Nghiên cứu xử lý hồ hà nội bằng hệ thống giải pháp tổ hợp (trồng cây nổi kết hợp cải tạo cảnh quan, công nghệ AO MBR và hệ sinh thái)

- Nghiên cứu các công nghệ sinh thái xử lý nước hồ Hà Nội bằng cách sử dụng tổ hợp các phương pháp không hoặc ít sử dụng hoá chất sử dụng hệ thực vật thuỷ sinh; tăng cường vai trò của hệ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

Lê Ngọc Tiến

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ HỒ HÀ NỘI BẰNG HỆ THỐNG GIẢI PHÁP

TỔ HỢP (TRỒNG CÂY NỔI KẾT HỢP CẢI TẠO CẢNH QUAN,

CÔNG NGHỆ AO-MBR VÀ HỆ SINH THÁI)

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Chuyên ngành: Công nghệ môi trường

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS NGUYỄN THỊ THU THỦY

2 PGS.TS CAO THẾ HÀ

Hà Nội 2011

Đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thị Thu Thủy và PGS.TS Cao Thế Hà đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực

hiện đề tài nghiên cứu này

Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị trong Trung tâm nghiên cứu công nghệ môi trường và phát triển bền vững (CETASD) - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu này Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo và cán bộ Viện đào tạo sau đại học và Viện Khoa học và Công nghệ môi trường - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình truyền đạt kiến thức và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình cùng bạn bè đã động viên giúp

đỡ cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong học tôi trong học tập cũng như trong cuộc sống

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2011

Học viên

Lê Ngọc Tiến

Hà Nội bằng hệ thống giải pháp tổ hợp (trồng cây nổi kết hợp cải tạo cảnh quan, công nghệ AO-MBR và hệ sinh thái)” là do tôi nghiên cứu thực hiện với sự hướng

dẫn của PGS.TS Nguyễn Thị Thu Thủy và PGS.TS Cao Thế Hà Đây không phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân, tổ chức nào Các số liệu, nguồn thông tin trong Luận văn là do tôi nghiên cứu thực hiện điều tra, nghiên cứu, phân tích, tính toán và đánh giá

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình bày trong Luận văn này

Hà Nội, ngày tháng 9 năm 2011

Học viên

Lê Ngọc Tiến

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 7

DANH MỤC CÁC BẢNG 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 10

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 10

ĐẶT VẤN ĐỀ 12

1 Lý do chọn đề tài 12

2 Lịch sử nghiên cứu 12

3 Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 12

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ SỰ Ô NHIỄM NƯỚC HỒ HÀ NỘI VÀ CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC HỒ 14

1.1 Khát quát về sự ô nhiễm nước hồ Hà Nội 14

1.1.1 Tổng quan về hồ 14

1.1.2 Các nguồn gây ô nhiễm hồ 15

1.1.3 Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước 17

1.1.4 Sự ô nhiễm hồ 20

1.1.5 Hiện trạng ô nhiễm hồ Hà Nội 21

1.2 Các biện pháp kỹ thuật xử lý nước hồ 23

1.2.1 Xử lý nước thải trước khi đổ vào hồ 23

1.2.2 Thực hiện các thao tác trong hồ 31

1.3 Đánh giá về các công nghệ sử dụng xử lý nước hồ 38

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 40

2.1 Nội dung nghiên cứu 40

2.1.1 Mục đích nghiên cứu 40

2.1.2 Nội dung cần giải quyết 40

2.2 Đối tượng nghiên cứu 40

2.2.1 Hồ Kim Liên 40

2.2.2 Thực vật nghiên cứu 43

2.2.3 Chế phẩm vi sinh nghiên cứu 44

2.2.4 Hệ thống xử lý sinh học kết hợp lọc màng (AO-MBR) 45

2.2.5 Các thông số nghiên cứu 46

2.3 Phương pháp nghiên cứu 53

2.3.1 Hệ thực vật 53

2.3.2 Chế phẩm vi sinh 54

2.3.3 Hệ thống xử lý sinh học kết học kết hợp lọc màng (AO-MBR) 54

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 56

3.1 Kết quả nghiên cứu sử dụng hệ thực vật thủy sinh 56

3.1.1 Khả năng xử lý COD, N, P của các thực vật thuỷ sinh 56

3.1.2 Sự sinh trưởng của hệ thực vật 66

3.2 Kết quả nghiên cứu sử dụng sử dụng chế phẩm vi sinh 67

3.2.1 Khả năng xử lý COD của các chế phẩm 67

3.2.2 Khả năng xử lý nitơ 70

3.3 Kết quả nghiên cứu hệ thống xử lý sinh học AO-MBR 74

3.3.1 Kết quả vận hành với các chế độ tuần hoàn 74

3.3.2 Kết quả vận hành với các chế độ tuần hoàn tối ưu có bổ sung thêm cơ chất 78 3.4 Đánh giá khả năng xử lý hồ Kim Liên 80

3.4.1 Đánh giá chất lượng nước hồ Kim Liên trước và sau khi xử lý 80

3.4.2 Đánh giá định tính về sự thay đổi sinh thái hồ 83

3.5 Đề xuất phương án xử lý nước hồ 84

3.5.1 Phương án xử lý nước thải trước khi vào hồ 84

3.5.2 Phương án xử lý nước trong hồ 91

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

PHỤ LỤC 98

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AO: Anoxic - Oxic – Thiếu khí - Hiếu khí

MBR: Membrane Bioreactor – Công nghệ xử lý sinh học kết hợp lọc màng

COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học

TS: Total solids – Tổng chất rắn

TDS: Total dissolved solids – Tổng chất rắn hòa tan

SS: Suspended solids – Chất rắn lơ lửng

BOD: Biochemical Oxygen Demand – nhu cầu oxy sinh hóa

SBR: Sequencing batch reactor - Phản ứng sinh học theo mẻ

AS: Activated sludge – Bùn hoạt tính

VSS: Volatile suspended solids – Chất rắn bay hơi

DEWATS: Decentralized wastewater treatment system – Hệ thống xử lý nước thải phân tán

DO: Dissolved oxygen – Oxy hòa tan

MLSS: Mixed liquor suspended solids –chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng

TSS:Total suspended solids – tổng chất rắn lơ lửng

UF: Ultrafilation – Siêu lọc

MF: Microfiltration – Vi lọc

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Các thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt chưa xử lý 15

Bảng 1.2 Một số sinh vật gây bệnh qua đường nước 19

Bảng 1.3 Chất lượng nước một số hồ tại đầu vào và ra 22

Bảng 1.4 So sánh sự hoạt động của công nghệ bùn hoạt tính với MBR 24

Bảng 1.5 Ví dụ về hóa chất sử dụng với các màng khác nhau 29

Bảng 1.6 Kết quả phân tích nước thải sau hệ thống xử lý của bệnh viện đa khoa huyện Kim Bảng 36

Bảng 1.7 Hiệu quả của mô hình làm giảm ô nhiễm nước hồ Văn 38

Bảng 2.1 Chất lượng nước hồ Kim Liên năm 2009 41

Bảng 2.2 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích 47

Bảng 2.3 Thời gian và các chế độ tuần hoàn nghiên cứu 55

Bảng 2.4 Thời gian và chế độ bổ sung thêm cơ chất 55

Bảng 3.1 Nồng độ COD qua các đợt thí nghiệm 56

Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý COD của các thực vật thuỷ sinh qua các đợt thí nghiệm 57 Bảng 3.3 Tốc độ và năng lực xử lý COD của các bồn có trồng thực vật thuỷ sinh so với bồn đối chứng 59

Bảng 3.4 Nồng độ tổng nitơ qua các đợt thí nghiệm 59

Bảng 3.5 Khả năng xử lý tổng nitơ của các thực vật thuỷ sinh 60

Bảng 3.6 Tốc độ và năng lực xử lý tổng nitơ của các bồn có trồng thực vật so với bồn đối chứng 61

Bảng 3.7 Nồng độ tổng photpho qua các đợt thí nghiệm 62

Bảng 3.8 Hiệu suất xử lý tổng photpho của các thực vật thuỷ sinh qua các đợt 63

Bảng 3.9 Tốc độ và năng lực xử lý tổng photpho của các bồn có trồng thực vật so với bồn đối chứng 64

Bảng 3.10 Diễn biến nồng độ amoni qua các đợt thí nghiệm 64

Bảng 3.11 Hiệu suất xử lý amoni của các thực vật thuỷ sinh qua các đợt thí nghiệm 66

Bảng 3.12 Sự tăng trưởng của các thực vật trong đợt thí nghiệm thứ 3 67

Bảng 3.13 Quan hệ giữa mức độ sinh trưởng và khả năng xử lý của các thực vật trong đợt thí nghiệm thứ 3 67

Bảng 3.14 Nồng độ COD qua các đợt thí nghiệm với các chế phẩm sinh học 68

Bảng 3.15 Hiệu suất xử lý COD qua các đợt thí nghiệm với các chế phẩm 70

Bảng 3.16 Nồng độ tổng nitơ qua các đợt thí nghiệm với các chế phẩm 70

Bảng 3.17 Hiệu suất xử lý tổng nitơ qua các đợt thí nghiệm với các chế phẩm 72

Bảng 3.18 Nồng độ amoni qua các đợt thí nghiệm với các chế phẩm 72

Bảng 3.19 Hiệu suất xử lý amoni qua các đợt thí nghiệm với các chế phẩm 74

Bảng 3.20 Sự thay đổi nồng độ COD nước hồ Kim Liên trước và sau xử lý 80

Bảng 3.21 Sự thay đổi nồng độ tổng nitơ trong nước hồ Kim Liên trước và sau khi áp dụng tổ hợp các giải pháp xử lý 81

Bảng 3.22 Sự thay đổi nồng độ tổng phopho trong nước hồ Kim Liên trước và sau khi áp dụng tổ hợp các giải pháp xử lý 82

Bảng 3.23 Các thông số nước thải trước khi vào hồ Kim Liên 85

Bảng 3.24 Các thông của màng FP-AII 15 87

Bảng 3.25 So sánh hệ MBR với hệ thiếu khí + hiếu khí 91

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Sơ đồ chuỗi thức ăn trong hồ 14

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý bằng phương pháp sinh học thông thường và MBR 24

Hình 1.3 Các quá trình phân tách bằng màng 25

Hình 1.4 Cách bố trí màng 26

Hình 1.5 Các mô hình lọc (a) Lọc tắt, b) Lọc dòng chảy ngang [8] 27

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải hồ Kim Liên 46

Hình 3.1 Diến biến nồng độ COD qua các đợt thí nghiệm……… 57

Hình 3.2 Hiệu suất xử lý COD qua các đợt thí nghiệm ……… ………58

Hình 3.3 Diến biến nồng độ tổng nitơ qua các đợt thí nghiệm………60

Hình 3.4 Hiệu suất xử lý tổng nitơ qua các đợt thí nghiệm ……… ……… 61

Hình 3.5 Diến biến nồng độ tổng phôtpho qua các đợt thí nghiệm ………62

Hình 3.6 Hiệu suất xử lý tổng phôtpho qua các đợt thí nghiệm ……… … 63

Hình 3.7 Diến biến nồng độ amoni qua các đợt thí nghiệm ……… ………65

Hình 3.8 Hiệu suất xử lý amoni qua các đợt thí nghiệm ……… 66

Hình 3.9 Diến biến nồng độ COD trong đợt thí nghiệm 1……… 68

Hình 3.10 Diến biến nồng độ COD trong đợt thí nghiệm 2………69

Hình 3.11 Diến biến nồng độ tổng nitơ trong đợt thí nghiệm 1.……….71

Hình 3.12 Diến biến nồng độ tổng nitơ trong đợt thí nghiệm 2 ……….71

Hình 3.13 Diến biến nồng độ amoni trong đợt thí nghiệm 1 ……… 73

Hình 3.14 Diến biến nồng độ amoni trong đợt thí nghiệm 2 ……… 73

Hình 3.15 Diễn biến nồng độ chất rắn lơ lửng với các chế độ tuần hoàn……… 74

Hình 3.16 Hiệu suất xử lý tổng nitơ ………75

Hình 3.17 Diễn biến nồng độ COD với các chế độ tuần hoàn ………76

Hình 3.18 Hiệu suất xử lý COD trung bình ………76

Hình 3.19 Diễn biến nồng độ amoni với các chế độ tuần hoàn khác nhau ……….77

Hình 3.20 Diễn biến nồng độ nitơrat với các chế độ tuần hoàn khác nhau …… 78

Hình 3.21 Diến biến và khả năng xử lý COD ……….79 Hình 3.22 Diến biến và khả năng xử lý tổng nitơ khi có bổ sung thêm COD ……80 Hình 3.23 Diễn biến nồng độ COD ở hồ Kim Liên trước và sau khi xử lý … … 81 Hình 3.24 Diễn biến nồng độ tổng nitơ ở hồ Kim Liên trước và sau khi xử lý … 82 Hình 3.25 Diễn biến nồng độ tổng photopho trong nước hồ Kim Liên trước và sau khi xử lý … ……… 83

2 Lịch sử nghiên cứu

Các nghiên cứu, ứng dụng của thế giới về xử lý nước hồ đã được thực hiện

nhiều và rất có hiệu quả như áp dụng về xử lý nước hồ bằng cách sử dụng các

phương pháp không hoặc ít sử dụng hóa chất như sử dụng hệ thực vật thủy sinh, sử dụng chế phẩm vi sinh, hút bùn,… Ở nước ta cũng đã có một số nghiên cứu, ứng dụng về xử lý nước hồ nhưng do số lượng các nghiên cứu, ứng dụng còn ít và thường chỉ nhắm một mục tiêu, đôi khi ngắn hạn, chưa có nghiên cứu kỹ nên khó đánh giá hiệu quả cũng như hậu quả lâu dài, nhiều nghiên cứu mới chỉ được thực hiện trong quy mô phòng thí nghiệm Ngoài ra một số phương pháp xử lý có chi phí khá cao nên khả năng áp dụng còn hạn chế Hiện nay việc nghiên cứu, ứng dụng xử

lý nước hồ bằng hệ sinh thái tự nhiên và cố gắng đảm bảo hệ sinh thái vốn có của

hồ đã và đang dược sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học, mở ra triển vọng giải quyết được vấn đề ô nhiễm hồ

3 Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Đề tài: “Nghiên cứu xử lý hồ Hà Nội bằng hệ thống giải pháp tổ hợp (trồng cây nổi kết hợp cải tạo cảnh quan, công nghệ xử lý nước thải AO-MBR và hệ sinh thái” nhằm các mục đích sau:

- Nghiên cứu các công nghệ sinh thái xử lý nước hồ Hà Nội bằng cách sử dụng

tổ hợp các phương pháp không hoặc ít sử dụng hoá chất (sử dụng hệ thực vật thuỷ sinh; tăng cường vai trò của hệ sinh thái hồ bằng các chế phẩm vi sinh; xử lý nước thải bằng công nghệ AO-MBR)

- Đánh giá được đóng góp của mỗi công nghệ thành phần

Đối tượng nghiên cứu chính của luận văn là:

- Các thực vật nghiên cứu là bèo tây, rau dừa nước và thủy trúc

- Các chế phẩm sinh học nghiên cứu là Sanbos, Bioktiv, Bio-DW và LTH

- Trạm xử lý nước thải trước khi vào hồ bằng công nghệ sinh học thiếu khí, hiếu khí kết hợp lọc màng (AO-MBR)

- Hồ nghiên cứu là hồ Kim Liên thuộc phường Phương Mai, quận Đống Đa,

Hà Nội

Phạm vi nghiên cứu của đề tài theo quy mô lý thuyết, quy mô phòng thí nghiệm và ứng dụng vào thực tế

Nội dung nghiên cứu

- Tìm hiểu nguồn gốc, hiện trạng ô nhiễm hồ Kim Liên

- Định lượng khả năng xử lý COD, nitơ, photpho và xác định quan hệ khả năng xử lý - sự tăng trưởng sinh khối của 3 loại cây

- Đánh giá tác dụng của một số chế phẩm sinh học (probiotics) thương mại

- Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải của công nghệ AO-MBR

- Đánh giá định tính về sự thay đổi sinh thái hồ và sự thay đổi chất lượng nước

hồ Kim Liên sau khi áp dụng tổ hợp các giải pháp xử lý trên

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thực hiện để luận văn đạt yêu cầu đề ra là:

- Điều tra khảo sát thực địa;

- Thu thập thông tin, tài liệu;

- Xây dựng thí nghiệm;

- Nghiên cứu trên công trình thực tế

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ SỰ Ô NHIỄM NƯỚC HỒ HÀ NỘI VÀ

CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC HỒ 1.1 Khát quát về sự ô nhiễm nước hồ Hà Nội

1.1.1 Tổng quan về hồ

Hồ được định nghĩa như là một vùng nước lớn và được xem như là vùng nước đứng, gồm cả nước mặn và nước ngọt và được bao quanh bởi đất liền (Webster 1970; in Timms 1992) [1] Hồ có thể được tạo thành do tự nhiên hay do nhân tạo Trong hồ luôn tồn tại những mối quan hệ qua lại giữa các sinh vật với nhau và với môi trường tạo nên trạng thái cân bằng động, giữ cho chất lượng nước ít bị biến đổi đột ngột Mối quan hệ giữa các sinh vật trong hồ chính là chuỗi thức ăn

Hình 1.1 Sơ đồ chuỗi thức ăn trong hồ [2]

Vật tiêu thụ thứ cấp (bậc 3): Cá ăn động vật

(mức dinh dưỡng 4)

Vật tiêu thụ thứ cấp (bậc 2): Một số loài cá và các

loại ăn động vật nổi (mức dinh dưỡng 3)

Vật tiêu thụ sơ cấp: Các động vật nổi và cá ăn cỏ

(mức dinh dưỡng 2)

Vật sản xuất sơ cấp: Tảo, các cây dưới nước

(mức dinh dưỡng 1)

Các sinh khối phân hủy Các động vật đáy

Các sinh vật phân hủy

Tảo và các thực vật thủy sinh là một mắt xích đầu tiên trong dây chuyền thức

ăn, là loài thực vật bậc thấp, thuộc loại tự dưỡng, có khả năng sinh tổng hợp bằng cách sử dụng nguồn cacbon vô cơ (CO2, HCO3-) và các yếu tố dinh dưỡng khác, quan trọng nhất là nitơ, photpho, thông qua phản ứng quang hợp Các động vật thủy sinh, chủ yếu là các loài giáp xác sử dụng thực vật sống trôi nổi, để tạo nguồn động vật đầu tiên cho các vật ăn thịt khác Tất cả các chất bài tiết, chất trao đổi và xác sinh vật bị phân hủy bởi các vi sinh vật phân hủy Các chất phân hủy sau đó một phần lắng xuống đáy, còn phần lớn lại tham gia vào quá trình tổng hợp các chất bởi các loài sinh vật trong hồ Qua chỗi thức ăn vật chất được quay vòng và năng lượng được biến đổi qua các bậc dinh dưỡng hệ sinh thái hồ sẽ ở trạng thái cân bằng Vì một lý do gì đó làm cho sự phát triển hay kìm hãm sự phát triển của một thành phần nào đó sẽ làm mất sự cân bằng trên bị mất có thể dẫn đến hủy hoại hệ sinh thái hồ làm cho chất lượng nước hồ bị xấu đi

1.1.2 Các nguồn gây ô nhiễm hồ

Các nguồn gây ô nhiễm cho hồ có thể do nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước mưa chảy tràn,…

a Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt hay nước thải từ khu dân cư bao gồm nước sau khi sử dụng từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, cơ quan, khu vui chơi giải trí, Đây là một trong những loại nước thải có lượng lớn các chất hữu cơ dễ phân hủy, các chất dinh dưỡng (nitơ, phốt pho), các chất rắn cùng với vi khuẩn (có thể có cả các vi sinh vật gây bệnh), trứng giun sán… Thành phần của nước thải sinh hoạt được giới thiệu trong bảng 1.1 Đây chính là nguồn gây ô nhiễm chủ yếu cho các hồ ở Hà Nội

Bảng 1.1 Các thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt chưa xử lý [3]

Nguồn: Weber, Vandevenne và Edline, 2002

b Nước mưa chảy tràn

Nước mưa khi chảy tràn trên bề mặt diện tích khu vực có thể cuốn theo các

chất rắn, dầu mỡ, hóa chất,… vào các hồ tiếp nhận có thể làm ô nhiễm các nguồn

nước này Nước mưa là nguồn nước bổ cập cơ bản cho các hồ ở Hà Nội, đồng thời

cũng là nguồn ô nhiễm bổ sung vào hồ nếu khu vực có hạ tầng kém (có nhiều chất

bẩn trên bề mặt); trong trường hợp hạ tầng khu vực tốt nước mưa sẽ là nguồn pha

loãng quan trọng làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong hồ

c Nước thải công nghiệp

Nước thải công nghiệp tạo thành từ các hoạt động công nghiệp như các quá

trình sản xuất giấy, thuộc da, chế biến thực phẩm,… Thành phần và tính chất của

nước thải này rất đa dạng tùy thuộc vào loại hình sản xuất Nước thải của các xí

nghiệp chế biến thực phẩm (đường, sữa, nước ngọt, bia,…) chứa nhiều các chất hữu

cơ với nồng độ cao; nước thải của các xí nghiệp thuộc da ngoài các chất hữu cơ ra còn có các kim loại nặng, sunfua; nước thải của nhà máy bột giấy chứa nhiều chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, màu, lignin, phenol với nồng độ lớn;… Do nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải này khá cao nếu không được xử lý đảm bảo yêu cầu cho phép trước khi thải vào các thủy vực tiếp nhận sẽ làm cho nguồn nước bị ô nhiễm nghiêm trọng Hiện trong khu vực nội thành Hà Nội các cơ sở sản xuất trên còn lại không nhiều và đều phải xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường nên tác động do nguồn này chỉ có với một số ít hồ trên địa bàn Hà Nội

d Các nguồn khác

Ngoài các nguồn gây ô nhiễm trên còn một nguồn gây ô nhiễm hồ khác đó là việc vứt và xả rác thải, đổ chất thải xây dựng của người dân xuống hồ Rác thải, chất thải xây dựng khi bị vứt, đổ xuống hồ cũng góp phần làm ô nhiễm hồ, làm giảm diện tích hồ, nhất là gây mất mỹ quan, một số người còn vứt cả xác các động vật chết gây bốc mùi hôi rất khó chịu

1.1.3 Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước

Các chất rắn không hòa tan: Các chất rắn không hòa tan có hai dạng là: chất

rắn keo và chất rắn lơ lửng Khi xả nước thải vào nguồn nước mặt, các chất rắn không hòa tan có thể lắng đọng ở đầu cống xả Cặn lắng có thể cản trở dòng chảy, thay đổi kích thước và chế độ thủy lực Các cặn lắng này bị phân hủy, gây thiếu oxy

và tạo nên các khí độc hại như H2S, CH4,… ở vùng cống xả làm cho nước vùng này

có màu đen và mùi hôi [4]

Các chất hữu cơ:

- Các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học: Các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học như cacbonhydrat, protein, chất béo,… Đây là các chất gây ô nhiễm chính có nhiều trong nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp Quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ trong nước thường tạo nên sự thiếu hụt oxy, làm chết các động vật thủy sinh gây mất cân bằng sinh thái trong nguồn nước

Trong nước thải sinh hoạt, có đến 60-80% là tổng các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học Trong đó có 40-60% là protein, 25-50% cacbonhydrat và khoảng 10% [5]

- Các chất hữu cơ bền vững: Các chất hữu cơ độc tính cao thường là các chất bền vững, khó bị phân hủy sinh học Một số chất hữu cơ tích lũy và tồn lưu lâu dài trong môi trường và cơ thể thủy sinh vật thông qua chuỗi thức ăn, gây nên ô nhiễm lâu dài, đồng thời tác hại đến hệ sinh thái nước Các chất thuộc loại này như polychlorophenol (PCP), polychlorobiphenyl (PCB), các hydrocacbon đa vòng ngưng tụ, hợp chất dị vòng N hoặc O,…

- Các chất hữu cơ bền vững có độc tính cao như các hợp chất phenol, các hóa chất bảo vệ thực vật (phospho hữu cơ, clo hữu cơ, cacbamat, phenoxyaxetic, pyrethroid tổng hợp), tanin và lignin, các loại hyđrocacbon đa vòng ngưng tụ Các chất này hầu hết có độc tính cao đối với người và động vật, nhiều chất có độ bền vững cao trong môi trường và có khả năng tích lũy trong cơ thể sinh vật và con người gây ung thư, biến dị,…

Các chất vô cơ

- Các chất dinh dưỡng: Các nguyên tố nitơ và phot pho rất cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật và thực vật Trong nước, nitơ tồn tại dưới dạng nitơ hữu

cơ, amoni, nitrit, nitrat Tuy nhiên khi trong nguồn nước bị dư thừa nitơ thì lại gây

ra hiện tượng phú dưỡng Phospho trong nước thường tồn tại dưới dạng orthophosphat (PO43-, HPO42-, H2PO4-, H3PO4) hay polyphosphat [Na3(PO3)6] và phosphat hữu cơ Phospho là nguyên nhân gây ra bùng nổ tảo ở một số nguồn nước mặt, gây ra hiện tượng tái nhiễm bẩn và nước có màu, mùi khó chịu

- Các kim loại nặng: Hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao với sinh vật và con người Các kim loại nặng như: chì (Pb), thủy ngân (Hg), crom (Cr), cadimi (Cd), niken (Ni) và selen (Se) phổ biến nhiều trong tự nhiên và có hiệu ứng độc hại cao Do không phân rã nên các kim loại nặng tích tụ trong chuỗi thức ăn của

hệ sinh thái

Ngoài ra còn có một số chất vô cơ khác gây ô nhiễm khác thường liên quan tới quá trình sản xuất công nghiệp như xianua, flour, sunphat, …

Dẫu mỡ: Dầu mỡ là chất lỏng khó tan trong nước, tan trong các dung môi hữu

cơ Độc tính và tác động sinh thái của dầu mỡ phụ thuộc vào từng loại dầu Hầu hết

các loài thực vật, động vật đều bị tác hại do dầu mỡ, các loài thủy sinh và cây ngập

nước dễ bị chết do dầu mỡ ngăn cản quá trình hô hấp, quang hợp và cung cấp dinh

dưỡng

Các vi sinh vật gây bệnh: Các vi sinh vật gây bệnh qua môi trường nước là các

vi trùng, siêu vi trùng và giun sán Một số loại vi sinh vật gây bệnh qua môi trường

nước được nêu trong bảng 1.2

Bảng 1.2 Một số sinh vật gây bệnh qua đường nước [4]

Sinh vật Bện truyền theo đường nước

Vi trùng

Samonella paratyphi Phó thương hàn

Virut Entorovirus Nhiều loại bệnh

Động vật

nguyên sinh

Giun sán Diphyllobothrium Bệnh giun sán

Ngoài ra còn có một số tác nhân gây ô nhiễm khác có thể có nguồn gốc tự

nhiên hoặc nhân tạo như các chất gây màu, mùi, chất phóng xạ, nhiệt độ

Trong các tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước nêu trên, đối với các hồ ở Hà

Nội do chủ yếu là tiếp nhận nước thải sinh hoạt nên thành phần thường quan tâm xử

lý là các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học và các chất dinh dưỡng (nitơ, phôtpho)

Các chất hữu cơ khi thải vào các thủy vực sẽ bị phân hủy làm giảm hàm lượng oxy

hòa tan trong nước làm cho các loài thủy sinh không còn oxy để hô hấp và sẽ bị

chết, khi đó quá trình phân hủy yếm khí sẽ xảy ra làm sản sinh ra các chất gây mùi

hôi thối, gây mùi khó chịu Còn khi nước thải có chứa quá nhiều các chất dinh

dưỡng sẽ kích thích quá trình sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ của tảo gây ra hiện tượng phú dưỡng trong nguồn nước Vì vậy cần phải loại bỏ các chất này trước khi thải vào hồ, trong đó quan trọng nhất là các chất dinh dưỡng

1.1.4 Sự ô nhiễm hồ

Hiện trạng của hồ sẽ phụ thuộc mạnh vào yếu tố N, P, nhất là P-yếu tố quyết định sự sinh trưởng của tảo Trong hồ học, theo mức độ dinh dưỡng của hồ người ta chia thành ba mức: (1) hồ rất sạch do nghèo dinh dưỡng (oligotrophic); (2) hồ có năng suất sinh học vừa phải (mesotrophic) là hồ có nồng độ P, N vừa phải, chuỗi thức ăn vẫn còn cân bằng và (3) hồ phù dưỡng (giàu dinh dưỡng - eutrophic): N, P cao hơn khả năng hấp thu vốn có của hồ, khi đó tảo và thực vật nước phát triển quá mạnh, sinh khối thối rữa sẽ tích luỹ ở đáy hồ, tạo điều kiện cho các hệ vi sinh yếm khí phát triển và phát sinh mùi mạnh mẽ, tiếp đó hồ sẽ chuyển dần thành đầm lầy và

sẽ chết nếu như không có sự hoạt động cải tạo của con người [6]

Khi hồ tiếp nhận nước thải (giàu dinh dưỡng (N, P)) tảo phát triển rất nhanh, điều này dẫn đến hai hiệu ứng:

- Một là, khi tảo phát triển - sinh trưởng mạnh dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời nhờ quá trình quang hợp CO2 + 2H2O + photon → (CH2O)n + H2O + O2, làm giảm N, P hoà tan (do tảo hấp thu) và tăng ôxy hoà tan - yếu tố tối cần thiết cho nhiều quá trình sống khác trong hồ vào ban ngày, trong đó có các cả quá trình tự xử

lý ô nhiễm do vi khuẩn hiếu khí (ôxy hoá các chất ô nhiễm hữu cơ, nitrat hoá amôni, cố định P hoà tan …) Tuy nhiên, vào ban đêm, điều này có thể đảo ngược: ôxy có thể thiếu nếu nước hồ nhiều tảo nhưng quá giàu hữu cơ;

- Hai là, khi mật độ tảo quá cao nước sẽ đục, giảm yếu tố thẩm mỹ; khi tảo chết sinh khối tảo chết thối rữa (nhất là khi tảo lam độc “bùng nổ”) sẽ tiêu thụ mạnh ôxy sẽ giảm nồng độ ôxy hoà tan, gây hôi thối, phát sinh độc chất có thể làm chết các loài thuỷ sinh khác Sinh khối tảo chết thường lắng xuống đáy hồ nên đáy hồ trở nên yếm khí, khi đó các quá trình vi sinh yếm khí sẽ dẫn tới sự giải phóng P hoà tan

từ bùn đáy, làm tăng yếu tố dinh dưỡng P quyết định quá trình sinh trưởng của tảo, tảo lại tiếp tục “bùng nổ”, chu trình cứ thế lặp lại tới khi hồ thoái hoá hoàn toàn

Bên cạnh đó quá trình phân hủy yếm khí tạo ra các sản phẩm gây mùi hôi thối như

H2S, mercaptan,

Tỷ lệ tổng nitơ và tổng phospho quyết định yếu tố giới hạn phú dưỡng theo chỉ tiêu N hay P Theo các nghiên cứu của Forsberg và các cộng sự, tỷ lệ N:P dùng để định yếu tố giới hạn kiểm soát phú dưỡng như sau [4]:

- Khi N:P>12 thì P là yếu tố giới hạn;

- Khi N:P< 7 thì N là yếu tố giới hạn;

- Khi N:P = 7-12 thì P và N đều không phải là yếu tố giới hạn

Trong các hồ tự nhiên, do phospho hao tổn vì lắng đọng, chuyển hóa, hấp thụ

do thực vật, nên tỷ lệ N:P >12 Các nghiên cứu của Bộ môn cấp thoát nước và Trung tâm kỹ thuật môi trường đô thị và khu công nghiệp trường Đại học Xây dựng cũng cho thấy điều trên Vì vậy đối với các hồ đô thị, chỉ tiêu tổng phospho là chỉ tiêu giới hạn để đánh giá mức độ phú dưỡng [4]

Theo Vollenewidei (1976), tải lượng cho phép cực đại của phospho trong hồ, trên mức đó hiện tượng phú dưỡng có thể xảy ra được tính như sau:

Q: Lưu lượng nước vào hồ, m3/năm

D: Độ sâu trung bình của hồ, m

Tảo có khả năng tăng khối lượng rất nhanh (thường thời gian nhân đôi của tảo tính bằng vài giờ tới ngày, tuỳ loài)

1.1.5 Hiện trạng ô nhiễm hồ Hà Nội

Thành phố Hà Nội là một trong những thành phố có hệ thống hồ rất phong phú

và đa dạng Các hồ đóng rất quan trọng đối với đô thị, hồ là nơi điều tiết nước làm

giảm sự úng ngập, điều hòa môi trường vi khí hậu, làm sạch nước thải, tạo cảnh quan môi trường sinh thái khu vực Bên cạnh đó, một số hồ còn mang ý nghĩa lịch

sử của Thành phố nói riêng và của nước ta nói chung như hồ Gươm, hồ Tây Quá trình đô thị hóa với việc xây dựng cơ sở hạ tầng, nhà cửa, cùng với việc lấn chiếm đất hồ của người dân dẫn đến số lượng cũng như diện tích hồ của Thành phố hiện nay bị giảm đi đáng kể Bên cạnh đó, việc xử lý chất thải chưa có sự quản lý chặt chẽ, thêm vào đó là ý thức của người dân chưa cao đã và đang góp phần làm cho các hồ ngày càng ô nhiễm hơn

Hiện nay, hầu hết các hồ ở Hà Nội đều bị ô nhiễm do nước thải sinh hoạt và dịch vụ chủ yếu chưa qua xử lý hoặc mới chỉ xử lý sơ bộ được xả trực tiếp vào hồ làm cho các hồ này bị ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng nặng Các kết quả phân tích chất lượng nước của một số hồ trình bày trong bảng 1.3 Bảng 1.3 chỉ ra chất lượng nước đầu vào và ra của một số hồ Hà Nội trong thời gian từ 2007 - 2008 Nhìn chung chất lượng nước hồ cả đầu vào và đầu ra đều cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn nước mặt

Bảng 1.3 Chất lượng nước một số hồ tại đầu vào và ra [7]

Vào Ra Vào Ra Vào Ra Vào Ra T-N (mg/L) 12,6 7,0 30,1 8,1 34,2 22,6 27,1 11,6

1.2 Các biện pháp kỹ thuật xử lý nước hồ

Các biện pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm hồ gồm 2 nhóm:

- Xử lý nước thải trước khi đổ vào hồ

- Thực hiện các thao tác trong hồ

1.2.1 Xử lý nước thải trước khi đổ vào hồ

Có nhiều phương pháp xử lý nước thải, tùy thuộc vào từng loại nước thải và mức độ nhiễm bẩn của chúng Vệc lựa chọn các loại hình công nghệ xử lý nước thải được tiến hành dựa trên loại nước thải và mục đích xử lý Với các hồ ở Hà Nội do nguồn xả nước thải vào hồ chủ yếu là nước thải sinh hoạt có chứa chủ yếu là các chất hữu cơ dễ phân hủy và các chất dinh dưỡng thì phương pháp xử lý nước thải thường được ưu tiên lựa chọn là phương pháp sinh học Đây là phương pháp xử lý nước thải dựa trên các hoạt động sống và sinh sản của vi sinh vật để oxy hóa các chất ô nhiễm trong nước thành các chất vô cơ, các chất khí đơn giản, nước và tổng hợp nên sinh khối của sinh vật

Hiện nay, bên cạnh công nghệ sinh học truyền thống, một số công nghệ sinh học lai ghép (hybrid) đã và đang được nghiên cứu và áp dụng nhằm tận dụng những

ưu điểm của các công nghệ đã có, kết hợp và sử dụng chúng có hiệu quả hơn nhưng chi phí đầu tư thấp, hệ thống gọn nhẹ, vận hành đơn giản, tăng hiệu quả xử lý, chịu sốc tải tốt hơn, ngăn ngừa sự suy giảm của hệ vi sinh vật đồng thời khắc phục được những nhược điểm của hệ thống riêng lẻ Trong các công nghệ sinh học lai ghép, công nghệ MBR (membrane bioreactor) có chất lượng nước sau xử lý khá cao có thể tái sử dụng cho một số nhu cầu không yêu cầu chất lượng nước quá cao hay sử dụng để cải tạo nguồn nước và do không cần sử dụng bể lắng cùng với việc duy trì mật độ vi sinh rất cao trong bể phản ứng, hiệu quả của quá trình xử lý cao dẫn đến làm giảm đáng kể diện tích khu xử lý, đây là một điều rất quan trọng đối với khu dân cư đông đúc và chật trội như khu vực nội thành Hà Nội

MBR (membrane bioreactor) là công nghệ xử lý nước kết hợp giữa công nghệ

xử lý sinh học với công nghệ lọc bằng màng để giữ lại sinh khối MBR là sự cải tiến của quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính theo mẻ kiểu bể SBR trong đó việc tách cặn

không cần dùng đến bể lắng bậc hai Với mật độ vi sinh rất cao dẫn đến làm giảm kích thước bể xử lý cần thiết và làm tăng hiệu quả xử lý của quá trình sinh học Vì thế, nước sau xử lý bằng hệ MBR có chất lượng cao với việc khử triệt để các thành phần hòa tan như các chất hữu cơ, ammonia bằng xử lý sinh học Ngoài ra, với việc

sử dụng màng nhằm tách phần nước và cặn nên không cần bể lắng, chất lượng nước

ra sau MBR không bị ảnh hưởng bởi khả năng lắng của chất rắn như quá trình bùn hoạt tính [8]

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý bằng phương pháp sinh học thông thường và

Màng sử dụng cho MBR

Có hai loại vật liệu chế tạo màng được áp dụng trong công nghệ MBR là polyme và vật liệu gốm Vật liệu polyme được sử dụng để chế tạo màng là: Polyvinylidene difluoride (PVDE), Polyethylsulphone (PES), Polyethylene (PE), Polypropylene (PP) Màng được sử dụng nói chung phải có các đặc tính sau: có tính thấm chọn lọc, tính cơ khí ổn định, có độ xốp cao, mật độ mao quản dày đặc và chịu được tác dụng của nhiệt độ và hoá chất, các biến đổi pH, nông độ chất oxy hoá

Có 4 quá trình phân tách bằng màng chủ yếu theo kích thước của mao quản và cách thức nước thấm qua là màng thẩm thấu ngược RO, màng lọc nano NF (nanofiltration), màng siêu lọc UF (ultrafiltration), và màng vi lọc MF (microfiltration), như trong hình sau:

so với hệ đặt ngập nhưng nó lại tiêu tốn năng lượng cao hơn cho bơm

Nước vào

Không khí

Nước ra

Bùn thảib)

Màng Không khí

Nước vào

Màng Tuần hoàn

Bùn thải Nước ra a)

Cấu hình màng

Có 6 cấu hình màng cơ bản sử dụng trong công nghệ lọc màng với những lợi ích và hạn chế cụ thể Chúng đều dựa trên cơ sở là hình phẳng hoặc hình trụ bao gồm [8]:

1 Dạng tấm phẳng FS (flat – and – frame/flat sheet)

2 Dạng sợi rỗng HF (hollow fibre)

3 Dạng ống MT ((multi) tubular)

4 Dạng ống mao quản CT (capillary tube)

5 Dạng hộp xếp FC (pleated filter cartridge)

6 Dạng xoắn ốc SW (spiral-wound)

Các mô đun màng thường được ghép hợp thành các khối tạo điều kiện dễ dàng cho việc lắp đặt, bảo trì và nâng cấp sau này Với MBR kiểu màng đặt ngập thường khối màng được đặt trong một các hộp, hộp này được sục khí rất mãnh liệt với mục đích không để cho bùn và chất rắn lắng bám vào màng

Cơ chế quá trình phân tách bằng màng:

Quá trình lọc qua màng có thể diễn ra theo hai mô hình là quá trình lọc tắt hay lọc toàn dòng chảy (dead-end or full flow) và lọc ngang (crossflow) như sau:

Hình 1.5 Các mô hình lọc (a) Lọc tắt, b) Lọc dòng chảy ngang [8]

Với công nghệ MBR mô hình lọc áp dụng là mô hình lọc dòng chảy ngang

Có hai mô hình chuyển khối được sử dụng để mô tả quá trình thấm qua màng là: dòng chảy trong mao quản và mô hình hoà tan - khuếch tán như sau:

- Mô hình dòng chảy trong mao quản: giả thiết có tồn tại một dòng chảy của chất lỏng trong mao quản của màng Động lực của dòng chảy chất lỏng chính là sự lệch áp suất tạo ra sự đối lưu cưỡng bức giữa hai đầu màng

- Mô hình hoà tan - khuếch tán: một chất thấm qua màng trước hết được hoà tan vào màng, sau đó khuyếch tán qua màng theo hướng có nồng độ thấp Các chất thấm qua màng có mức độ hòa tan (hấp phụ) khác nhau và khuyếch tán khác nhau

là cơ sở để tách chúng ra khỏi hỗn hợp

Hiện tượng phân cực và nhiễm bẩn màng lọc:

Trong quá trình lọc, màng dễ bị tắc và hư hại do hai nguyên nhân chính là phân cực nồng độ và màng bị nhiễm bẩn làm suy giảm tốc độ lọc của màng theo thời gian

Hiện tượng phân cực nồng độ là do trong quá trình lọc nồng độ chất tan, cặn tăng lên trên bề mặt hoặc sát bề mặt lớp màng Lớp này đôi khi tạo nên cấu trúc gel (tập hợp các hạt có liên kết khá bền) với một độ dày nhất định, đặc biệt khi nước có chứa thành phần protein làm tăng trở khối lọc, giảm tốc độ lọc của màng

Sự nhiễm bẩn, tắc màng lọc có thể do một số chất chui vào mao quản gây tắc, làm giảm tốc độ lọc Các tác nhân gây nhiễm bẩn, tắc màng này gồm nhiều thành phần: dạng hạt không tan (bùn), vi sinh vật, hợp chất hữu cơ, dầu mỡ, chất kết tủa hình thành trong quá trình lọc qua màng [11]

Cách khắc phục tắc nghẽn màng

Các biện pháp được sử dụng để làm sạch màng trong quá trình vận hành MBR

là sục khí mãnh liệt để đánh tan bùn và chất rắn sẽ đọng bên ngoài không cho dính bám vào màng Bên cạnh đó sau một thời gian hoạt động màng sẽ được rửa ngược bằng nước hoặc bằng không khí, thời điểm rửa màng khi tổn thất áp qua màng tăng lên 25~30 cmHg Tuy nhiên khi mà các biện pháp trên đã được áp dụng mà vẫn không làm sạch được màng thì ta tiến hành làm sạch màng bằng cách ngâm hóa chất

Bảng 1.5 Ví dụ về hóa chất sử dụng với các màng khác nhau [8]

Công nghệ Chủng loại Hóa chất Nồng độ (%) Cách thức

(2h) + ngâm (2h)

NaOCl

0,2 0,2

Rửa ngược và tuần hoàn

NaOCl

0,2-0,3 0,01

Tuần hoàn qua các lumen, trộn hóa chất và sục khí trong bồn Kubota CIP

Axit Citric NaOCl Axit oxalic

0,2 0,5

1

Rửa ngược và ngâm (2h) Công nghệ MBR được áp dụng cho cả kỹ thuật hiếu khí lẫn yếm khí trong xử

lý nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt

Hệ tổ hợp xử lý vi sinh - lọc màng ngoài đạt hiệu quả cao về khả năng tách loại chất rắn còn một số ưu điểm:[11]

- Do không phải sử dụng tới quá trình lắng thứ cấp nên có thể duy trì mật độ sinh khối rất cao, tới 20-25 g/l Mật độ sinh khối cao cho phép giảm đáng kể thể tích của bể phản ứng

- Mật độ sinh khối cao cho phép giảm đáng kể thể tích của bể phản ứng, cho phép tăng thời gian lưu tế bào của hệ, thúc đẩy loại vi sinh nitrifier phát triển và cũng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khử nitrat, tích lũy photpho của vi sinh vật với các chất hữu cơ có nguồn gốc phân hủy nội sinh

- Khả năng tách loại các chất hữu cơ dạng trơ trong hệ tổ hợp được cải thiện

so với hệ xử lý vi sinh thông dụng do tăng cường khả năng hấp phụ của bùn

Lượng bùn thải ra thấp: Các MBR có thể hoạt động ở một tỷ lệ thấp F /M, thời gian lưu bùn dài hơn Kết quả là bùn khoáng hoá cao hơn, lượng bùn thải ra ít hơn

Bên cạnh các ưu điểm trên, ngoài khó khăn về mặt vận hành và giá thành hệ tổ hợp xử lý vi sinh - lọc màng còn một số nhược điểm khác như:

- Giai đoạn cấp oxy cho hệ bùn hoạt tính thường chiếm tới 70% năng lượng sử dụng của hệ xử lý nên ảnh hưởng quan trọng đến giá thành vận hành Mật độ vi sinh cao trong hệ xử lý làm giảm đáng kể hiệu quả hấp thu oxy [11]

- Tốc độ lọc của màng giảm rất nhanh trong khi vận hành

- Cũng như các thiết bị lọc màng khác, vấn đề tắc màng trong MBR dẫn đến

sự giảm nhanh chóng thông lượng dòng ra là không tránh khỏi, do đó cần vệ sinh màng theo chu kỳ

Ứng dụng của MBR

Với nhiều ưu điểm công nghệ MBR thích hợp để xử lý rất nhiều loại nước thải khác nhau như nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị, nước thải bệnh viện, nước thải giết mổ gia súc, nước rỉ rác, nước thải thủy hải sản,

Một số công trình ứng dụng MBR trong và ngoài nước

Harada (1994) đã nghiên cứu xử lý kỵ khí của nước thải chứa nồng độ chất hữu cơ không tan cao bằng MBR với màng lọc UF chảy xiên Hơn 98% COD được khử ở tải trọng 2,5 kg COD/m3.ngày MLSS tối đa đạt được là 15 g MLSS/l [12] G.T.Seo, T.S.Lee; B.H.Moon, Hàn Quốc -1997, đã ứng dụng lọc màng và bùn hoạt tính cho xử lý thành phần hữu cơ trong nước thải nhiễm dầu, với màng lọc UF,

áp suất 2 kg/cm2 Thời gian lưu bùn là 10 ngày cho hiệu quả xử lý COD đạt trên 90% [12]

Pierre côté, Hervé Busson, Mathieu Praderie đã áp dụng hệ hybrid lọc màng cho xử lý nước thải đô thị Kết quả nghiên cứu với hàm lượng sinh khối bùn 15-25

g VSS/l; tải trọng vận hành 1,2-2,3 kg COD/m3.ngđ Hiệu quả khử COD và nitơ là 96% và 95% [12]

Ở Việt Nam, TS Nguyễn Phước Dân (2007), trưởng khoa môi trường - Trường đại học Bách khoa TPHCM, dùng bể sinh học màng vi lọc (MBR) để xử lý ni tơ, ammonia trong nước rỉ rác Hiệu suất của việc xử lý nitơ và ammonia theo phương pháp này lên đến 85% [13]

1.2.2 Thực hiện các thao tác trong hồ

Thực hiện các thao tác trong hồ bao gồm 2 nhóm giải pháp :

- Kiểm soát và loại bỏ các tác nhân ô nhiễm trong hồ: kiểm soát tảo và nạo vét bùn

- Tăng cường khả năng tự làm sạch của hồ bao gồm các giải pháp sau: tăng cường khả năng xáo trộn tại cống xả nước thải, bổ sung nước sạch để pha loãng nước thải, làm giàu oxy cho nguồn nước, nuôi trồng thủy sinh, sử dụng các chế phẩm vi sinh

1.2.2.1 Kiểm soát tảo

Các nghiên cứu xử lý hồ phần lớn tập trung vào kiểm soát sinh khối trong hồ

mà tảo là đối tượng đầu tiên (vì đây là đối tượng có khả năng sinh trưởng tự nhiên cao nhất) Về nguyên tắc có hai giải pháp kiểm soát tảo:

- Một là ngăn chặn các tác nhân có thể làm tảo phát triển, tập trung vào Photpho Tốt nhất là ngăn các nguồn thải vào hồ, sử dụng các hoá chất kết tủa phốt phát (để chống hiện tượng hoà tan trở lại do các quá trình yếm khí ở đáy hồ), sử dụng các hoá chất, chế phẩm ức chế tảo, sử dụng các loại thực vật nổi để giảm bớt Nitơ, Photpho và che bớt mặt nước, giảm thiểu sự phát triển của tảo

- Hai là áp dụng nguyên lý sinh thái học nghĩa là tạo điều kiện cho chu trình thức ăn đã nêu ở trên hoạt động, khi đó các loại phù du, tôm cá sẽ góp phần kiểm soát mật độ tảo

- Ngoài ra, tảo còn được kiểm soát bằng cách sử dụng các tác nhân diệt tảo

để duy trì mật độ tảo nhất định trong hồ như sử dụng hóa chất (dùng CuSO4) hay sử dụng tia UV để diệt tảo hoặc thu hồi sinh khối tảo

1.2.2.2 Nạo vét bùn

Biện pháp nạo vét bùn là biện pháp đã và đang được thực hiện ở khá nhiều hồ trên địa bàn Hà Nội Các hồ sau nhiều năm tích lũy chất thải tạo lớp bùn khá dầy cần được nạo vét đồng thời kết hợp với kè hồ nhằm làm giảm khả năng sụt lở bờ hồ Biện pháp này đã loại bỏ được lượng chất ô nhiễm tích lũy ở đáy hồ không bị quay trở lại khối nước hồ phía trên làm cho chất lượng nước hồ sau đó khá tốt Tuy nhiên

do các dòng thải vẫn được xả tiếp vào hồ không qua xử lý hoặc xử lý không hiệu quả nên chỉ một thời gian ngắn sau đó nước hồ lại bị ô nhiễm Mặt khác, biện pháp này làm phá hủy hệ sinh thái vốn có của hồ nên biện pháp này chỉ nên áp dụng cho các hồ mà hệ sinh thái hầu như đã bị hủy diệt hoặc có hệ sinh thái không cần bảo

vệ, bên cạnh đó biện pháp này còn làm hòa tan một số chất lắng đọng và tích tụ trong bùn quay trở lại nước hồ như phot pho

Biện pháp hút bùn: Biện pháp này được thực hiện bằng cách hút từng phần bùn của hồ vừa nhằm loại bỏ được lượng chất ô nhiễm tích lũy ở đáy hồ, vừa giảm ảnh hưởng mạnh tới hệ sinh thái của hồ Biện pháp này đã được áp dụng với hồ Gươm, hồ có hệ sinh thái đặc biệt Cũng như biện pháp trên, biện pháp này chỉ đạt hiệu quả cao khi lượng chất thải vào hồ đã được xử lý hiệu quả

1.2.2.3 Bổ xung nước sạch để pha loãng nước thải

Khi nước hồ quá ô nhiễm ta có thể bổ sung nguồn nước sạch khác vào hồ Bổ sung nước sạch vào hồ sẽ làm giảm nồng độ các chất trong nước, góp phần thau rửa

hồ, cung cấp thêm oxy hoặc các tác nhân làm chuyển hóa các chất ô nhiễm Tuy nhiên khi bổ sung nguồn nước mặt vào hồ ngoài việc bổ sung thêm các sinh vật vào

hồ làm tăng hiệu quả của quá trình xử lý lên thì có thể sẽ dẫn đến sự thay đổi của hệ sinh thái hồ vốn có

1.2.2.4 Cung cấp bổ sung oxy cho hồ

Mục đích của biện pháp này là làm giàu oxy trong nước hồ để tăng cường quá trình làm sạch của hồ nhằm cung cấp oxy cho các vi khuẩn oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải xả vào hồ Bên cạnh quá trình làm giàu oxy cho nước hồ còn tạo ra

sự xáo trộn làm dịch chuyển các chất ô nhiễm từ tầng nước phía dưới lên tầng nước phía trên, tăng sự tiếp xúc giữa các chất ô nhiễm với nhau và với các vi sinh vật tạo điều kiện tốt cho quá trình oxy hóa các chất ô nhiễm, tăng cường quá trình tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh Ngoài ra quá trình này còn làm bay hơi các chất bẩn dễ bay hơi trong nước, đặc biệt là các sản phẩm phân hủy cặn đáy như axit hữu cơ, phenol, este, anđehyt, hyđro sunfua,…

Để cung cấp bổ sung oxy cho hồ người ta có thể sử dụng 2 phương pháp sau:

- Tăng cường khả năng xáo giữa nước thải và nước hồ qua việc xây dựng, lắp đặt cống xả như sử dụng cống xả ejectơ, cống xả phân tán, xây đập tràn, thác nước, Bên cạnh đó, biện pháp này còn làm hạn chế cặn tích tụ ở đầu cống thải

- Sử dụng các thiết bị cơ khí cấp oxy cưỡng bức như sử dụng máy nén khí, máy thổi khí, các máy khuấy trộn bề mặt, sử dụng vòi phun, làm đài phun nước,… [4, 14]

1.2.2.5 Sử dụng hệ thực vật thủy sinh

a Các thực vật thủy sinh trong xử lý nước

Có 3 loại thực vật điển hình thường được dùng trong xử lý nước thải [3]:

- Thực vật nổi trên mặt nước: Loại này có thân và lá mọc trên mặt nước và có

bộ thân rễ dài mọc trong đất Chúng có thể sống ở những vùng ngập nước vì thường

là các loài thực vật thân rỗng hoặc có những lỗ lớn bên trong làm tăng khả năng vận chuyển ôxy xuống hệ rễ Các thực vật loại này như sậy, lau, cỏ nến,…

- Thực vật sống trôi nổi trên mặt nước: bao gồm các loài có rễ mọc ở tầng đáy nông và những loài sống trôi nổi trên mặt nước Các thực vật loại này như súng, bèo tây, bèo tấm,…

- Thực vật sống chìm trong nước: các mô quang hợp hoàn toàn nằm chìm dưới nước nhưng thường có hoa nổi trên mặt nước Các thực vật loại này như rong mái chèo, rong đuôi chồn,…

b Vai trò của các thực vật thuỷ sinh trong xử lý nước

Vai trò của các thực vật thủy sinh trong xử lý nước được thể hiện qua các đặc tính sau [3]:

- Đặc tính vật lý: Làm giảm tốc độ dòng chảy, giảm tốc độ gió gần mặt nước làm giảm sự xáo trộn của các chất lắng tạo điều kiện tốt hơn cho quá trình lắng đọng các chất rắn, tăng thời gian tiếp xúc giữa nước và thực vật Các tán lá thực vật ngăn cản khả năng truyền ánh sáng mặt trời, làm cho quá trình sinh sôi của tảo dưới tán cây bị chậm lại

- Tạo bề mặt cho các vi sinh vật phát triển: Thân và lá cây cũng như rễ và thân

rễ của thực vật đóng vai trò như vật liệu lưu giữ tạo bề mặt dính bám cho sự phát

triển của các vi sinh vật phân hủy các chất ô nhiễm và bảo vệ chúng khỏi các tác động của các tia bức xạ từ mặt trời gây bất lợi và có thể giết chết chúng nên làm tăng khả năng xử lý nước

- Sự hấp thu các chất dinh dưỡng: giống như mọi cây trồng khác các thực vật này hấp thu các chất dinh dưỡng từ môi trường để cung cấp dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng và phát triển của chúng nên làm giảm lượng các chất ô nhiễm trong nước Bên cạnh đó chúng còn có khả hấp thu và tích luỹ trong cơ thể chúng một lượng nhất định các nguyên tố như N, P, một số kim loại, Ví dụ như bèo tấm

có khả năng hấp thu 27 µg Zn, 10 µg Pb, 5,5 µg Ni/1g khi nồng độ của các kim loại này là 10 mg/l [11]

- Cung cấp oxy qua rễ cây: Ngoài ra các thực vật thuỷ sinh còn có khả năng hấp thu O2 từ các bộ phận phía trên rồi vận chuyển qua các mô khí xuống bộ phận phía dưới Một phần O2 đó khuyếch tán vào môi trường quanh rễ tạo điều kiện cho các vi khuẩn hiếu khí phát triển thúc đẩy quá trình phân huỷ các chất ô nhiễm làm giảm BOD, NH4+ và làm tăng quá trình phản nitrat hoá Thử nghiệm với các loài thực vật nổi cho thấy sự tăng DO trong nước từ dưới 1 đến 6 mg/l [3, 15]

Ngoài ôxy ra, rễ cây cũng thải ra các chất kháng sinh, các hợp chất làm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của các loài khác [3]

Ngoài ra việc sử dụng các thực vật trong xử lý nước còn góp phần làm cho bầu không khí trong lành hơn, tạo ra cảnh quan, tạo môi trường sống cho các loài động vật lưỡng cư, các loài chim nước, các loài cá, Hơn nữa đây còn là giải pháp đơn giản cho nhiều vấn đề nước thải, ít tốn năng lượng

Tuy nhiên sử dụng thực vật trong xử lý nước hạn chế trong việc loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh, chịu ảnh hưởng bởi các điều kiện thời tiết, có thể mất khả năng

xử lý do sự quá tải về chất rắn hoặc amônia, sự có mặt của các động vật và côn trùng không mong muốn, cần một diện tích lớn và cần thu hoạch sinh khối thực vật

để loại bỏ chất ô nhiễm ra khỏi nước

Hệ thực vật tự nhiên đã được ứng dụng kết hợp hoặc riêng lẻ không chỉ trong

xử lý nước hồ mà còn được áp dụng cho rất nhiều lĩnh vực xử lý nước thải như

nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải chăn nuôi, nước thải chế biến thực phẩm, nước rỉ rác, nước thải thuộc da,…

c Một số kết quả nghiên cứu đã tiến hành

Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị sử dụng sậy (Phragmites australis) được

thực hiện vào mùa xuân năm 1991 ở Benton, Kentucky Thí nghiệm với dòng chảy đứng và có thí nghiệm với trường hợp không trồng thực vật Nước được cung cấp gián đoạn vào bể với BOD5 và TSS thấp trung bình 13 và 13 mg/l, NH4+ = 7,1-14mg/l, trung bình 9,9mg/l; TN Kjeldalh = 9,2-33mg/l, trung bình 15mg/l; pH=6,5-7,1; DO<0,6mg/l Kết quả thí nghiệm cây mọc và lan nhanh đạt độ trưởng thành 6-8ft trong 3 tháng Ở bể có trồng thực vật thấy hiệu quả loại bỏ NH4+ cao hơn với mức 20 gdp/ft2, khả năng loại bỏ NH4+ là 78% ở bể có trồng thực vật, còn ở bể không trồng thực vật là 75% Hàm lượng NH4+ >4mg/l ở bể có trồng thực vật khi lượng nước >49gdp/ft2, còn ở bể không trồng thực vật khi lượng nước

>30gdp/ft2.[15]

Nghiên cứu ở trung tâm thành phố Piracicaba, nằm bên bờ phải sông Piracicaba, nhằm nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải đô thị của các thực vật thuỷ sinh trong giai đoạn từ 1/1986-1/1987 Nghiên cứu này bao gồm 2 hệ thống xử lý riêng: hệ thống 1 bao gồm 3 kênh song song có trồng bèo tây (Eichhornia crassipes), các kênh này được nối với nhau qua 2 ao hiếu khí, và các bãi lọc tự nhiên, hệ thống 2 gồm các bãi lọc có trồng lúa Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả xử lý trung bình đạt được của cả 2 hệ thống trong cùng giai đoạn giảm 70% BOD5, 70% COD, 60% NH4+, 80% P, 95% NO3- Trong hầu hết 13 tháng nghiên cứu cho thấy chất lượng nước ra đạt tiêu chuẩn yêu cầu chỉ cần khử trùng [15]

Ở Việt Nam, Trung tâm Kỹ thuật Môi trường đô thị và khu công nghiệp, trường Đại học Xây dựng đã lắp đặt và chạy mô hình xử lý nước thải với bể tự hoại

và bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng Các bể thí nghiệm trồng cây gồm

6 thùng Inox dung tích 500 lít, trong đó 3 thùng chứa sỏi tròn đường kính 1,5 - 2

cm, 3 thùng chứa gạch vỡ đường kính 3 - 4 cm Các cây khác nhau được thử nghiệm là: cây sậy, mai nước, thuỷ trúc, phát lộc Dracaena Fragrans, cỏ nến

Với nồng độ chất hữu cơ đầu vào theo COD 134,9-407,1 mg/l, trung bình

229,5 mg/l (giai đoạn 1) và COD 147,8-390,4 mg/l, trung bình 214,4 mg/l (giai

đoạn 2), các bể lọc một bậc ở giai đoạn 1 đều cho phép đạt tiêu chuẩn cột B, và các

bể lọc 2 bậc nối tiếp ở giai đoạn 2 cho phép xấp xỉ đạt tiêu chuẩn cột A, TCVN

5945 - 1995 theo COD Về nitơ, ở cả 2 giai đoạn cho thấy, bể lọc trồng cây 1 bậc

cho phép loại bỏ được 37 - 62% Nitơ theo Nitơ tổng số T-N Các bể có trồng cây

đều cho kết quả tốt hơn rő rệt so với bể không trồng cây Sơ đồ nối tiếp 2 bậc cho

phép đạt hiệu quả xử lý Nitơ tăng rő rệt Với nồng độ T-P trong nước thải đầu vào

trung bình 11,6 mg/l giai đoạn 1, nồng độ trung bình của T-P đầu ra sau bể lọc sỏi là

4,9 - 5,3 mg/l tương đương tiêu chuẩn cột B, TCVN 5945 - 1995, sau bể lọc gạch

vỡ là 6,7 - 7,6 mg/l tương đương cột C Bể lọc có trồng cây cũng cho phép đạt hiệu

suất loại phôtpho cao hơn bể không trồng cây Ở giai đoạn 2 hiệu quả xử lý theo

T-P tăng rő rệt T-T-P trong nước thải đầu vào trung bình 5,6 mg/l, đầu ra trung bình 1,5

- 1,7 mg/l, đạt tiêu chuẩn cột A, TCVN 5945 - 1995 [16]

Hệ thống xử lý nước thải phân tán DEWATS của Bệnh viện đa khoa huyện

Kim Bảng, Hà Nam, công suất xử lý 125 m3/ngày Hệ thống bao gồm bể lắng, bể

yếm khí vách ngăn (8 ngăn, thể tích = 112 m3), bể lọc yếm khí (4 ngăn, thể tích =

82 m3), bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang (diện tích = 380 m2) và hồ ổn định,

sau đó thoát ra hệ thống mương hở bên cạnh bệnh viện Chất lượng dòng ra theo

thiết kế sẽ đáp ứng với tiêu chuẩn thải quốc gia BOD 30 mg/l, COD 80 mg/l

(TCVN 5945 – 2005, loại B) [17]

Bảng 1.6 Kết quả phân tích nước thải sau hệ thống xử lý của bệnh viện đa

khoa huyện Kim Bảng [17]

Ngày lấy

mẫu

COD (mg/l)

BOD 5 (mg/l) SS (mg/l)

NH 4 -N (mg/l)

PO 4 (mg/l)

Chế phẩm vi sinh là tập hợp của nhiều loại vi sinh vật, các enzym có khả năng phân hủy các chất hữu cơ, oxy hóa amoniac, khử nitrat, … như vi khuẩn bacillius, nitrobacter, pseudomonas, cellulomonas,… nhằm tăng cường quá trình phân hủy các chất ô nhiễm dẫn đến làm giảm mùi hôi thối, tăng cường khả năng xử lý nước thải của hồ, cải thiện điều kiện nuôi trồng thủy sản, ít phải nạo vét, thay nước Giải pháp này đã được ứng dụng tại một số nơi trên thế giới như ở Ai Cập, người ta đã tiến hành dự án về xử lý hồ chứa nước thải nằm cách thủ đô Cairo 100

km với lượng nước thải là 30.000 tấn/ngày Tại đây người ta đã sử dụng công nghệ

EM dưới 2 dạng: EM thứ cấp và cát ngâm trong dung dịch EM trước khi cho vào những nơi nước thải chảy vào hồ và kết quả đạt được rất khả quan [18]

Sử dụng chế phẩm sinh học để xử lý nước hồ bị ô nhiễm do PGSTS Trần Liên

Hà, ĐHBK HN chủ trì nghiên cứu theo hướng phân lập vi khuẩn, chế tạo các chế phẩm phân giải hữu cơ, N, P là Bioproduct-BK1, 2 (dùng cho hồ có COD(BOD) <

và > 100 mg/L tương ứng và áp dụng thử cho hồ Sài Đồng (1,08 ha) đang nuôi cá Nếu không sục khí, với liều lượng lần đầu 3-5 kg/ha, nhắc lại (sau 1 hoặc 2 tháng tuỳ theo nhiệt độ) với liều lượng = 50% lần đầu, xử lý được 20-45% COD(BOD),

TN và TP giảm khoảng 10-20% Nếu kết hợp sục khí có thể xử lý được 40-80% COD(BOD), 15-40% TN và TP (kết quả đánh giá sau 40 ngày thử nghiệm) [19] Bên cạnh các công nghệ sử dụng chế phẩm sinh học để phân giải các chất hữu

cơ, N, P , công nghệ sử dụng hoá chất làm trong (trên cơ sở các chất keo tụ-tạo bông) kết hợp các chất diệt tảo cũng được áp dụng cho hiệu quả tức thì Cụ thể là ngày 24/6/2008 TS Nguyễn Phú Tuân (thuộc nhóm NC hoạt chất xử lý MT, khu công nghệ cao Láng Hoà Lạc ) sử dụng chế phẩm LTH100 với liều lượng khoảng

200 L/6.150 m2 hồ Văn [20]

Kết quả xử lý nước hồ Văn bằng chế phẩm LTH100 [20]

Bảng 1.7 Hiệu quả của mô hình làm giảm ô nhiễm nước hồ Văn

Chỉ tiêu Đơn vị Trước

không còn mùi

không còn mùi

không còn mùi

không còn mùi

không còn mùi

Nguồn: Viện Công nghệ môi trường, 2008

1.3 Đánh giá về các công nghệ sử dụng xử lý nước hồ

Các giải pháp kiểm soát tảo kể trên có thể áp dụng cho các hồ tương đối sạch

như một phần trong chiến lược quản lý lâu dài hệ thống hồ, nếu áp dụng máy móc

cho các hồ đã ô nhiễm sẽ khó phát huy tác dụng

Các giải pháp sử dụng chế phẩm sinh học xử lý các chất hữu cơ và dinh dưỡng

(N, P) đã nêu ở trên có tác dụng xử lý nhất định nhưng thường có chung một nhược

điểm là chỉ quan tâm một hướng và còn nhiều vấn đề chưa được nghiên cứu chỉ rõ

Ví dụ các chế phẩm vi sinh hỗ trợ xử lý hữu cơ (BOD/COD), N, P nhưng không rõ

P đi đâu, có lắng xuống đáy hồ và hoà tan trở lại không, thường phần chỉ mang tính

hỗ trợ, liều dùng thế nào, khi nào cần bổ sung và tiêu chí để quyết định thời điểm bổ

sung, có hình thành bùn không và nếu có là bao nhiêu và sẽ phải đối phó như thế

nào?

Các hoá chất xử lý theo kiểu giết tảo và làm trong nước thì có ưu điểm là hiệu

quả tức thì nếu làm trong thể tích nhỏ và sau vài ngày nếu làm ở quy mô hồ lớn

nhưng vấn đề bùn sẽ rất lớn Các vấn đề tiếp theo sẽ là: sau bao lâu lại xử lý lại, nếu

nước thải vẫn vào thì sao, bùn sẽ làm gì, sinh ra bao nhiêu và sau bao lâu sẽ quay

trở lại nước và khi đó sẽ đối phó thế nào? Ngoài ra, chi phí của một số chế phẩm vẫn còn cao, một số chế phẩm xử lý N và P còn kém

Việc sử dụng các hệ thực vật đảm bảo được hiệu suất xử lý cao và ổn định; chi phí đầu tư xây dựng, vận hành thấp; duy trì được khả năng xử lý với tải lượng ô nhiễm không ổn định; giảm khối lượng chất phát sinh trong quá trình xử lý; tạo cảnh quan; tăng cường đa dạng sinh học Sinh khối sau xử lý có thể tận dụng cho chăn nuôi, sản xuất khí metan, làm phân bón,… Tuy nhiên, hiệu suất xử lý của các biện pháp này chưa cao nên cần diện tích lớn, bên cạnh đó có một số thực vật có khả năng tăng sinh khối khá cao nên cần phải được thu sinh khối thường xuyên Một số giải pháp xử lý nước hồ khác như nạo vét bùn, hút bùn, sục khí cưỡng bức,… cũng còn nhiều bất lợi như gây ảnh hưởng tới hệ sinh thái của hồ, chi phí cao, cần điện năng cũng như việc trông coi, vận hành, bảo dưỡng

Qua sự đánh giá sơ bộ trên, từ những thuận lợi của các giải pháp trên để nước

hồ có thể trong xanh trở lại cần phải tăng cường khả năng tự xử lý của hồ bằng các giải pháp tổng hợp chứ không thể chỉ áp dụng riêng lẻ một biện pháp nào như: xử lý nước thải đầu vào, sử dụng các chế phẩm vi sinh, bổ sung các yếu tố hấp thu N, P

và các khoáng hoà tan khác bằng cách trồng các loại thực vật nước phù hợp, kiểm soát mật độ tảo

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu

2.1.1 Mục đích nghiên cứu

- Xây dựng công nghệ sinh thái xử lý nước hồ Hà Nội bằng cách sử dụng tổ hợp các phương pháp không hoặc ít sử dụng hoá chất (sử dụng hệ thực vật thuỷ sinh; tăng cường vai trò của hệ sinh thái hồ bằng các chế phẩm vi sinh; ứng dụng công nghệ AO-MBR trong xử lý nước thải vào hồ)

- Đánh giá được đóng góp của mỗi công nghệ thành phần

2.1.2 Nội dung cần giải quyết

- Lựa chọn các loại thủy thực vật Định lượng khả năng xử lý COD, N, P của các thực vật này.Từ đó chỉ ra cây có khả năng xử lý tốt nhất

- Xác định quan hệ khả năng xử lý - sự tăng trưởng sinh khối của các thực vật này

- Đánh giá tác dụng của một số chế phẩm sinh học thương mại

- Đánh giá khả năng xử lý nước thải bằng công nghệ AO-MBR

- Đánh giá định tính về sự thay đổi hệ sinh thái hồ trong hệ trồng cây tốt nhất được lựa chọn

2.2 Đối tượng nghiên cứu

2.2.1 Hồ Kim Liên

a Vị trí hồ Kim Liên

Hồ Kim Liên thuộc phường Phương Mai, quận Đống Đa, Hà Nội Phía Đông Nam hồ được thông với hồ Kim Liên nhỏ, có đường bao quanh 3 mặt của hồ Hồ mới cải tạo nạo vét bùn, kè bờ và mở rộng đường xung quanh hồ năm 2007, đây là

hồ có đầu vào, đầu ra Hồ rộng khoảng 1,7 ha, nước ra qua trạm bơm cuối hồ (phía Tây Nam của hồ), cứ 3 ngày trạm bơm ra khoảng 4.000-5000 m3

Nguồn nước thải vào hồ chủ yếu là từ hồ Kim Liên nhỏ ngay cạnh, qua 3 ống D700 Đây là nước thải sinh hoạt từ khách sạn Kim Liên và các cơ quan, khu dân cư lân cận, theo kết quả đo lưu lượng nước vào hồ qua 3 cống này của Trung tâm

nghiên cứu công nghệ môi trường và phát triển bền vững - Trường Đại học Khoa

học Tự nhiên trung bình có khoảng 1.500 m3/ngày nước thải chảy vào hồ

b Sự ô nhiễm nước thải hồ Kim Liên

Do hồ chủ yếu là nơi tiếp nhận nước thải sinh hoạt của các cơ quan, nhà hàng,

khách sạn ở khu vực xung quanh hồ và là nơi điều tiết nước mưa của khu vực nên

Tổng photpho (mg/l)

SS (mg/l)