Mẫu nghiên cứu

Mẫu nước pha (các dung dịch amoni, nitrit và nitrat): Pha chế trong phòng thí nghiệm để lựa chọn điều kiện làm việc thích hợp (các thông số kỹ thuật) cho hệ ED.Mẫu nước ngầm thực tế: lấy tại gia đình ông Nguyễn Phạm Tĩnh, xã Tam hiệp,

Thanh trì, Hà nội ở 3 điểm khác nhau:

■ Điểm 2: Nước đã xử lý sơ bộ qua bộ lọc cát (đầu vào hệ ED)

■ Điểm 3: Mẫu nước đã qua xử lý (đầu ra hệ ED)

Vị trí giếng khoan lấy mẫu nước ngầm: N: 20°56.723; E: 105°49.746

Mẫu nước được lấy ở cùng thời điểm (buổi sáng) Mẫu được lấy làm hai 2 đợt: đợt 1 từ tháng 06/2004 - 11/2004; đợt 2 từ tháng 02/2005 - 5/2005 mẫu được lấy với tần suất 1-2 tuần/lần Mẫu được bảo quản theo đúng yêu cầu đối với phân tích thông số

N H /; N 0 2- và NO, (bảng 3)

Bảng 3 Điều kiện bảo quản mẫu nước

đựng mẫu

Điều kiện bảo quản Thời gian bảo

quản tôi đa

2ml H2S 0 440%Amẫu 24 giờ

2.2.2 Nghiên cứu tách các hợp chất nitơ trong nước bằng công nghệ điện thám tách

Sơ đồ thiết bị điện thẩm tách quy mô hộ gia đinh: Hệ thống ED sử dụng để tách

loại các hợp chất nitơ được trình bày trên hình 5 [1]:

Hình 5 Sơ đồ hệ thống điện thâm tách ED

2 Bơm cấp nước thô 7 Bộ điều chỉnh nguồn điện

3 Cột lọc kích thước lỗ hạt 5 |am (từ 220VAC thành 0 H- 50VDC)

4 Đồng hồ đo lưu lượng 8 Nước đã xử lý (đầu ra sử dụng)

Một số thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị điện thẩm tách ED chỉ ra như sau:

- Màng chịu được nước nóng phù hợp với khí hậu nóng

- Lưu lượng nước sử dụng 30 - 60 1/h

- Nãng lượng điện sử dụng cho ED :

Điện áp : u = 53 VDC ± 3 VDC Dòng điện : I = 0,75 - 1.5 A

- Điện cực bằng titan, có phủ lớp oxít kim loại quý để bảo vệ chống ăn mòn điện hoá

- Khả năng tiêu thụ điện biến đổi từ 1,2 - 2,5 kW h/m \

Hoat dỏng của thiết bi EDR: Nước được bơm qua cột lọc kích thước lỗ hạt 5ịim sau đó được đưa qua thiết bị điện thẩm tách với lưu lượng dòng khác nhau Nước đầu vào, đầu

ra (đã xử lý) được lấy và phân tích hàm lượng các hợp chất nitơ để đánh giá hiệu quả

2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của các ion photphát và sunphát đến hiệu quả xử lý các hợp chất nitơ

Trong nước nguồn ngoài NH4+, N 0 2\ NO,', còn có mặt các ion khác có thể gây ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý các hợp chất ni tơ như P ( V \ SO42', Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của ion phophat và sunphat với các hàm lượng khác nhau trong khoảng từ 1 đến 10mg/l và từ 2 đến 30.mg/l tương ứng đối vói P 0 4vvà S 0 42 cho các mẫu nước pha khảo sát Các kết quả chỉ ra ở chương 3

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Kết quả khảo sát lựa chọn thông sô kỹ thuật cho hệ ED

Để xác định các điều kiện làm việc thích hợp (nguồn, lưu lượng dòng, ) đã tiến hành nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý các hợp chất nitơ (amoni, nitrit và nitrat) trong các mẫu nước pha chế (chuẩn bị trong phòng thí nghiệm) Các kết quả chỉ ra ở bảng 4

Bảng 4 Kết quả xử lý các ỉon amoni và nitrit bàng cồng nghệ điện thẩm tách

2-u

(V)

I(A)

(V)

I(A)

ED 2 - Qua hệ ED vận hành 2 giai đoạn

Kết quả khảo sát cho thấy hầu hết các mẫu nghiên cứu cho kết quả xử lý khá cao đối với hệ ED vận hành 1 giai đoạn (hiệu quả xử lý đạt khoảng 70-80%) Đặc biệt với các mẫu sau xử lý thiết kế hệ ED vận hành 2 giai đoạn cho hiệu quả xử lý amoni và nitrit rất cao, đạt trên 99,5% Lưu lượng dòng phù hợp qua hệ ED là khoảng 201ít/h Nguồn điện thích hợp cho vận hành hệ ED có thể sử dụng dòng 60V và cường độ dòng trong khoảng 0,4-0,6A

3.2 Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định NH4+, N 0 2, NO,

Xây dựng đường chuẩn N H / sử dụng dung dịch chuẩn pha từ muối NH4C1 có hàm lượng: 0,2; 0,4; .3,2 mg/1 và đo mật độ quang ở bước sóng 420nm: đườna chuẩn

N 0 2' và của NO,' sử dụng muối N aN 02 (0,1; 0,2; .1,6 mg/l)và NaNO, (0,2; 0,4; .2,0 mg/1) và đo mật độ quang tương ứng tại bước sóng 520 nm và 410 nm (xem bảng 5 và hình 8)

Các đường chuẩn xây dựng có độ chính xác cao thể hiện thông qua giá trị các hệ số tương quan R2 thu được đều > 0,99 Các phương trình tuyến tính thu được trên các đường chuẩn sẽ được sử dụng để xác định nồng độ của các mẫu nước (xác định x) khi đã đo được độ hấp thụ quang (giá trị y của các mẫu nghiên cứu).

Bảng 5 Kết quả xây dưng đường chuẩn

STT Đường c tiuẩn NH4+ Đường chuẩn NO,' Đường chuẩn N 0 3'

Nồng độ

NIV (mg/l)

Mật độ quang D (Ằ=420nm)

Nồng độ N02‘ (mg/l)

Mật độ quang D (A=520nm)

Nồng độ

NO, (mg/l)

Mật độ quang D

3.3 Đánh giá hiệu quả xử lý N H /trong nước ngầm sử dụng hệ ED (qui mỏ hộ gia đình)

Do yêu cầu công nghệ để đạt hiệu quả tách tốt ở hệ ED mẫu nước ngầm cần được cho qua hệ lọc cát để tách các thành phần cặn (Fe, ) Bảng 6 dưới đây đưa ra kết quả phân tích đặc điểm nước ngầm lấy tại vị trí nghiên cứu trước và sau khi qua hệ lọc cát Các kết quả phân tích cho thấy hiệu quả tách amoni của bộ lọc cát là khá cao (đạt 50%: giảm từ 21,4mg/l xuống còn 10,4mg/l) Tuy nhiên hàm lượng NH4+ vẫn còn lớn hơn nhiều so với TCCP (1,5 mg/1 - theo tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống của Bộ Y tế - Quyết định số 1329/2002BYT-QĐ)

Các mẫu nước được lấy ở thời điểm trước và sau khi qua hệ ED để phân tích hàm lượng amoni trong mẫu dựa trên đường chuẩn đã xây dựng được ở trên Kết quả hàm lượng amoni trước và sau xử lý được chỉ ra ở hình 9

Từ hình 9 thấy rằng hàm lượng amoni đầu vào (nước ngầm) nằm trong khoảng

từ ll-21m g/L và có mức độ biến thiên khá rõ rệt giữa các đợt lấy mẫu Hàm lượng amoni của mẫu nước lấy vào tháng 9-10 thấp hơn so với tháng còn lại mặc dù qui luật

và sự ánh hưởng của mùa chưa thật rõ ràng Các mẫu sau khi xử lý bằng phương pháp điện thẩm tách với hệ ED có hàm lượng amoni giảm đi rõ rệt, ở hầu hết các mẫu đều

<lm g/l đạt tiêu chuẩn nước ăn (13/17mẫu) Hiệu quả tách amoni đạt 82-98% ngay đối với hệ ED vận hành 1 giai đoạn

Bảng 6 Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào và ra hệ lọc cát

iy lấy

lảu lấy mẫuĐiểm pH (mg/Ị)Fe (mg/1)Mn (mg/1)n h4+ (mg/1)n o2' (mg/1)NO,- cứngĐộ

(mg/1)

Alkalinity(mg/1)

(mg/1)

P043(mg/1)

s o 42(mg/1)

TI(m

Thời gian lấy m ẫu

Hình 9 Biên thiên hàm lượng N ỉ ỉ /

trong các mẫu nước

Dựa vào kết quả phân tích cho thấy hàm lượng NH4+ trong các mẫu nước lấy từ khu vực Văn Điển sau khi xử lý bằng phương pháp điện thẩm tách với hệ ED giám đi

rõ rệt Từ kết quả trên cho thấy hiệu quả của bộ máy lọc nước bằng hệ thống lọc ED là tương đối cao Hiệu suất xử lý hàm lượng NH4+ (của toàn bộ hệ gồm lọc cát và ED) trung bình là:

Nồng độ NH4+ đầu vào(XB)- Nồng độ NH4+ đầu ra ED(TB)